Using natural systems evidence to test models of transformation of montmorillonite

Savage, D.*; Wilson, J.*; Benbow, S.*; 笹本 広; 小田 治恵; Walker, C.*; 川間 大介*; 舘 幸男

Applied Clay Science, 195, p.105741_1 - 105741_11, 2020/09

https://doi.org/10.1016/j.clay.2020.105741

高レベル放射性廃棄物の地層処分において、粘土を主体とする緩衝材の長期的な安全機能は、モンモリロナイトが存在することによる高膨潤性と低透水性が維持されるかどうかに影響される。多くの場合、安全評価ではモンモリロナイトのイライト化(非膨潤性鉱物)への変質が懸念され、半経験的な速度論モデルによる評価が行われている。一方、近年、化学反応だけでなく、反応と輸送の2つの現象をカップリングしたモデルでの評価もなされている。本研究では、反応-輸送モデルでの評価を行い、既往の半経験的な速度論モデルによる評価と比較した。その結果、反応-輸送モデルでは、半経験的な速度論モデルに比べて、保守側の評価にはなるものの、天然の事例を再現するという観点では課題があることが示唆された。このため、地層処分におけるニファフィールドの長期変遷評価において、反応-輸送モデルを用いた評価を行う場合は、解析結果の解釈にあたり注意を要することが必要である。

Preliminary test of the EA-AGE3 system for C measurement of CaCO samples and coral-based estimation of marine reservoir correction in the Ogasawara Islands, Northwestern Subtropical Pacific

國分 陽子; 三ツ口 丈裕*; 渡邊 隆広; 山田 努*; 浅海 竜司*; 井龍 康文*

Radiocarbon, 61(5), p.1593 - 1601, 2019/10

https://doi.org/10.1017/RDC.2019.69

日本原子力研究開発機構・東濃地科学センターに設置された自動グラファイト化装置AGE3及びペレトロン年代測定装置(JAEA-AMS-TONO)を用いて造礁サンゴ試料のC測定を実施した。本研究では、まず、沖縄本島南岸で採取した2つの完新世中期化石サンゴについて、AGE3で調製したグラファイトと従来法(リン酸分解)で調製したグラファイトのC測定値を比較した。その結果、AGE3で調製したグラファイトの方がわずかにC濃度が高くなる傾向が見られた。この傾向は、AGE3を用いることによって古い試料(例えば10,000 BP)のC年代が過小評価される可能性を示唆するが、現代/近代試料への影響は無視できる。そこで、小笠原諸島・父島で採取した現生サンゴに刻まれている1900年代1950年代の年輪から23年毎に試料を削り出し、これらの年輪試料にAGE3を適用してC濃度を測定し、この海域におけるリザーバー年代補正の評価を行った。

Unitization for portability of emergency response surveillance robot system; Experiences and lessons learned from the deployment of the JAEA-3 emergency response robot at the Fukushima Daiichi Nuclear Power Plants

川妻 伸二; 三村 竜二; 淺間 一*

ROBOMECH Journal (Internet), 4, p.6_1 - 6_7, 2017/02

https://doi.org/10.1186/s40648-017-0073-7

緊急時対応偵察ロボットの可搬性が重要であることは明らかであった。そのため、日本原子力研究所(現日本原子力研究開発機構: JAEA)が開発したRESQ-Aロボットも可搬性の考慮がなされていた。福島第一原子力発電所事故の発生後、JAEAが当初想定した現場状況に合うようにRESQ-Aロボットを改造した。しかしながら、実際の現場状況は想定を超えており、福島第一原子力発電所の操作員から情報を得て、更なる改造が必要となった。実際の状況は混乱していて、原子炉建屋内には瓦礫が飛散し、仮設のケーブルやホースが敷設されていたため、偵察ロボットは制限された通路を操作員が運べ、短時間で再組み立てを行え、更に保守時の操作員の被爆量提言のため、ケーブルやタイヤもはずせるようにしなければならなかった。JAEAは福島第一原子力発電所操作員の協力を得て、JAEA-3ロボットシステムの再改造を行なった。緊急時対応偵察ロボットが可搬性の観点から分割できるようにしなければいけないというのが教訓であり、緊急時対応偵察ロボットの分割に関する基本方針を策定した。

オーステナイトステンレス鋼の中性子照射による磁気特性変化に関する研究

根本 義之; 大石 誠; 伊藤 正泰; 加治 芳行

日本保全学会第12回学術講演会要旨集, p.105 - 112, 2015/07

これまで原子炉構造材として使用されるオーステナイトステンレス鋼の中性子照射に基づく材料劣化をき裂等の発生以前の予兆段階で渦電流法、交流磁化法等の磁気的手法により検知する技術開発に関連した研究成果を報告してきた。SUS304等の材料では照射以前から材料中に存在するフェライト相等の磁性相からの磁気信号が、照射による磁気変化の検知を阻害する可能性が考えられるため、本研究では、SUS304照射材の磁気測定を行い、照射量に依存した磁気変化が検知可能であることを確認した。また粒界割れ等の材料劣化と磁気データの相関に関与すると考えられる、照射材の結晶粒界での磁性相生成を透過型電子顕微鏡観察により確認した。以上の成果を報告する。

Simultaneous measurement of fluid temperature and phase during water jet injection into high temperature melt

柴本 泰照; 久木田 豊*; 中村 秀夫

Proceedings of 11th International Topical Meeting on Nuclear Reactor Thermal Hydraulics (NURETH-11) (CD-ROM), 15 Pages, 2005/10

溶融鉛ビスマス中に貫入する水ジェットの挙動について実験的に検討した。両相の混合と相互作用を流体温度と流体相判別を同時測定することで検出した。計測には、本実験のために新たに開発したプローブを使用した。従来研究例の多い融体注入モードにおいては、水中に投入された融体の温度低下によって膜沸騰が不安定になることが、蒸気爆発の原因(トリガリング)であると考えられている。一方、本研究の対象とする冷却材注入モードでは、融体中に注入された水の温度は上昇し続け、これは一般的には膜沸騰を安定化させる効果を持つはずである。しかしながら、本研究の実験においては、水及び融体の初期温度が最も高い場合に最も不安定かつ急速な蒸気生成が起こり、融体注入モードとは明らかに異なる現象が起こっていることが明らかとなった。融体及び水の初期温度とジェット速度を系統的に変えた実験の結果から、このような不安定現象は、融体と水が液液接触した時の界面温度が水の均質核生成温度を超え、かつキャビティ内に大量の飽和水が蓄積されているときに起こることが明らかになった。一方、界面温度が水の均質核生成温度より十分に低い場合には安定な沸騰を維持できることも明らかになった。

Corrosion behavior of austenitic and ferritic/martensitic steels in oxygen-saturated liquid Pb-Bi eutectic at 450C and 550C

倉田 有司; 二川 正敏; 斎藤 滋

JAERI-Research 2005-002, 37 Pages, 2005/02

JAERI-Research-2005-002.pdf:20.04MB

加速器駆動核変換システムの核破砕ターゲット及び冷却材として用いられる液体鉛ビスマス中の腐食挙動に及ぼす温度及び合金元素の影響を明らかにするため、450C及び550Cの酸素飽和した液体鉛ビスマス中で、種々のオーステナイト及びフェライト/マルテンサイト鋼について、3000hの静的腐食試験を実施した。腐食深さを、内部酸化を含む酸化膜の厚さ,結晶粒界腐食深さ,形成したフェライト層の厚さの和と定義した。450Cでの腐食深さは、フェライト/マルテンサイト鋼,オーステナイト鋼にかかわらず、鋼材中Cr量の増加とともに減少する。450Cでは3つのオーステナイト鋼で、Ni及びCrの明らかな溶解は起こらなかった。フェライト/マルテンサイト鋼の腐食深さは、550CでもCr量の増加とともに減少する。JPCA及び316ステンレス鋼のオーステナイト系ステンレス鋼の腐食深さは、550CでのNiの溶解に起因するフェライト化によって、フェライト/マルテンサイト鋼より大きくなる。約5%のSiを含むオーステナイト系ステンレス鋼は、保護的なSi酸化膜が形成し、Ni及びCrの溶解を防ぐため、550Cで優れた耐食性を示す。

Modelling the effect of incorporated halogenated pyrimidine on radiation-induced DNA strand breaks

渡邊 立子; Nikjoo, H.*

International Journal of Radiation Biology, 78(11), p.953 - 966, 2002/11

https://doi.org/10.1080/0955300021000024270

ブロモウラシルやヨードウラシルといったハロゲン化ピリミジン(HP)をDNAに導入すると、放射線照射に対する細胞致死の感受性が増加することがよく知られている。この原因として、HPの導入によるDNA鎖切断収率の増加と修復の阻害が提唱されている。本研究の目的は、DNA鎖切断収率の増加の程度、その原因、損傷の複雑さを調べることにより、DNA損傷と細胞致死を関連付けることである。このため、X線照射によるDNA鎖切断の生成過程のモデル化にモンテカルロ法を用い、DNA鎖切断の収率と損傷のスペクトルを計算した。HPによるDNA鎖切断増加のメカニズムとしては、水和電子とHPの反応,HPの電離・励起,HP以外の塩基からHPへの電子の移動を仮定した。この結果、仮定したすべての経路によって鎖切断が増加し、HPへの電子の移動が大きく収率の増加に寄与すること、HPの導入によって切断の複雑度が増すことが示された。さらに、DNA鎖切断と細胞致死のデータの比較により、DNA二本鎖切断の細胞致死への関与が支持された。

Effects of defect morphology on the properties of vortex system in BiSrCaCuO irradiated with GeV heavy ions

黒田 直志; 石川 法人; 知見 康弘; 岩瀬 彰宏; 池田 博*; 吉崎 亮造*; 神原 正*

Physical Review B, 63(22), p.224502_1 - 224502_5, 2001/06

https://doi.org/10.1103/PhysRevB.63.224502

酸化物超伝導体の磁束系に及ぼす柱状欠陥の形態依存性について調べた。まずTEMによる観察の結果、GeVイオンによって生成される柱状欠陥は、電子的阻止能が大きい時は、連続的な、直径のそろった1本のトラックであるが、阻止能が小さくなるに従い、直径に大きな分布を持った構造になる。このような柱状欠陥形態に依存して、磁束のグラス転移の様子も変化する。阻止能の大きなイオンによって生成された欠陥は、Bose-glass転移をもたらすのに対し、阻止能の小さなイオンによる欠陥は、Bose-glass転移とくらべて、大きな臨界指数を持った、vortex glass転移をひきおこす。

トカマクにおける強磁性体製真空容器の作る磁場の評価

中山 武*; 阿部 充志*; 田所 孝広*; 三浦 幸俊; 鈴木 紀男; 佐藤 正泰; 仙石 盛夫

プラズマ・核融合学会誌, 74(3), p.274 - 283, 1998/03

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003826199

核融合炉構造材の候補材として、低放射化材であるフェライト鋼が有力視されている。しかし、フェライト鋼は強磁性体であるために、磁場閉じ込め装置であるトカマク装置の真空容器として用いると、大きな誤差磁場を発生することが懸念されている。この研究では、フェライト鋼であるF82Hを日立製作所所有の小型トカマクHT-2装置に組み込み、フェライト鋼の作る磁場を実測するとともに3次元磁場解析コードMAGFiCで評価した。フェライト鋼のポート開口部付近の磁気軸で作る主半径方向磁場は約50Gと評価される。この磁場は、トロイダル磁場リップルを打ち消す方向の磁場である。

New charge state of neptunium observed by Moessbauer emission spectroscopy in aged AmO

佐伯 正克; 中田 正美; 正木 信行

Journal of Nuclear Science and Technology, 31(8), p.864 - 866, 1994/08

https://doi.org/10.3327/jnst.31.864

約15年前に入手したAm-241線源を用い、発光メスバウア分光法により線源中のNpの化学状態を調べた。200Kではほぼ4価と5価の状態のみであり,これまでの報告と比較して、線源の化学形は二酸化物であると結論した。80Kでは小さいが新たな第3の吸収が認められた。7Kでは第3の吸収は4価の吸収より大きくなったが、第3の吸収と4価の吸収の和と5価の吸収の比は温度によらず一定であった。第3の吸収の異性体シフトは核外電子密度が高い側へシフトしているが、4価の範囲内に入っていること、及び強い温度依存性を持つことから、Amを置換して格子点に入ったNpであるが、近くに電子を捕捉した酸素空孔が存在している状態であり、長期間保管中に自己放射線損傷が進み、検出されるようになった状態であると結論した。