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木原 伸二; 矢幡 胤昭; 南条 篤史*; 高橋 孝三; 尾曽 智重*; 根本 俊行; 安藤 昇; 大久保 秀文*
JAERI-Research 97-037, 43 Pages, 1997/05
JAERI-Research-97-037.pdf:1.85MB
流動層と酸化銅触媒とを組み合わせた使用済イオン交換樹脂の焼却技術に係わる開発の一環として、コールド燃焼試験とホット燃焼試験を行った。コールド燃焼試験においては、樹脂を焼却した場合の減重比は約10,000であり、スス等の黒色未燃物だけを対象にすると100,000以上であった。ホット燃焼試験のうち、RIを吸着させた模擬廃樹脂を焼却した場合、焼却炉に投入されたRIの約10%が炉内の流動媒体に、約50%~70%が酸化銅触媒にそれぞれ付着し、約20%~40%が排ガス浄化系に移行した。JMTRの実廃樹脂を用いた場合の放射性物質の分布状況も模擬廃樹脂を燃焼した場合と同様であった。
矢幡 胤昭
原子力工業, 39(6), p.21 - 27, 1993/00
廃樹脂の減容処理技術の開発はこれまでに数多く行われて来たが実処理は行われていない。廃樹脂は難燃性で、ススの大量発生が焼却処理を困難にしている。そこで、酸化銅触媒を用い、ススの発生を抑制した廃樹脂の燃焼技術を開発した。小規模試験装置を用い、イオン交換樹脂の熱分解挙動、燃焼速度の測定、触媒の使用温度を調べた。これらの結果を基にしてパイロット装置を製作し、コールドの樹脂を用い安定な燃焼条件を調べた。含水率の高いスラリー状の樹脂は約700
Cに加熱した流動層で熱分解・燃焼し、約650Cに加熱した触媒との接触反応でススの発生は大幅に低減できた。樹脂の安定燃焼条件が得られたので、コバルト-60、マンガン-54、セシウム-134を吸着させた樹脂を燃焼させ移行挙動を調べた。小規模の基礎試験からパイロット装置を用いたホット試験にいたるまでを紹介した。
木原 伸二; 矢幡 胤昭; 安藤 昇; 西村 允宏
Incineration Conf. Proc., p.457 - 460, 1993/00
原子力発電所から発生する使用済イオン交換樹脂(廃樹脂)は、従来効果的な処理技術が確立されていないため、主に貯槽等に貯蔵されてきた。これらの廃樹脂は今後も継続的に発生するため、その減容・安定化処理が急務の課題となっている。これらの現状を踏まえ、原研大洗研においては、流動層と酸化銅触媒を組み合わせた焼却法を研究・開発してきた。これまで、基礎研究の成果を踏まえて作製したパイロットスケールの試験装置において、未使用樹脂及び放射性同位元素(RI)を吸着させた樹脂を用い、触媒の燃焼効果及びRIの挙動に係る評価試験を行ってきた。今回、酸化銅の表面積及び空孔率が異なった触媒を用いて、燃焼効果及びRIの挙動に及ぼす酸化銅の表面積、空孔率等の影響について評べ、触媒の能力に係る評価を行った。
矢幡 胤昭; 木原 伸二; 平田 勝; 阿部 昌義
1992 Incineration Conf. Proc., p.311 - 315, 1992/00
原子力発電所から発生する使用済みイオン交換樹脂(廃樹脂)は、従来、効果的な処理技術が確立されていないため、主に貯槽・タンク等に貯槽されてきた。これらの廃樹脂は今後も継続的に発生するものであり、その減容・安定化処理が急務の課題となっている。これらの現状を踏まえ、原研大洗研においては、流動層と触媒を組み合わせた焼却法を研究・開発してきた。1990年10月に、これまでの基礎試験等の結果を踏まえ、放射性同位元素(RI)の挙動に係るデータ、工学的データ等の収集を目的とした、パイロットスケールの焼却炉(10kg-樹脂/日)を完成させた。RIを用いた試験に先立ち、コールドの樹脂を用いて、流動層の燃焼特性、樹脂供給システムの特性及び触媒の能力に係る試験を行った。焼却炉の概要およびこれらの試験結果とともに、引き続き行うRIの挙動に係る試験の結果について述べる。
木下 弘毅*; 平田 勝; 矢幡 胤昭
Journal of Nuclear Science and Technology, 28(8), p.739 - 747, 1991/08
流動層式焼却炉を用いてイオン交換樹脂の燃焼速度を把握した。本実験では、正確に秤量した陽イオンおよび陰イオン交換樹脂を550~750Cの間の一定温度に保持した流動層内に供給し、オフガス中のCO
濃度をCO分析計により測定した。イオン交換樹脂の反応完了時間はCOの発生時間として求め、見掛けの反応速度定数を導出した。流動層式焼却炉を各種温度および流速にて運転することにより、イオン交換樹脂の燃焼条件として流動層温度650C空塔速度4.91
10
m・s
以上が望ましいことを確認した。また、流動層温度650C、空塔速度5.4510m・sにおける陽イオンおよび陰イオン交換樹脂の見掛けの反応速度定数K
として、それぞれ7.2510および8.7110kg
・m
・sを得た。本実験で得た見掛けの反応速度定数Kを用いることにより、スケールアップした装置におけるイオン交換樹脂の総括反応速度が推定可能である。
矢幡 胤昭; 木下 弘毅*; 平田 勝; 阿部 昌義
Proc. of the 3rd Int. Conf. on Nuclear Fuel Reprocessing and Waste Management; RECOD91,Vol. 2, p.790 - 795, 1991/00
流動層式焼却炉を用いてイオン交換樹脂の燃焼速度の解析を行った。実験では正確に秤量した陽イオンおよび陰イオン交換樹脂を550~700C間の一定温度に保持した流動層内に供給し、オフガス中のCO濃度をCO分析計により測定した。イオン交換樹脂の反応完了時間は、COの発生時間として求め、見掛けの反応速度定数を導出した。流動層式焼却炉を各種温度および流速にて運転することによりイオン交換樹脂の燃焼条件として流動層温度650C空塔速度4.9110m・s以上が望ましいことを確認した。本実験で得られた見掛けの反応速度定数Kapを用いることにより、スケールアップした装置におけるイオン交換樹脂の総括反応速度が推進出来るものと考える。
Cの蒸着及び組織小川 清行; 井川 勝市
JAERI-M 82-152, 22 Pages, 1982/11
熱分解炭素蒸着に関する以下の2種類の実験を行った。そのひとつはアルミナ粒子及びバッファー層付UO粒子に、流動層蒸着により、ラミナ一組織の熱分解炭素を被覆する実験である。炭素原料としてベンゼンを用い、蒸着温度は1000Cとした。他のひとつは黒鉛面上にガス流方向に均一な炭素被覆を施こす実験である。炭素原料に主としてn-ヘキサンを用い、蒸着温度は750-850Cとした。いずれの実験でも蒸着物の微細組織の観察を行った。
小川 徹; 井川 勝市; 岩本 多實
Journal of Nuclear Materials, 97(1-2), p.104 - 112, 1981/00
被引用回数：46 パーセンタイル：96.72(Materials Science, Multidisciplinary)種々の核燃料粒子に、1350°~1600CでZrC被覆をほどこした。供給ガス組成はZrBr
,CHH,Arであった。結果は、Zr-C-H-Br系の熱化学解析と比較された。メタン流量に、メタン熱分解効率の補正を行う事によって、ZrC蒸着物の重量と組成を供給ガス組成から熱化学的に計算できることが示された。メタン熱分解の活性中心概念と、表面のごく近傍での局所化学平衡とに基づいて、ZrC蒸着モデルを構成し、実験結果を定性的に説明した。
大道 英樹; 吉田 健三; 鈴木 和弥; 後藤田 正夫; 荒木 邦夫
JAERI-M 6593, 34 Pages, 1976/06
粉末ポリ塩化ビニルに対するブタジエンガスの放射線グラフト重合反応装置として流動層を用い、反応温度、線量率、ブタジエン吸着量の反応速度に対する影響を調べたところ、(1)みかけの反応の活性化エネルギーは3.0kcal/molであること、(2)反応速度は線量率の0.6乗に比例すること、(3)予めブタジエンを吸着させると、照射開始と同時にブタジエンを流す場合に比べ、高いグラフト率の得られること等が明かになった。これらの結果に基き、この反応の工業化の可能性を検討するため、反応ガスによる比例温度制御方式を用いた流動層反応装置により、温度制御、流動化条件、熱稼動、反損失等について予備的考察を行なった。次いでこの制御方式により、内径5.5cm、高さ15cmの流動層反応装置と、内径9.5cm、高さ32cmn流動層反応装置を制作してグラフト反応を行ない、温度制御の可能性を検討したところ、小型装置では十分制御できるか、大型装置では制御が難しいことがわかった。
再処理研究室
JAERI-M 6592, 44 Pages, 1976/06
フッ化物理発法による燃料再処理研究の一環として、ウランおよびプルトニウムの混合酸化物ならびに非放射性核分裂生成物を含む高速炉炉模擬燃料によるフッ素化・精製実験をZ
および3流動層を用いて行い、提案フローシートにおける核分裂生成物の挙動および問題点を把握することができた。ここでは、研究対象とした概念フローシートおよびその精製原理、プルトニウムおよびクランの精製工程の実験結果ならびに用いた工程分析法についてまとめた。
再処理研究室
JAERI-M 6405, 19 Pages, 1976/02
フッ化物揮発法に適用し、プロセスの連続化と六フッ化プルトニウムの放射線分解を防止する観点から、流動層型凝縮器および揮発器による連続コールドトラップの有用性についてけんとうすると共に、六フッ化ウランを用いた実験によりその技術的可能性を示した。ここでは、プルトニウムおよびウラン精製工程におけるコールドトラップの具備すべき条件、2インチ径流動層装置の実験を通じて得られたその凝縮特性と共に、凝縮塔におけるミスト生成に関するモデル解析結果について述べる。
この報告は、昭和49年日本原子力学会年会において口頭発表した内容をもとに作成したものである。
二段フッ素化法の開発再処理研究室
JAERI-M 6393, 27 Pages, 1976/02
安定なPu回収率を有する「F=段フッ素化法」を確立することを目標に、非放射性核分裂生成物を含む高速炉炉心模擬燃料のフッ素化実験を2インチ
流動層を用いて行なった。このプロセス原理を実証すると共に、UおよびPuのフッ素化におよぼすFPの影響、Puの工程損失を低減させる可能性を明らかにすることができた。また、UF
に同伴したPuFをUOFによって分離する新しいプロセスの可能性を基礎実験によって明らかにした。この報告は、日本原子力学会、昭和49年々会において口頭発表した内容をまとめたものである。
再処理研究室
JAERI-M 6392, 48 Pages, 1976/02
安定なPu回収率を有する「F=段フッ素化法」を確立することを目標に、その第1段階としてUOおよびPuOのフッ素化実験を2インチ流動層を用いて行ない、フッ素化特性および工程上の問題点を把握することができた。ここでは、実験装置の概要および設計の考え方、UOのフッ素化による総合作動試験およびPuOのフッ素化実験さらに、中性子モニター、粉体サンプリング法の検討結果についてまとめた。
辻野 毅
化学と工業, 26(1), P. 78, 1973/01
流動層におけるプルトニウムのフッ素化速度について、プロセス設計に有用なフッ素反応率とプルトニウム量の関係などの速度データ、未反応核モデルの適用例およびプルトニウムのフッ素化反応の特質などを紹介した。このようにプルトニウムの反応速度式の一般化が進められているが、きわめてデータが少なく、反応初期および末期における低反応速度式の一般化は今後の問題である。
久保 真治; 田中 伸幸
谷岡 忠輝*; 宇マ谷 雅英*; 水谷 誠*; 清澤 正志*; 福良 孝*; 稲員 大吾*
特願 2020-044801 公開特許公報
【課題】水素の製造にあたり、太陽光のエネルギーを有効利用する。 【解決手段】水素製造プラントは、二酸化硫黄と水とヨウ素とを反応させるブンゼン反応設備と、ブンゼン反応設備で生成された硫酸を二酸化硫黄と酸素と水とに熱分解させる硫酸反応設備と、ブンゼン反応設備で生成されたヨウ化水素を水素とヨウ素とに熱分解させるヨウ化水素反応設備と、を備える。硫酸反応設備は、第一蓄熱器と、太陽光を第一蓄熱器に導く第一太陽光ガイド装置と、第一蓄熱器の蓄熱体に蓄えられた熱を利用して、硫酸を熱分解させる硫酸反応器と、硫酸反応器で生成された二酸化硫黄を一時的に蓄える二酸化硫黄タンクと、を有する。ヨウ化水素反応設備は、第二蓄熱器と、太陽光を第二蓄熱器に導く第二太陽光ガイド装置と、第二蓄熱器の蓄熱体に蓄えられた熱を利用して、ヨウ化水素を熱分解させるヨウ化水素反応器と、を有する。
