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端 邦樹; 井上 博之*
Journal of Nuclear Science and Technology, 56(9-10), p.842 - 850, 2019/09
被引用回数：1 パーセンタイル：11.15(Nuclear Science & Technology)希釈海水等の少量の塩分を含む水溶液中での鉄鋼材料の照射下腐食現象において、材料由来の成分がラジオリシスに及ぼす影響を評価するため、Cl
イオンとFe
イオンが共存する系での水溶液の放射線分解シミュレーションを実施した。主要な水の放射線分解生成物であるH
O, O, HはFeイオンの存在により増加した。また、ClイオンとFeイオンが共存する系では、これら水分解生成物の発生量がさらに増加した。これは、FeイオンがOHラジカルにより酸化されて生じたFe
イオンが、水分子と反応して水酸化物となる際にプロトンを放出し、水溶液が酸性化するためであると考えられた。一方、鉄鋼材料の腐食に対しては、FeやClの反応に由来するHOやOの効果より、FeOOHによる鉄の溶解等の別のプロセスが主に影響を与えているものと推察された。
荻野 正貴*; 大脇 英司*; 白瀬 光泰*; 中山 雅
コンクリート工学年次論文集(DVD-ROM), 39(1), p.703 - 708, 2017/07
塩化物イオンの拡散係数はコンクリートの耐久性を評価する重要な指標であるが、耐久性の高いコンクリートは物質透過抵抗性に優れるため、測定に時間を要する。われわれは非定常の電気泳動操作にEPMAを組み合わせた迅速法について検討した。浸入した塩化物イオンについて、浸入範囲と濃度分布を求め、塩化物イオンの分布から電気泳動が主たる輸送機構ではないと判断される浸入範囲を除外し、Nernst-Planckの式により拡散係数を求めた。この拡散係数は、塩水浸せき試験により得られる値とほぼ同等である。従来の試験と比較し、試験期間を1
2割程度に短縮できる可能性があることが確認できた。
矢板 毅; 成田 弘一*; 鈴木 伸一; 館盛 勝一; 本橋 治彦; 塩飽 秀啓
Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 239(2), p.371 - 375, 1999/00
被引用回数：95 パーセンタイル：98.32(Chemistry, Analytical)塩化物、硝酸イオン性水溶液におけるランタノイドイオンの構造研究がEXAFS法により行われた。EXAFSによって得られる動径構造関数から、ランタノイドイオンの第一配位圏には、水あるいは硝酸イオンの酸素が存在し、一方塩化物イオンは存在しないことが明らかとなった。また、ランタノイドイオンの配位数はNd,Smでおよそ8,Eu~Luでおよそ9であることが確かめられた。これは、硝酸イオンの配位の前後で変化はなかった。また、硝酸イオン、水のランタノイドとの結合距離の比較において、硝酸イオンの酸素の方が約10pm外側に存在することが明らかになった。このことから、硝酸イオンは、水より穏やかにランタノイドに結合していると考えられる。
La NMR relaxation and chemical shift studies in the aqueous nitrate and chloride Solutions矢板 毅; 伊藤 大伸; 館盛 勝一
Journal of Physical Chemistry B, 102(20), p.3886 - 3891, 1998/00
被引用回数：26 パーセンタイル：62.07(Chemistry, Physical)274~343Kにおける硝酸及び塩化物水溶液におけるLa-139NMRの磁気緩和及び化学シフトが測定された。緩和時間は塩濃度に対する依存性から、硝酸イオンは内圏錯体を、塩化物イオンは主に外圏錯体を形成することが分かった。緩和時間の温度依存性から、塩化リチウムを加えた水溶液中の核四極子結合定数がもとめられ、これらの値は、既報の水和ランタンの核四極子結合定数と一致した。一方、塩酸水溶液試料においては、塩酸濃度4.3mol dm
において、核四極子結合定数のわずかな増加が観測され、溶液構造の違いにより内圏錯体の形成が起こりうることが明らかとなった。回転運動の活性化エネルギーは、おもに、水同士の水素結合の破壊に必要なエネルギーであることが分かった。また、化学シフトから、塩化物イオンの第一配位圏での相互作用は、主に閉核イオン軌道の重なりによる反発力によることが指摘された。
線照射下での中性塩化物水溶液中における炭素鋼の腐食挙動; 塩化物イオン濃度依存性本岡 隆文; 米川 夏津夫; 上野 文義
no journal, ,
中性塩化物水溶液中での鉄鋼の腐食では、腐食速度が極大となる塩化物イオン濃度があることが知られているが、この事象に対して、放射線の影響を低線量率条件で検討した事例は少ない。そこで、低線量率の線を用いた腐食試験により検討した。塩化物イオン濃度の異なる中性塩化物水溶液を用いた炭素鋼の腐食試験の結果、腐食速度が極大となる塩化物イオン濃度が存在した。腐食速度極大の発現は、塩化物イオン濃度増大に伴い、水溶液の導電率増大に起因する腐食速度が増大するためと、照射時の腐食加速因子である溶存酸素濃度及び過酸化水素生成量が低下するためと考えられる。
荻野 正貴*; 大脇 英司*; 白瀬 光泰*; 中山 雅
no journal, ,
コンクリートの塩化物イオン(Cl)の拡散係数の迅速測定法として、JSCE-G571が規準化されている。これは、Clを電気泳動で輸送しコンクリートを貫通したClの量から定常状態での拡散係数を算出する手法である。しかし、われわれの経験では、拡散係数が1
10
m
/s未満の場合、測定に1年以上を要することがある。より迅速に算出する方法としてNT BUILD 492があり、電気泳動でCl-が輸送されコンクリートを貫通する前に、Clの浸入深さを硝酸銀の沈殿反応から測定し、非定常状態での拡散係数を算出する。しかし、普通ポルトランドセメント以外に適用する場合、沈殿反応を生じるときのCl-の濃度を予め得る必要がある。そこで、われわれはコンクリートの結合材の種類によらず拡散係数を最長3ヶ月で求められる測定方法を考案した。Nernst-Planckの式に基づいて電気泳動で輸送された全Clの分布を予想した式と、全Clの濃度分布のうち電気泳動で輸送された範囲を抽出したものとを回帰分析して拡散係数を算出した。JSCE-G571によって得た実測値と比較し、同等であることを確認した。
永石 隆二; 井上 将男*; 近藤 孝文*; 神戸 正雄*; 吉田 陽一*; 桑野 涼*
no journal, ,
海水等の塩化物イオンが溶存する水溶液系では塩化物濃度が高くなると、塩化物の放射線分解(直接作用)だけでなく、水の分解生成物のプライマリ収量の変動(間接作用)が起きる。このため、水と塩化物由来の生成物の収量は塩化物濃度に依存して変わるが、それらの物質収支は依存せずに保たれている。ただし、二次反応等で生成物の複雑さが増すため、時間経過等に伴い物質収支の評価は困難になる。そこで本研究では、低LET放射線を用いた実験の結果をもとに水溶液系の分解生成物の物質収支を評価するとともに、関連する文献値等の検証を試みた。
端 邦樹; 佐藤 智徳; 井上 博之*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉作業を安全に進めるにあたり、原子炉構造材料の腐食量を予測することは重要である。格納容器内の滞留水は高放射線場にあり、かつ材料由来の金属イオンや微量ながら地下水・海水由来のアニオン等の不純物を含んでいる。照射下での腐食量の予測にあたっては、そのような複雑な水のラジオリシス現象を理解し、水分解由来の過酸化水素や酸素の発生量を予測することが重要となってくる。本研究では、このような複雑な水の腐食環境予測を目的に、FeイオンとClイオンとが共存する環境でのラジオリシス計算を実施した。Feイオンが存在することにより照射下で溶液の酸性化が起こり、その結果、Clイオンの照射下での反応が促進され、Feイオンを含まない系より水の放射線分解が進む可能性が示された。
端 邦樹; 井上 博之*; 佐藤 智徳; 知見 康弘
no journal, ,
Clは中性水溶液中では放射線による水分解ラジカルとの反応性が低いため、希釈海水中では水の放射線分解にはほとんど寄与しないと考えられている。しかし、福島第一原子力発電所の滞留水のような環境では、人為的な添加物や周囲の環境から流入する不純物等の作用により、Clの反応が促進される可能性も否定できない。Cl水溶液の放射線分解への不純物の寄与を調べる一環として、本研究では、ClとFeが共存する水溶液の放射線分解シミュレーションを実施した。Feと水分解ラジカルとの反応により生成するFeの加水分解の過程で溶液の酸性化が起こり、これが原因となってClの放射線分解における反応が促進されることが示された。この反応機構は、pHやFe濃度等の初期条件に強く影響を受けることも示された。
多田 康平; 荒井 陽一; 渡部 創; 小木 浩通*; 中村 雅弘; 柴田 淳広
no journal, ,
高レベル放射性物質研究施設(CPF)では施設内で発生した放射性廃液処理の処理検討を進めている。本件では、乾式再処理試験やその分析で発生した塩化物イオンを含有する廃液の処理法を検討した。銀を用いた沈殿法による塩化物イオンの除去と、固体吸着材による核燃料物質の回収を試み、貯槽の腐食に影響を与えない濃度まで塩化物イオンを除去し、微量の核燃料物質を吸着材で回収可能であることを確認した。
端 邦樹
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)炉内滞留水のラジオリシスに起因するH発生や腐食促進等の諸現象の予測に資するため、これまでに海水由来のハロゲン化物イオン(ClやBr)を含む水溶液や構造物から溶出する鉄イオンを含む水溶液のラジオリシス現象の評価を、ラジオリシス計算やガンマ線照射実験により行ってきた。一連の研究により、ハロゲン化物イオンは照射下でのH, O, HOの発生を促進させる働きがあることや、鉄イオンはH発生を促進させるもののOやHOの発生を抑制する働きを示すこと等、成分ごとに様々な影響を示すことが明らかとなった。本発表では、1F滞留水中の個々の成分のラジオリシス影響について紹介するとともに、実際の滞留水のように諸成分が混在した環境における水分解生成物の挙動を予測した結果を報告する。
