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上野 文義; 入澤 恵理子; 加藤 千明; 五十嵐 誉廣; 山本 正弘; 阿部 仁
Proceedings of European Corrosion Congress 2016 (EUROCORR 2016) (USB Flash Drive), 7 Pages, 2016/09
本研究は、再処理施設における減圧式のステンレス鋼製濃縮缶の腐食に及ぼす沸騰硝酸の影響に着目した。腐食試験は、コールド模擬のために酸化性金属イオンとしてバナジウムを添加した硝酸溶液を用いて行った。減圧沸騰条件と常圧非沸騰条件で腐食試験を行い、腐食速度を比較した。その結果、同じ温度で溶液が沸騰した場合に非沸騰に比べて腐食速度が大きくなった。硝酸中でのバナジウムの酸化反応を調べた結果、沸騰中では硝酸によるバナジウムの4価から5価への酸化が進み、腐食が加速されることを明らかにした。
加藤 千明; 矢野 昌也*; 木内 清; 杉本 克久*
Corrosion Engineering, 52(1), p.53 - 67, 2003/01
沸騰硝酸環境におけるジルコニウムの耐食性に及ぼす伝熱の影響を各硝酸濃度で調べた。伝熱面及び等温浸漬面における腐食減量と電気化学的分極曲線を測定した。その結果、ジルコニウムの腐食速度は等温浸漬面よりも伝熱面の方が大きくなることが明らかになった。その速度は硝酸濃度と溶液温度の上昇により大きくなった。沸騰伝熱面における硝酸の酸化力上昇は、伝熱面上での熱分解による亜硝酸濃度の低下と沸騰バブルによって分解生成物が溶液から排出されることにより引き起こされる。沸騰伝熱面における12mol/dm
硝酸水溶液の酸化還元電位はジルコニウムの一次不働態皮膜の破壊電位に非常に近づいた。これは、核燃料再処理プロセスの沸騰伝熱面において応力腐食割れが生じることを示唆している。
加藤 千明; 木内 清; 杉本 克久*
Corrosion Engineering, 52(1), p.69 - 85, 2003/01
沸騰硝酸水溶液中における金属の腐食を理解するためには、溶液中、特に沸騰状態における高い平衡電位の発生機構を知る必要がある。最初に、ラマン分光法を用いて硝酸水溶液中に存在する窒素酸化物を分析した。そのうえで、SOLGASMIX計算コードを用いた熱力学的な計算により存在する窒素酸化物量を検討した。ラマン分光分析から硝酸濃度と温度が上昇すると解離していないHNO
の存在量が多くなった。また、NO
の存在量は硝酸の熱分解により多くなった。熱力学計算から、硝酸水溶液中に含まれる重要な窒素酸化物はNO
, HNO, HNO, NO, NOであることがわかった。しかしながら、硝酸水溶液中の平衡電位は、おもにHNO/HNO平衡によって決定された。また、熱力学計算から沸騰伝熱面における硝酸の酸化力上昇は伝熱面上でのHNOの熱分解と沸騰バブルによって溶液から分解生成物が連続的に排出することによりHNO濃度が低下して生じることが示唆された。
加藤 千明; 矢野 昌也*; 木内 清; 杉本 克久*
材料と環境, 52(1), p.35 - 43, 2003/01
沸騰硝酸環境におけるジルコニウムの耐食性に及ぼす伝熱の影響を各硝酸濃度で調べた。伝熱面及び等温浸漬面における腐食減量と電気化学的分極曲線を測定した。その結果、ジルコニウムの腐食速度は等温浸漬面よりも伝熱面の方が大きくなることが明らかになった。その速度は硝酸濃度と溶液温度の上昇により大きくなった。沸騰伝熱面における硝酸の酸化力上昇は、伝熱面上での熱分解による亜硝酸濃度の低下と沸騰バブルによって分解生成物が溶液から排出されることにより引き起こされる。沸騰伝熱面における12mol/dm硝酸水溶液の酸化還元電位はジルコニウムの一次不働態皮膜の破壊電位に非常に近づいた。これは、核燃料再処理プロセスの沸騰伝熱面において応力腐食割れが生じることを示唆している。
加藤 千明; 木内 清; 杉本 克久*
材料と環境, 52(1), p.44 - 52, 2003/01
沸騰硝酸水溶液中における金属の腐食を理解するためには、溶液中、特に沸騰状態における高い平衡電位の発生機構を知る必要がある。最初に、ラマン分光法を用いて硝酸水溶液中に存在する窒素酸化物を分析した。そのうえで、SOLGASMIX計算コードを用いた熱力学的な計算により存在する窒素酸化物量を検討した。ラマン分光分析から硝酸濃度と温度が上昇すると解離していないHNOの存在量が多くなった。また、NOの存在量は硝酸の熱分解により多くなった。熱力学計算から、硝酸水溶液中に含まれる重要な窒素酸化物はNO
,HNO,HNO,NO,NOであることがわかった。しかしながら、硝酸水溶液中の平衡電位は、おもにHNO/HNO平衡によって決定された。また、熱力学計算から沸騰伝熱面における硝酸の酸化力上昇は伝熱面上でのHNOの熱分解と沸騰バブルによって溶液から分解生成物が連続的に排出することによりHNO濃度が低下して生じることが示唆された。
古閑 二郎*; 新里 卓史*
JNC TJ8400 2000-054, 48 Pages, 2000/02
JNC-TJ8400-2000-054.pdf:1.23MB
再処理プロセスの運転において生成する微量成分のプロセス内挙動について数値シミュレーションを行なう上で、市販のダイナミカルシステムツールである"STELLA"の適用の可能性を検討した。前年度までの検討対象であったアジ化水素酸について、ヒドラジンと亜硝酸との反応から生成するアジ化水素酸について抽出器内の濃度の時間変化を"STELLA"でシミュレーションした。本シミュレーションでは、MIXSET-Xで各抽出器内の主要成分の定常濃度を求めた後、ヒドラジンと亜硝酸との反応から生成するアジ化水素酸について各抽出器内の濃度の時間変化を決定した。シミュレーションの結果は、前年度までの結果と同様であった。本研究の結果から、"STELLA"は微量成分のプロセス内挙動の数値シミュレーションに適用できることがわかった。
線照射作用竹内 正行; 石橋 祐三; 大橋 和夫; 永井 崇之; 武田 誠一郎
PNC TN8410 98-078, 36 Pages, 1998/07
(目的)材料腐食に与える線の影響について検討するため、ステンレス鋼の腐食に影響を及ぼす酸化性イオンへの線照射作用について調査する。(方法)再処理環境中の代表的な金属種の中で、高次原子価で存在し得るCr6+,Ce4+,Ru3+を対象に、線を一定の線量率および時間で照射し、溶媒中に存在する金属種の原子価変化を調査した。その際、照射反応に対する溶媒の関与について検討するため、溶媒を純水、硝酸水溶液とした照射試験を行った。(結果)本試験の結果から、得られた知見を以下に示す。(1)硝酸溶液にCr6+,Ce4+の高酸化性イオンが溶存した環境に線を照射した場合、それぞれ還元を受けて、Cr3+,Ce3+に変化する。(2)同様に、吸収スペクトルによる同定結果から、Ru3+への線照射により、初期のRu3+の一部は少なくともRuO42-,Ru8+以外の別の形態へ変化しているものと考えられ、線の還元作用、Ruとニトロ基の親和性等から、Ru2+を主としたニトロシルルテニウム形態に変化している可能性が高い。(3)硝酸溶液系に線照射した場合に生じる高酸化性イオンの還元は主として、放射線分解物の影響によるものと考えられ、高酸化性イオンに線が直接的に作用するのではなく、溶媒を介在した間接的な作用によるものと考えられる。(4)線源60Co、硝酸濃度4N、室温の条件で得られたCr還元に係るG値は1.28であり、同環境で評価されたNOx(0.021)の値よりも極めて大きい。(結論)ステンレス鋼の腐食を促進させる高酸化性イオン共存硝酸溶液に線照射した場合、溶液中の高酸化性イオンが還元を受けることで、線はステンレス鋼の腐食を抑制する方向へ作用する。この線の還元作用は主として、亜硝酸に代表される硝酸の放射線分解生成物の影響によるものと考えられる。
桜井 勉; 高橋 昭
JAERI-Review 97-002, 62 Pages, 1997/02
JAERI-Review-97-002.pdf:2.51MB
使用済燃料溶解時に発生する放射性ヨウ素は環境に漏洩し易く、有害なため、再処理プロセス内での厳重な管理が必要である。古くから多くの研究者により閉じ込め方法が研究されているが、再処理プロセス中のヨウ素の挙動を総合的に検討した報告書は極めて少ない。日本原子力研究所物理化学研究室の研究成果を含め基礎研究を総括し、再処理プロセス中のヨウ素の複雑な挙動を化学反応を用いて説明した。再処理施設からの最近の報告を紹介するとともに、これらを基礎研究結果と比較検討し、再処理プラント中のヨウ素の流れを考察した。
and HNO on iodine quantity in spent-fuel solutions桜井 勉; 高橋 昭; 石川 二郎; 古牧 睦英; 大貫 守
Nuclear Technology, 116(3), p.319 - 326, 1996/12
被引用回数：3 パーセンタイル：24.74(Nuclear Science & Technology)使用済燃料溶解液中の残留ヨウ素は、溶解速度が大きいと減少する傾向が見られる。この原因として溶解時に生成する亜硝酸(HNO)に着目し、残留ヨウ素量との関係を求めた。UO溶解時のHNO生成量測定、模擬溶解液中のHNO濃度と残留ヨウ素量の関係などから、溶解速度が残留ヨウ素量に影響するとの結論を得た。また、模擬溶解液中に高濃度のヨウ素(I)とNOを吹き込むとヨウ化銀のコロイドが生成することを見出した。これより、大型連続溶解槽の液面近くでも二次的にコロイドが生成し、小規模実験の場合より残留ヨウ素量が多くなる可能性のあることを指摘した。
not registered
PNC TJ1609 96-001, 36 Pages, 1996/02
アジ化水素酸の再処理プロセス内における定量的挙動の解明は、プロセスの安全性の一層の向上および安全裕度の明確化のために必要である。また、将来、ソルトフリープロセスあるいは、マイナーアクチノイドの分離等のプロセス設計において、そのプロセスの安全性を検討するためにアジ化水素酸の挙動を把握しておく必要がある。本研究では、昨年度開発したマスフローシミュレーションコードを改良し、抽出工程内の硝酸水溶液および抽出溶媒中に存在するアジ化水素酸のマスフローを計算した。また、既往のプロセスデータとの比較により、計算精度向上に必要なパラメータの抽出を行なった。さらに、典型的な湿式再処理プロセスを想定し、モニタリングに必要なサンプリングポイントについても検討を行なった。
波高分析法の適用性評価)富樫 昭夫; 岡本 文敏; 菅沼 隆; 篠崎 忠宏
PNC TN8410 94-261, 90 Pages, 1994/06
使用済燃料の溶解工程において発生する放射性ヨウ素(129I)は、化学形態の複雑さや、その放射能毒性の観点から再処理施設の運転管理や安全管理上留意すべき重要な核種である。しかし、FBR使用済燃料再処理工程における129Iについては、工程内挙動や特性など十分な知見が得られておらず、129I分析法の確立が課題となっている。当室では、NO2ガス追い出し-波高分析法によるFBR燃料溶解液中の微量ヨウ素分析法の検討を進めており、これまでの基礎試験において、25%NO2-N2混合ガス追い出し法により硝酸溶液中のI-,IO3-,IO4-の各形態ヨウ素を90%以上分離出来ることを明らかにした。今回、筆者らは、難溶性ヨウ素化合物にも着目し、模擬溶解液を用いてその生成過程、化学形態及び分離条件などを調査するとともに、常温において気体状で取り扱うことのできる5%NO2-N2混合ガスを追い出しガスとして用い、不足分のNO2-を亜硝酸ナトリウム試薬の添加により補う分離方法を検討した。また、微量ヨウ素の追い出し効率を向上させるため、安定ヨウ素担体の添加による効果を確認した。その結果、模擬溶解液中に存在する主要な難溶性ヨウ素化合物は、AgI及びPdI2であり、これらは硝酸溶液中で加熱することによって容易に分解することを実験的に確かめた。また、亜硝酸ナトリウム添加、5%NO2-N2混合ガス追い出し法によるヨウ素の分離回収率は、難溶性ヨウ素化合物を含む各ヨウ素形態において90%以上であり、セル内操作としての実用性が確認できた。なお、トレーサ試験によって求めた本分析法の定量下限は129Iとして0.037Bq/mlであり、129I濃度0.37Bq/mlにおける変動係数(CV)は、約2%であり、FBR燃料溶解液中の129I分析法として適用できる見通しを得た。
楠戸 伊緒里
PNC TN8420 93-016, 63 Pages, 1993/10
現在、オーバーパックの候補材の1つとして銅系材料が検討されており、そのオーバーパックの寿命予測を行うために銅および銅合金の腐食挙動を調べることは、長期間にわたる放射性核種の閉じ込め能力を検討するうえで非常に重要である。本報告書では、諸外国における銅系オーバーパックの腐食挙動の研究について、オンライン検索システムを利用した文献調査を行った。対象文献数は10件であり、主な腐食形態は以下のようなものであった。 (1)均一腐食(2)孔食(3)応力腐食割れ これらの腐食に影響を及ぼす因子として検討されたものは、溶存酸素濃度、放射線の存在、硫化物イオンに代表される無機イオン濃度、圧縮ベントナイトの存在、温度等であった。
館盛 勝一
Journal of Nuclear Science and Technology, 28(3), p.218 - 227, 1991/03
硝酸溶液系におけるアクチニド元素のふるまいをシミュレートするため、放射線作用によるHNOの生成と分解、酸化還元反応、不均化反応等30個の化学反応の速度式を組込んだ計算コードREACTを開発した。最初にREACTコードの主要な構造を述べ、次に、亜硝酸の蓄積、プルトニウム溶液の安定化過程について計算結果と実測値との比較を示した。その結果、Pu(IV)の酸化過程に関しては、放射線分解生成物の寄与を考慮しなければならない事がわかった。他の計算例として、PuやNpのウラナスあるいはHANによる還元過程、Np(V)のNp(IV)への酸化現象について示した。
館盛 勝一
JAERI-M 90-018, 86 Pages, 1990/02
ウラン、プルトニウム、ネプツニウムの硝酸水溶液系における原子価変化をシミュレートする、アクチニド元素の化学反応数値モデル;REACTコードを開発した。いくつかの還元剤も含む酸化還元反応や不均化反応、放射線による亜硝酸の生成と分解反応等27個の化学反応の速度式がREACTコードに組込まれている。これらの速度式を解くために、Porsing法等8種の数値解析法が反応系に応じて選択できるようになっている。本報では、化学反応と反応速度式、数値解法といったコードの内容と、いくつかの計算例を示し、appendixにコードのマニュアルとプログラムのソースファイル一式を載せた。
権田 浩三; 岡 紘一郎*
PNC TN841 79-26, 240 Pages, 1979/02
Revised MIXSETは,さきに開発されたMIXSET(PNCT841-77-60)の機能に次の機能を付加し,改良した計算コードである。すなわち,Purexプロセスで起こる主要な化学反応,(1) Pu(IV)の還元反応(U(IV)またはHANによる)(2) Pu(III)の再酸化反応(HNO2による)(3) U(IV)の酸化反応(HNO2とO2による)(4) HNO2の分解反応(N2H4とHANによる)の各速度式が本コードに組込まれており,これらの反応による抽出器内での各化学種の増減を考慮したシミュレーションを行なえるようにした。この機能により,次に示すような利用法が新たに可能となった。(1) 流量,濃度などの条件変更に即応した計算ができる。(2) N2H4が不足した場合など,化学種の増減を析込んだ誤操作試験のシミュレーションが行なえる。(3) 各反応化学種の反応後の物質収支が得られる。(4) 還元剤としてHANを用いるPurexプロセスのシミュレーションが行なえる。本報告は,内容的にみてMIXSETとかなり重複する部分もあるが,解法の一部を変更したこともあるため,全内容を詳細に記述した。
辻野 毅; 星野 忠也*; 青地 哲男
Journal of Nuclear Science and Technology, 13(6), p.321 - 326, 1976/06
被引用回数：7TBPによるプルトニウムの精製工程において、還元塩を用いず、Puを効率よく還元逆抽出させる目的で、過剰の亜硝酸を抽出供給液に添加する改良プロセスを提案した。ついで、この概念を基礎抽出実験およびミニミキサーセトラーによるプロセス実験によって確認した。このプロセスでは、亜硝酸は抽出部でPu(IV)に対する酸化剤、逆抽出部では還元剤として作用するものである。抽出供給液に0.1mol/lの亜硝酸を添加すれば、約50%の亜硝酸は逆抽出部に運ばれ、流量比(A/0)=1.4,硝酸0.3~HNO3の条件で、約40%のPuが還元され。99.9%が逆抽出された。さらに、TBPによる亜硝酸の抽出、亜硝酸によるPu(IV)の還元、酸化還元電位などについて、基礎的に検討した。
-ray irradiated single crystals of sodium nitrite舘野 淳; 下司 和男
Journal of Chemical Physics, 40(5), p.1317 - 1321, 1964/00
被引用回数：25抄録なし
下司 和男; 高木 豊
Journal of the Physical Society of Japan, 19(5), p.632 - 639, 1964/00
被引用回数：9抄録なし
清水 恒輝; 小山 勇人; 萩原 正義
no journal, ,
一般に高濃度に硝酸イオンを含む廃水(以下、「硝酸廃水」という。)は、環境省が定める一律 排水基準未満となるようにイオン交換樹脂による吸着処理等が行われるが、放射性廃水の場合は使用済みのイオン交換樹脂が2次廃棄物として発生する という課題がある。本件では、硝酸の紫外線による還元反応に着目し、模擬の硝酸廃水を対象に紫外線を用いた還元処理手法の開発を行った。試験の結果、亜硝酸イオンの生成量は、既報の高圧水銀ランプ単体に比べ、高圧水銀ランプとメタルハライドランプを併用することにより約1.2倍増加する ことを確認した。これは、メタルハライドランプが発する広い波長域の紫外線が、硝酸イオンの還元に有効に作用し、還元反応を促進したものと考えられる。また、硝酸イオンは紫外線照射とアミド硫酸の添加により、約68時間の処理時間で一律排水基準を満たすことを確認した。
