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蓬田 匠; 大内 和希; 岡 壽崇; 北辻 章浩; 駒 義和; 今野 勝弘*
Scientific Reports (Internet), 12(1), p.7191_1 - 7191_10, 2022/05
被引用回数：4 パーセンタイル：53.82(Multidisciplinary Sciences)福島第一原子力発電所2号機トーラス室滞留水に含まれる
線放出核種の存在形態を、走査型電子顕微鏡X線検出(SEM-EDX)やアルファトラック法により分析した。SEM-EDXによる観察の結果、Uを主成分とするサブ
m
数mサイズの粒子を複数同定できた。これらの粒子はZrなどの燃料被覆管や構造材を構成する元素を含んでいる。また、同じ粒径フラクションの固形分に含まれるU同位体比(235/238)は、原子炉燃料のそれと一致した。このことから、U粒子は原子炉に由来し、これが微細化したものであることを示している。アルファトラック分析により同定した核種含有粒子は、粒径数10m~数100mのサイズであり、SEM-EDXの元素分析の結果、鉄を主成分としていた。核種の物質量は極わずかであることから、Pu, Am, Cm等が鉄粒子上に付着する形態であると考えられる。分析した滞留水中の固形分試料では、Uと他の核種の存在形態が異なる場合があることが明らかになった。
江坂 文孝; 間柄 正明
Mass Spectrometry Letters, 7(2), p.41 - 44, 2016/06
保障措置環境試料中の個別ウラン粒子の分析(パーティクル分析)は、二次イオン質量分析(SIMS)法などにより行われている。この際、あらかじめ試料中に含まれる多くの粒子からウランを含む粒子を特定する必要があり、これまで分析の律速になっていた。本研究では、走査型電子顕微鏡の反射電子像を利用した自動分析により効率的にウラン粒子を特定し、SIMS法により同位体比分析を行う方法について検討した。本検討により分析条件の最適化を行った結果、1000倍の倍率で反射電子像を観測することにより、直径1m程度のウラン粒子を効率的に特定できることが確かめられた。
白数 淑郎; 湊 和生
Proc. of the Int. Conf. on Future Nuclear Systems (GLOBAL'99)(CD-ROM), 7 Pages, 1999/00
テクネチウム消滅処理のためのデータベースを構築するために、テクネチウム-ルテニウム合金の特性評価を行った。X線回折により求めたテクネチウム-ルテニウム合金の格子定数は、ルテニウム濃度の増加とともに減少し文献値ともよく一致していた。そして、X線回折及びSEM-EDXを用いてテクネチウム-ルテニウム合金の組成の均一性を確認した。また、レーザフラッシュ法によって熱拡散率を測定し、その熱拡散率、試料密度及び比熱容量の文献値から、テクネチウム-ルテニウム合金の熱伝導率を導出した。テクネチウムの熱伝導率がルテニウムよりも小さいこと、並びにテクネチウム-ルテニウム合金の熱伝導率が温度及びルテニウム濃度の増加とともに増加することを明らかにした。
上薗 裕史; 中村 治人
Journal of Nuclear Materials, 152, p.339 - 342, 1988/00
被引用回数：3 パーセンタイル：75(Materials Science, Multidisciplinary)模擬高レベル廃棄物ガラス固化体を地下水中に1年7ヶ月浸し、ガラス固化体の浸出挙動について検討した。同時に室内で合成地下水及び脱イオン水を使用して2年半の浸出試験も行い比較検討した。その結果、地下水、合成地下水のいずれの場合も、ガラス固化体表面には10m位の長さの溝が多数認められ、この部分は浸出が促進されていると考えられた。溝のできていない平面部は、脱イオン水と比較して、逆に浸出が抑制されていることがわかった。SEM-EDXにより平面部の脱アルカリ量を測定し、同時に溝の大きさと個数を計測し浸出したガラス量を計算して、両者の和からナトリウムの浸出量を推定することができると思われる。
上薗 裕史; 馬場 恒孝
JAERI-M 84-220, 23 Pages, 1984/12
模擬廃棄物入りガラス固化体の浸出後のガラス表面に残る元素の量と、浸出液中の元素の量との間の関係について検討した。その結果SEM-EDXで測定したガラス表面に残るNaの量と、浸出液中のNaの量との間の実験的関係が得られた。このことからSEM-EDXで測定したガラス表面に残ったNaの量は、浸出の程度を示す目安になると考えられた。また得られた実験式を用いて、ガラス表面に残ったNaの量から、浸出液中に放出されたNaの量を推定することを試みたところ、ベースガラスとベントナイトの混合粉末を埋戻し材として共存させると、浸出を約100倍抑制するという結果を得た。
鵜山 雅夫*; 人見 尚*; 弥富 洋介; 松井 裕哉
no journal, ,
地層処分技術の信頼性向上の観点から、セメント系材料が岩盤に与える影響の把握とその分析手法を確立することを目的として、瑞浪超深地層研究所内の深度200m予備ステージ及び深度300m研究アクセス坑道におけるグラウト充填割れ目を含む岩石試料を対象に、偏光顕微鏡, XRF, SEM-EDX分析を実施した。偏光顕微鏡及びXRFの観察により、グラウト充填割れ目やその割れ目付近でカルサイトが確認できたが、割れ目との関連や形状から、グラウト注入前にカルサイトが存在していた可能性が高いことが考えられた。また、SEM-EDX分析結果より、グラウト注入前に存在していたカルサイトはグラウト注入圧力により移動し、グラウト充填割れ目側ではカルサイトとグラウト材が混合して充填された可能性があることが考えられた。さらに、これらの分析手法がグラウト充填割れ目の詳細観察に適用できる見通しが得られた。今後は、グラウト注入前のセメントの初期状況とその経年変化も比較することで、セメント材の岩盤への影響評価に資する技術開発を進めていくことが重要であると考える。
弥富 洋介; 石橋 正祐紀; 松井 裕哉; 鵜山 雅夫*; 人見 尚*
no journal, ,
地層処分における処分場建設においては、大量のセメント系材料の使用が想定され、周辺岩盤に影響を与える可能性がある。そのため、セメント系材料が岩盤に与える影響の把握とその分析手法を確立することを目的として、瑞浪超深地層研究所内の深度200m予備ステージ及び深度300m研究アクセス坑道におけるグラウト充填割れ目を含む岩石試料を対象に、偏光顕微鏡, XRF, SEM-EDX, CT-XRD分析を実施した。その結果、岩盤側には方解石の薄い層状の領域が確認されるとともに、グラウト材に接する岩盤側の割れ目において、主にCaの偏在が見られた。また、グラウト材すなわち硬化セメントペースト部分は、炭酸カルシウムを主成分とした硬化物であること、CT-XRDが非破壊で三次元的な鉱物分布を把握できる分析手法として有用であること等が確認できた。一方、母岩である花崗岩中には微量にしか存在しないと考えていたCa
が湧水にも含まれていることから、グラウト材から供給されたCaの影響を分離して評価することが現時点で難しいことが分かったため、方解石の沈殿がみられる割れ目が選択的な水みちになっているメカニズムを特定した上で、分析試料の採取と分析および地質環境の情報との比較・評価を行うことが、セメントによる岩盤変質のメカニズムの検討における今後の課題と考えられる。
核種分析,4; SEM-EDXおよびアルファトラック法による核種を含有する微粒子の検出蓬田 匠; 大内 和希; 岡 壽崇; 北辻 章浩; 駒 義和; 今野 勝弘*
no journal, ,
2号機トーラス室の滞留水には、燃料由来と考えられる核種が含まれていることが、ICP-MS及び線スペクトロメトリの分析結果から明らかになっている。これらの核種の存在形態を知るために、燃料主成分であるUと、他の核種(Pu, Am, Cm等)に大別し、走査型電子顕微鏡-X線検出(SEM-EDX)およびアルファトラック法により、核種含有粒子の検出を試みた。最深部滞留水から回収した微粒子状固形分の一部をカーボンテープ上に薄く塗布して観察試料とした。SEM-EDXによる観察の結果、Uを含有するサブmから数mサイズの粒子を複数同定できた。これらの粒子はZrなどの燃料被覆管や構造材に由来する元素を含んでおり、微粒子化した燃料デブリの可能性を示唆する。アルファトラック分析により同定した核種含有粒子は、粒径数10mから数100mのサイズであり、SEM-EDXにより元素分析したところ、鉄を主成分としていた。核種の物質量は極わずかであることが示唆され、Pu, Am, Cm等が鉄粒子上に付着する形態で存在すると考えられる。このことから、Uと他の核種の存在形態は異なることが明らかになった。
秋山 大輔*; 桐島 陽*; 佐藤 修彰*; 佐々木 隆之*; 渡邉 雅之; 熊谷 友多; 日下 良二
no journal, ,
東京電力福島第一原子力発電所事故では溶融した燃料が被覆管のジルカロイや、ステンレス等の鉄を主成分とした合金と高温で反応し、燃料デブリを生成したと考えられている。今後、取出しや処理,処分に際して、生じた燃料デブリの性状を予測することが重要となる。そこで、本研究ではZrもしくはZrO
とステンレス鋼の構成元素を含む模擬燃料デブリを調製し、XRD及びSEM-EDXを用いて構造解析を行った。また、模擬デブリを純水や海水に浸漬した後の固相状態についても評価を行った。
核種を含有する微粒子の検出と分析蓬田 匠; 大内 和希; 岡 壽崇; 北辻 章浩; 駒 義和; 今野 勝弘*
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)廃炉作業の一環として、原子炉建屋に存在する滞留水の処理が進められている。原子炉建屋の滞留水からは、下流側の建屋の滞留水と比較して、より高い濃度の核種が検出された。今後、原子炉建屋の滞留水の処理を進めるにあたり、核種を効果的に除去する技術を検討する必要がある。その検討の前提となる核種の存在状態の把握を目的に、2号機トーラス室の滞留水に含まれる粒子状核種に焦点を当て、その粒子サイズや化学形態等の分析・調査を行った。SEM-EDXやトラック法を用いて核種を多く含む粒子を検出した結果、Uは数百nmから数m程度の粒子状で、その他の核種(Pu, Am, Cm)は鉄酸化物粒子上に多く分布することを明らかにした。
核種分析,2; SEM-EDXおよびアルファトラック法による核種を含有する微粒子の検出蓬田 匠; 大内 和希; 森井 志織; 岡 壽崇; 北辻 章浩; 駒 義和; 今野 勝弘*
no journal, ,
3号機滞留水中の固形分の多数の粒子状物質の中から、核種を含有する微粒子の検出を試みた。SEM-EDXを用いる元素分析により、粒径数百nmから10m程度のUを主成分とする微粒子を検出した。また、アルファトラック法により、粒径100m程度までの鉄粒子上に核種が分布する様子を観測できた。
蓬田 匠
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)廃炉作業の一環として、原子炉建屋に存在する滞留水の処理が進められている。我々のグループでは、滞留水処理を安全かつ円滑に行うために必要な核種の存在形態の把握を目的に、2号機トーラス室の滞留水に含まれる粒子状核種の粒子サイズや化学形態等の分析・調査を行った。SEM-EDXやトラック法を用いて核種を多く含む粒子を検出した結果、Uは数百nmから数m程度の粒子状で、その他の核種(Pu, Am, Cm)は鉄酸化物粒子上に多く分布することを明らかになった。得られた核種の存在形態は、滞留水からの核種を含む粒子を除去するための浄化装置の設計に用いられている。
遠藤 遼*; 秋山 大輔*; 蓬田 匠; 桐島 陽*
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故では燃料が溶融し、原子炉構造材と反応して燃料デブリが発生した。デブリは多数の元素や複数の結晶相で構成されると考えられ、デブリの組成分析には様々な結晶相に対する固相分析の知見の蓄積が必要になる。本研究では、溶融した核燃料(UO)と被覆管成分の酸化物(ZrO)が反応して炉内で生成していると推測される(U,Zr)O固溶体に着目し、X線回折法(XRD)によるバルク分析、走査型電子顕微鏡-エネルギー分散型X線分光法(SEM-EDX)と顕微ラマン分光法(MRS)による微粒子分析を用いてミクロからバルク領域までの性状研究を行った。
遠藤 遼*; 秋山 大輔*; 蓬田 匠; 岡本 芳浩; 谷田 肇; 桐島 陽*
no journal, ,
福島第一原子力発電所事故では燃料が溶融し、原子炉構造材と反応して燃料デブリが発生した。デブリは多数の元素や複数の結晶相で構成されると考えられるため、デブリの組成分析には様々な結晶相に対する固相分析の知見の蓄積が必要になる。本研究では、溶融した核燃料(UO)と被覆管成分の酸化物(ZrO)が反応した結果、炉内で生成していると推測される(U,Zr)O固溶体に着目した。まず、X線回折法でバルク領域の主要な結晶相を判別した。その後、ミクロ領域の元素分布を走査型電子顕微鏡-エネルギー分散型X線分光法で調べ、同じ観察部位を顕微ラマン分光法で分析することによってミクロ領域の結晶相を調べた。さらに、-XRD、-XRF、-XAFSによるミクロ領域の局所元素・原子価分析を行った。XANESスペクトルからUの原子価を導出し、結晶相を判別できるかについて検討した。複数の分光分析を併用し、多角的に化学状態を把握するための技術開発が本研究の目的である。
