Analysis of particles containing alpha-emitters in stagnant water at torus room of Fukushima Dai-ichi Nuclear Power Station's Unit 2 reactor

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

https://doi.org/10.1038/s41598-022-11334-1

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。

Formation of Type A glassy cesium-bearing microparticles from HEPA filter materials in Unit 3 during Fukushima Dai-ichi NPS accident; From viewpoint of similarity in silicate glass composition

日高 昭秀

Proceedings of 2021 International Congress on Advances in Nuclear Power Plants (ICAPP 2021) (USB Flash Drive), 10 Pages, 2021/10

福島事故時に放出されたType Aガラス質Cs含有微粒子の生成機構として、3号機の水素爆発時に非常用ガス処理系のHEPAフィルタ材(グラスファイバ: GF)が溶融・微粒化した可能性を指摘した。本検討では、EPMAを用いてType Aを覆うSiOとGFの構成元素を調べた。その結果、両者の元素は、炉内で生成してHEPAフィルタに運ばれた微粒子中に含まれていたと考えられるCs, Fe, Snを除き、ほぼ一致していた。また、高真空下でGFにEPMAの電子線を照射すると、数ミクロンの球形粒子が容易に生成した。これらはType Aが水素爆発の火炎で生成したことを強く示唆している。さらに、水素爆発直後に重力ダンパが閉じて、ダンパ前が亜真空、ダンパ後が大気圧となって粒子表面温度やSiO表面張力に差があったことが球形と非球形の微粒子を生成させた可能性を示し、Type Aの生成機構を詳細化した。

堆積軟岩における割れ目帯を対象とした物質移行試験に極超微粒子セメントを適用した深層調査ボーリングの施工事例

白瀬 光泰*; 安部 章正*; 名合 牧人*; 石井 英一; 青柳 和平; 若杉 伸一*

土木学会平成29年度全国大会第72回年次学術講演会講演概要集(DVD-ROM), p.1795 - 1796, 2017/09

日本原子力研究開発機構は、幌延深地層研究計画地下研究施設整備(第II期)等事業の一環として、平成23年2月から平成26年6月まで地下施設建設工事を実施し、平成30年度まで施設の維持管理および研究事業を遂行中である。現在、研究事業の取り組みの一つとして、安全評価手法の高度化を目的に、岩盤を対象とした原位置トレーサー試験を実施している。本稿では、原位置トレーサー試験の一つである、堆積軟岩における割れ目帯を対象とした物質移行試験において、極微粒子セメントを適用した深層ボーリングの施工事例を紹介する。

CO adsorption and decomposition on Pd/AlO studied by time-resolved XAFS using dispersive optics

松村 大樹; 岡島 由佳*; 西畑 保雄

Journal of Physics; Conference Series, 712(1), p.012042_1 - 012042_4, 2016/06

https://doi.org/10.1088/1742-6596/712/1/012042

We have studied surface structural change of supported Pd metal nanoparticles caused by CO adsorption and following temperature increase by using and time-resolved X-ray absorption fine structure technique with dispersive optics. CO adsorption on Pd metal nanoparticles at room temperature shows two types of adsorption behavior and the less stable CO which brings about surface expansion of Pd metal nanoparticles is desorbed just after temperature increase. Pd carbide layer is created at around 350 C by CO decomposition, which was clearly detected by the elongation of Pd-Pd interatomic distance and the increase of Debye-Waller factor and third cumulant.

イメージング遠隔パーティクルカウンター; 後方散乱光を利用する新しい浮遊微粒子の遠隔計測システム

大図 章; 岡本 隆太*; 川北 裕司*

クリーンテクノロジー, 16(3), p.56 - 61, 2006/03

近年の半導体及び大型ディスプレイパネルの製造現場であるクリーンルーム(CR)では、気中に浮遊する微粒子の数量,粒径を簡便にリアルタイムでモニタリングできる計測器を必要としている。原子力関連施設から大気中に放出されるエアロゾルの検出を目的に開発した遠隔パーティクルカウンター技術をCR用に応用した微粒子遠隔計測システムを開発した。レーザーの出射及び受信光学系を改良することにより狭い室内でも使用可能となった。現在、6mまでの室内空間において粒径約0.5ミクロンまでの空間に浮遊する微粒子をモニタリングすることができ、粒径分布まで測定することができる。また、レーザー装置,カメラ感度及びレンズ倍率を改良することにより粒径0.3ミクロンまでの微粒子を測定できる目途をつけることができた。この計測手法と現在開発中のCR用計測器の性能について報告する。

Feasibility study of imaging lidar technique for remote particle counting

大図 章; 川北 裕司*; 岡本 隆太*

Proceedings of 7th International Congress on Optical Particle Characterization (OPC 2004) (CD-ROM), 5 Pages, 2004/00

従来の微粒子計測器は、装置周辺の大気に浮遊する微粒子を直接計測することによって微粒子数量及び粒径を求めるものである。これらの計測器は、空気吸引を基本とするために、計測に数分程度必要とし変動の激しい大気微粒子のリアルタイム計測は困難であり、かつ遠隔大気中の微粒子の直接計測は不可能であった。このような問題点を克服する方法として、イメージングライダーを用いた遠隔大気中の微粒子数量及び粒径分布をリアルタイムで計測可能な新規の粒子計測器を開発した。この計測器を校正するために室内試験を実施し、従来の粒子計測器で得られる計測結果と比較した。その結果、粒径0.6ミクロンまでの粒子数及び粒径分布がリアルタイムで首尾よく計測できることがわかった。

Spatially resolved electron energy-loss spectroscopy of the surface excitations on the insulating fine particle of aluminum oxide

阿部 宏之; 倉田 博基; 北條 喜一

Journal of the Physical Society of Japan, 69(5), p.1553 - 1557, 2000/05

https://doi.org/10.1143/JPSJ.69.1553

超微粒子の表面励起は、超微粒子を構成する物質が固体を形成しているときの誘電関数と密接に関係している。したがって、金属や半導体よりも大きな誘電率を持つ絶縁体には、金属や半導体とは異なる性質を持つ表面励起の存在が期待される。本論文では、絶縁体超微粒子に特有な表面励起を明らかにするため、半径10nmと55nmのアルミナ超微粒子の空間分解価電子励起スペクトルを測定した。超微粒子表面から電子プローブを数nmずつ遠ざけながらスペクトルを測定した。半径10nmの超微粒子から得た実験スペクトルは、非相対論的計算スペクトルとよく一致した。一方、半径55nmの超微粒子の実験スペクトルには、計算スペクトルには現れないピークが10eV以下の領域に観測された。最近、10eV以下に、遅延効果によって生じる表面励起が相対的な計算で報告された。本論文で、初めて実験的に遅延効果によって生じる表面励起を観測した。

Preliminary numerical analysis on dust transport in fusion reactors during the loss-of-vacuum accident

高瀬 和之; 功刀 資彰*

Proc. of 5th ASME/JSME Joint Thermal Engineering Conf. (CD-ROM), 8 Pages, 1999/00

核融合炉真空破断(LOVA)時における微粒子ダストの飛散挙動並びに温度差に起因する置換流挙動を予測するための数値解析コードの開発を行っている。今までに、圧縮性流体の式、微小粒子の運動方程式及び置換質量計算式を既存の解析ソルバープログラム内に付加し、LOVA予備解析を実施した。本報は予備解析の結果をまとめたものである。予測した真空容器内の平均圧力と時間の関係は実験値とよく一致し、開発中のコードは十分な計算精度を有することを確認した。また、減圧下におけるダストの移行挙動や置換流によるダストの流出挙動の予測に成功した。今後はダスト衝突・付着モデル等の開発を行うとともに、広範囲な条件で感度計算を行ってコードの予測性能を評価する考えである。

Development of gas-carrying abrasive decontamination technique for metal wastes

五来 健夫; 大内 洋*; 平林 孝圀; 青木 和宏

Proc. of 1998 JAIF Int. Conf. on Water Chemistry in Nucl. Power Plants (Water Chemistry'98), p.566 - 570, 1998/00

原子炉一次系のクラッド除染に適用する除染法では、クラッド性状に適合した除染法であることが重要であり、さらに、二次廃棄物の処理が容易で、かつ発生量が少ないことが最も望ましい。原子炉施設の改修や廃止措置における除染では、金属廃棄物の発生量の低減化が重要となり、そのためには、徹底的な除染が要求される。原研では、空気と研磨材の旋流動を配管内壁に沿って生じさせながら管内壁に付着している金属酸化物を除去する負圧式自重技術方式の流動研磨除染法の開発を進めている。研磨材種、研磨材流速及び濃度を基本因子として、研削されるテストセクション配管部の材質や口径の異なるものを組み合わせた試験を行い、アルミナ研磨材は優れた研削力を有す、研磨材流速は研削力に及ぼす影響力が最も大きい、配管口径により研削パターンは異なり、大口径は旋流動が、小口径は軸流速の影響を主に受けることなどを明らかにした。

金属塩造粒過程の解析に関する研究(III)

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PNC TJ1636 97-002, 73 Pages, 1997/03

PNC-TJ1636-97-002.pdf:3.62MB

本研究は、試料液滴の粒径分布の狭い狭分散噴霧を用いて、噴霧熱分解法により硝酸セリウム溶液から二酸化セリウム粒子を生成した。そして、その熱分解過程、または、生成粒子に影響を及ぼす要因を明らかにすることを目的とし、生成条件が生成粒子の粉体特性に及ぼす影響に関して検討した。特に、試料の初期液滴径、初期濃度、気流温度に着目し、それらが生成粒子の粒度分布、および、その形状に及ぼす影響を明らかにした。生成粒子の粒径を、画像処理法により測定した結果、硝酸セリウム溶液の熱分解過程において、試料液滴は一段または二段階の発泡による飛散、または分裂により、生成粒子の粒度分布は初期液滴の分布に対して広く、その粒度分布には、二つのピークが存在し、そのピーク値は生成条件によらず、頻度のみが変化する。そして、その平均粒径は、初期液滴径および初期濃度の増加にともない大きくなり、気流温度の上昇にともない小さくなる、また、電子顕微鏡により生成粒子を観察した結果、生成粒子の形状は、表面に空孔を有し、表面の粗いものであるが、中空状でその外殻は多孔状である。