Safety handling characteristics of high-level tritiated water

林 巧; 伊藤 剛士*; 小林 和容; 磯部 兼嗣; 西 正孝

Fusion Engineering and Design, 81(8-14), p.1365 - 1369, 2006/03

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2005.09.062

核融合炉では高濃度のトリチウム水が発生し一次保管される。トリチウム水は、自己放射線分解により水素や酸素ガスを発生するうえに過酸化トリチウム水となると考えられる。しかし、トリチウム水を用いた系統的実験の報告例は少なく、発生量は線による放射線分解のG値(100eVのエネルギーを吸収した時の特定化学種分子の生成率)とは異なっている。本報告では、高濃度トリチウム水溶液を製造後、長期保管した結果を整理し、気相発生成分については、実効的なG値のトリチウム濃度及び温度依存性データから、防爆上必要な設計上の配慮(想定トリチウム水濃度/量とタンク容積及びその換気回数など)を議論する。また、液相発生成分については、トリチウム水の液性(水素イオン濃度や酸化還元電位など)に影響をあたえる(トリチウム濃度に依存する)ことを見いだし、その理由を考察するとともに、タンクの腐食防止に必要な設計上の配慮について議論する。

Re-emission of heavy water vapour from soil to the atmosphere

横山 須美; 野口 宏; 一政 祐輔*; 一政 満子*

Journal of Environmental Radioactivity, 71(3), p.201 - 213, 2004/01

https://doi.org/10.1016/S0265-931X(03)00169-3

核融合施設では、大量のトリチウムを扱うため、周辺の公衆の被ばく線量評価を行ううえでは、施設から放出されたトリチウムの環境中での挙動を調べておく必要がある。特に施設から放出されたトリチウムが土壌に沈着した後、再放出される過程については、あまりデータが得られていないことから明らかにしておく必要がある。本報告書では、特にトリチウム水(HTO)の土壌からの再放出を調べるために、HTOの代わりに重水(HDO)を用いて、土壌に沈着したHTOの再放出過程を模擬した野外実験を行った結果について報告する。実験には、ビニールハウス内でHDOに上面をばく露した土壌(ばく露土壌)及びあらかじめ重水を均一に混合した土壌(重水混合土壌)を用い、土壌を薄く分割して、任意の時間ごとにこれらの土壌水分中HDO濃度の深さ分布の時間変化を調べた。その結果、ばく露土壌及び重水混合土壌の両方の表層土壌水分中重水濃度の低下が著しいものの、ばく露土壌の方が重水混合土壌に比べて、低下割合が大きかった。さらに、交換,蒸発及び拡散過程を考慮した簡易なHTO環境移行モデルを用いて本実験結果の解析を行った結果、モデルは比較的実験結果と良い一致を示すことがわかった。

Numerical modelling and laboratory experiments of tritium transport in unsaturated soil

小嵐 淳*; 飯田 孝夫*; 安藤 麻里子; 山澤 弘実; 天野 光

Fusion Science and Technology, 41(3), p.464 - 469, 2002/05

環境中に放出されたトリチウムの影響を評価するためのモデル構築の一環として、地表面に近い不飽和土壌中でのHTO輸送モデルの開発と、モデル検証のためのトリチウム水を模擬した重水を用いた土壌カラム実験を行った。モデルには、土壌水分についてRichardsの式とVan Genuchtenタイプの土壌水分特性曲線の組み合わせを用い、HTO輸送については移流拡散方程式を用いた。実験では、重水を添加した水盤上に砂質土壌を均質に詰めた0.5m高のカラムを設置し、一定時間後の土壌中の重水濃度と堆積含水率の分布を測定した。実験で得られた土壌中での重水の拡散係数及び分散係数と、実験で得られた濃度分布とモデル計算結果の比較によるモデル検証結果について議論する。

Deposition of tritiated water vapour to water surface in outdoor field

野口 宏; 福谷 哲*; 横山 須美*; 木内 伸幸

Radiation Protection Dosimetry, 93(2), p.167 - 172, 2001/00

https://doi.org/10.1093/oxfordjournals.rpd.a006425

大気中トリチウム水蒸気の水表面への沈着を、12日間にわたって大気中にトリチウム水蒸気が存在してきた野外環境下で調べた。トリチウム水蒸気の大気と水間の交換速度が大気中及び水中トリチウム濃度などから求められた。その結果、野外での平均交換速度は以前の室内実験での値の約3倍であることがわかった。さらに野外での交換速度と気象条件との関係を解析するため、重回帰式を導出し、風速と気温が影響していることを明らかにした。

Numerical study on soil-atmosphere tritiated water transfer

山澤 弘実

KURRI-KR-61, p.100 - 105, 2000/00

大気-地表面間でのHTO移行の数値実験のためのモデル及び大気モデルの地表面モジュールの二つの目的で、地表面の数値モデルを開発した。1次元多層モデルで、土壌水分、温度、HTO濃度等を地上気象データを入力として予報的に求める。このモデルを用いて、土壌中のHTO移行の素過程である気相拡散、液相拡散、移流、分散の相対的重要性と降水等の外的条件、土壌種類及び時間スケールとの関連を調べた。その結果、各素過程の相対的重要性は、着目する時間スケールによって大きく異なることが示された。例えば、気相及び液相拡散は数ヶ月以下の短い時間スケールに比べ1年以上の長い時間スケールで重要な過程であることが示された。

核融合施設の放射線安全,4; 環境放出放射性物質による被曝評価,4.2,トリチウムの環境中挙動と被曝評価

野口 宏

プラズマ・核融合学会誌, 74(7), p.712 - 715, 1998/07

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003826259

核融合施設の放射線安全に関する特集の一部として、トリチウムの環境中挙動と被ばく評価についての最新の知見をまとめた。特に、核融合施設の許認可申請等に必要な安全評価用の被ばく線量評価コードの要件と評価上重要な環境中トリチウム挙動に焦点を当てた。コードの要件として、トリチウムガスとトリチウム水が扱えること、被ばく経路として1次プルームからの内部被ばくと地表沈着トリチウムの再放出による2次プルームからの内部被ばくが扱えること、年間実気象データによる被ばく線量の統計計算ができることなどを挙げた。

トリチウムの影響と安全管理,IV-5; 線量評価モデルとパラメータ

野口 宏; 横山 須美

日本原子力学会誌, 39(11), p.931 - 933, 1997/00

特集「トリチウムの影響と安全管理」の第IV-5章である。本章では大気放出トリチウムに対する安全評価モデルと研究用モデルの現状と課題をまとめた。事故時評価モデルは原研のTRIDOSEをはじめとして、いくつかのコードが開発されている。いずれのコードもHTとHTO放出に対応しており、HTとHTOの土壌-大気間の移行等がモデル化されている。しかし、これらのコードはわが国の指針との整合性の点で不十分であるため、原研では安全評価用コードの開発に着手した。平常時評価モデルについては、より精度の高い線量評価のために、HTとHTOの化学形に対応したコードの開発が必要と考えられる。モデルの検証については、BIOMOVS計画が終了し、現在IAEA主催のBIOMASS計画が開始したところである。

Tritium behavior on a cultivated plot in the 1994 chronic HT release experiment at Chalk River

野口 宏; 横山 須美; 木内 伸幸; 村田 幹生; 天野 光; 新 麻里子; 一政 祐輔*; 一政 満子*

Fusion Technology, 28, p.924 - 929, 1995/10

1994年7~8月にカナダチョークリバー研究所において、カナダと日本の協力でトリチウムガス(HT)の野外連続放出実験が実施された。本実験の目的は、大気中にHTを連続放出した時の環境媒体(空気、土壌、植物)中におけるトリチウム水(HTO)の挙動に関する知見、特に定常状態に到達するまでの時間とその濃度、環境媒体間のHTO移行挙動等を明らかにすることである。放出開始から30時間までの結果から、実験場内の空気中HT濃度は、夜間は高く、日中は低かったが、空気中HTO濃度はこのようなHT濃度の変動にもかかわらず、徐々に増加すること、及び小松菜の組織自由水中HTO濃度の時間変化は、空気水分中HTO濃度の時間変化と同じ動きをすること等が明らかとなった。

HTO emission from contaminated surfaces and distribution in the environmental media; Summary of data collected during field study in Canada in July 1992, 1

村田 幹生; 木内 伸幸; 横山 須美

JAERI-M 94-065, 93 Pages, 1994/03

JAERI-M-94-065.pdf:2.53MB

草地土壌や湿地などに存在するHTOが人の被ばくに至るプロセスおよび移行のパラメータ等を明らかにすることを目的として、IEA/OECD核融合環境、安全性、経済性に関する研究協力協定のもとで、HTOの野外挙動実験をカナダとの協力のもとに実施した。本報告は、カナダのチョークリバー研究所廃棄物処理場周辺、およびピッカリング発電所敷地周辺での、1)準平衡状態にある環境媒体中(空気、土壌、植物、プール水)におけるHTOレベルの短期変動とその相関関係、2)空気中HTOの地表高分布、地表と大気間の水蒸気交換速度、HTOフラックスおよび土壌中HTOの大気への放散率、3)植物有機結合トリチウムの生成、植物葉からの空気中HTOの取入れ速度等に関して得られたデータをまとめたものである。なお、3)等に関する成果は野外実験データ集(2)として別に報告される予定である。

空気中における低濃度トリチウムガスの水への転換反応に及ぼす同位体組成比効果

野口 宏; 村田 幹生

日本原子力学会誌, 33(4), p.360 - 362, 1991/04

https://doi.org/10.3327/jaesj.33.360

乾燥空気中におけるトリチウムガスの同位体組成比、すなわち全トリチウムガス放射能濃度に対するT放射能濃度の割合をパラメータとして、トリチウムガスからトリチウム水への転換反応の速度定数を調べた。その結果、速度定数とT放射能濃度の割合との比はほぼ一定値となり、その値はトリチウムの崩壊定数に近い値であった。このことから、乾燥空気中における低濃度トリチウムガスのトリチウム水への転換反応は、T分子の崩壊によって生じたHeTにもとづく反応が支配的であり、HTとDTは反応にほとんど寄与していないことが明らかとなった。