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廃炉環境国際共同研究センター; 大阪大学*
JAEA-Review 2023-039, 71 Pages, 2024/03
JAEA-Review-2023-039.pdf:4.43MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和3年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所の廃炉等を始めとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、令和3年度に採択された研究課題のうち、「アルファ微粒子の実測に向けた単一微粒子質量分析法の高度化」の令和3年度分の研究成果について取りまとめたものである。本研究は、燃料デブリ取り出しの際に発生するウランやプルトニウムを含むアルファ微粒子のリアルタイムモニタリングに向け、単一微粒子質量分析法の高度化を目的とする。令和3年度において、質量分解能を向上する改良型単一微粒子質量分析計(ATOFMS)の開発に向けて、シミュレーションによりイオン軌道や飛行距離を最適化した結果、市販ATOFMSと比べて10倍以上の質量分解能ならびに9倍以上のイオン透過率が得られる構造を得、さらにそれに適合する粒子検出部の設計を完了した。また、検出効率を改善するために新たに開発する肥大化濃縮装置を設計し、それに必要な装置や部品を購入した。試作した肥大化部を用いて予備実験を行い、溶液から乾燥微粒子を製造できること等を確認した。模擬アルファ微粒子の粒径ならびに含有元素分布に関する研究。さらに、模擬アルファ微粒子の表面状態観測を実施し、気化・凝縮を経て生成したと考えられるサブ
mの粒径を持つ球状微粒子と、原料が飛散したと考えられる不定形の粒子が存在することを見出した。また、濃縮肥大化した粒子に対する表面状態等の性状分析も可能であることを見出した。
廃炉環境国際共同研究センター; 大阪大学*
JAEA-Review 2021-074, 104 Pages, 2022/03
JAEA-Review-2021-074.pdf:4.91MB
日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和2年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス株式会社福島第一原子力発電所(1F)の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、令和元年度に採択された「単一微粒子質量分析法に基づくアルファ微粒子オンラインモニタリングに向けた基礎検討」の令和元年度と令和2年度の研究成果について取りまとめたものである。本課題は令和2年度が最終年度となるため2年度分の成果を取りまとめた。本研究は、1Fの燃料デブリ切削の際に発生するアルファ微粒子のオンラインモニタリングに向け、単一微粒子質量分析技術の適用性について基礎検討を行うことが目的である。令和2年度、模擬試料として(U,Zr)O
試料ならびにウラン溶液試料を調製・分析し、レーザーアブレーションによる模擬アルファ微粒子製造装置ならびに噴霧法によるエアロゾル生成装置を用いて模擬アルファ微粒子の粒径分布測定を行った。さらに、単一微粒子質量分析計を使用して、模擬アルファ微粒子のオンライン質量分析を行った。模擬アルファ微粒子のオンライン収集ならびにイオン化に成功し、ウラン由来の正負イオンピークを明確に検出できた。測定結果から、
Uの測定下限値を10
10
Bq/cm
と評価し、オンラインモニタリングに適用できることが示唆された。
木内 伸幸; 大石 哲也; 野口 宏; 加藤 正平; 石沢 昌登*
Radioisotopes, 50(9), p.403 - 407, 2001/09
再処理施設の緊急時環境モニタリングのためのアルファダストモニタを開発している。高感度な測定を行うためには、フィルタの選定が重要である。このため、国内で市販されている種々のフィルタを対象に表面捕集性能及び圧力損失について試験した。試験結果から、裏側を補強した、PTFE系メンブランフィルタが、表面捕集性能に優れ、かつ圧力損失が少ないことがわかった。
林 悌二; 岩本 多實
Journal of Nuclear Science and Technology, 13(3), p.132 - 138, 1976/03
被引用回数：1高温ガス炉には被覆燃料粒子が使用される。この燃料の被覆層には製造過程で燃料である重金属が混入し、その汚染源からの核分裂生成物の放出が炉の運転および保守に大きな影響を与える。国産品の被覆燃料粒子の汚染ウラン量の程度は明らかでなく、従ってこの量を測定し品質管理分析へ適用する方法を検討した。本測定法としてマイカ法、乾式酸化脱被覆に続く固体蛍光々度法、アルファ線計測および質量分析法が考えられ、各方法で被覆層中の汚染ウランを測定した。マイカ法では被覆パイロカーボン層中での核分裂反跳距離を知る必要があり、同位体希釈による質量分析とマイカ上の核分裂飛跡密度から14mと決定した。いずれの破壊法も燃料核からの汚染は比較的容易に除去でき好結果が得られたが、蛍光々度法では試料調整上に難点が認められた。これらの実験結果より、マイカ法とアルフア線計測の併用が本目的に対して最も良い手段であると結論ずけた。
-Particle Injected Transverse or Parallel to the Toroidal Axis川崎 温*; 井上 堅司; 竹田 辰興; 吉川 允二
JAERI-M 4531, 31 Pages, 1971/07
JFT-2において、プラズマ柱を流れる電流の分布測定のための一方法として、荷電粒子(-粒子)を入射することにより、その軌道の偏移量からプラズマ中のポロイダル磁場の値を推定する方法を検討し、そのための予備的な推測をした。偏移量はJFT-2のパラメータと通常入手し得る-粒子源では充分大きく、測定にかかる。粒子の軌道解析の外、測定の分解能、-粒子源、検出器等についても簡単な議論が行なわれた。
坪田 陽一; 和氣 嵩暁*; 金子 純一*; 樋口 幹雄*; 石橋 浩之*
no journal, ,
GdSiO
:Ce(GPS)はNaI:Tlを超える大発光量を持ち、523Kを超える高温環境下でも使用可能な希土類ケイ酸塩シンチレータである。GPSのGdの一部をLaで置換した三斜晶La-GPSもNaI:Tlに匹敵する発光量を有し、複数の単結晶合成例が報告されている。しかしLa-GPSの発光量に関する系統的な研究はいまだ報告されていない。本研究においてはLa-GPSシンチレータの発光量最大化を目指し、発光量のLa及びCe濃度依存性を調査した。(LaxGd1-x-yCey)SiO(x=0.1, y=0-0.16)および(x=0-0.15, y=0.025)の組成の調整したLa-GPS焼結体をガラス基板に固定、研磨することで厚み100m程度のプレートを作製した。
Amからの線応答測定の結果、Ce濃度2.5%でLa濃度を変化させた場合、La濃度5-6.7%程度で発光量が最大となり、La濃度増加とともに発光量は減少した。La濃度を10%とし、Ce濃度を変化させた場合、Ce濃度0-2.5%の領域では濃度増加に伴い、発光量が増加し、Ce濃度4%より高い領域では濃度消光により発光量が減少した。
