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森田 泰治; 津幡 靖宏
JAEA-Data/Code 2019-015, 45 Pages, 2020/01
JAEA-Data-Code-2019-015.pdf:2.09MB
分離変換技術の一環として開発している群分離プロセスの安全評価のための基礎データとして、群分離のスタート液である高レベル廃液及びマイナーアクチノイド(MA)の分離過程で発生するMAを含む溶液の発熱量, 発熱密度を評価した。燃焼度45GWd/tの軽水炉UO
燃料からの高レベル廃液の発熱では、核分裂生成物の発熱は冷却期間が長くなるほど小さくなるが、アクチノイドの発熱のほとんどを占めるAm及びCmの発熱量合計値はほとんど変化しないことを示した。Am+Cm+希土類元素溶液やAm+Cm溶液の発熱密度は、濃縮を加えない限り高レベル廃液のそれを超えることはないが、群分離プロセスのコンパクト化のためには溶液の濃縮が必要と考えられ、また、核変換燃料とするためAm+Cm溶液は濃縮が必要であり、濃縮後の溶液の発熱密度は、同濃度のPu溶液のそれの10倍程度となった。このほか、高燃焼度燃料, プルサーマル燃料及びMAリサイクル型の高速炉燃料についても同様に評価し、比較した。
-tetradodecyldiglycolamide (TDdDGA) by using mixer-settler extractors in a hot cell伴 康俊; 鈴木 英哉; 宝徳 忍; 川崎 倫弘*; 佐川 浩*; 筒井 菜緒; 松村 達郎
Solvent Extraction and Ion Exchange, 37(1), p.27 - 37, 2019/00
被引用回数：21 パーセンタイル：65.06(Chemistry, Multidisciplinary)ホットセル内のミキサセトラ抽出器に-tetradodecyldiglycolamide (TDdDGA)を適用した連続向流試験を行った。マイナアクチノイド(MA: Am及びCm)、希土類(RE: Y, La, Nd及びEu)及び他の核分裂生成物(Sr, Cs, Zr, Mo, Ru, Rh及びPd)を含む硝酸を抽出器に供給した。TDdDGAは供給液中のMA及びREを効果的に抽出する一方、他の核分裂生成物はほとんど抽出しなかった。抽出したMA及びREを0.02mol/dm
硝酸で逆抽出し、MA-REフラクションとして回収した。MA-REフラクションにおけるMA及びREの割合はそれぞれ
98%及び86%であった。これらの結果からMA及びREの抽出剤としてのTDdDGAの適用性を示した。
深谷 裕司; 後藤 実; 大橋 弘史; 西原 哲夫; 津幡 靖宏; 松村 達郎
Annals of Nuclear Energy, 116, p.224 - 234, 2018/06
被引用回数：2 パーセンタイル：20.93(Nuclear Science & Technology)高温ガス炉の高レベル廃棄物減容及び処分場専有面積低減のための処分法及び処分シナリオの最適化を行った。高温ガス炉は廃棄物発生体積及び処分場専有面積低減に対し、軽水炉と比較し有利な特徴(高燃焼度、高熱効率、ピンインブロック型燃料)を持つこと、およびこれらの減容が可能であることが先行研究で分かっている。本研究では、シナリオの最適化、地層処分場のレイアウトをKBS-3H概念に基づいた横置きに基づき(先行研究では、KBS-3Vに基づいた竪置き)評価した。その結果、直接処分において、横置きを採用しただけで専有面積の20%減を確認した。40年冷却期間を延長することにより、専有面積の50%が低減できる。再処理時は燃料取り出しから再処理までの冷却期間を1.5年延長するだけで廃棄体発生体数の20%削減ができる。専有面積については、処分までの冷却期間を40年延長することにより80%の低減が可能である。さらに、核変換を行わずに4群分離技術のみを導入した場合、150年冷却の冷却を想定すると専有面積は90%削減できることが分かった。
鈴木 智也; 森田 圭介; 佐々木 祐二; 松村 達郎
Separation Science and Technology, 51(17), p.2815 - 2822, 2016/09
被引用回数：7 パーセンタイル：23.23(Chemistry, Multidisciplinary)カラボキシルベタイン型イオン交換樹脂のRu(III), Rh(III), Pd(II)に関する吸着挙動について検討し、白金族元素の分離に適した条件を明らかにした。この条件に基き、クロマトグラフィーによる分離試験を行った。その結果、硝酸溶液中の白金族元素すべてを吸着し、その後、80%の白金族元素の溶離が確認された。溶離に関するさらなる改善は必要であるが、本成果より、AMP03が高レベル廃液からの白金族元素分離に資する性能を有することが明らかになった。
大井川 宏之; 西原 健司; 湊 和生; 木村 貴海; 荒井 康夫; 森田 泰治; 中山 真一; 片倉 純一
JAERI-Review 2005-043, 193 Pages, 2005/09
JAERI-Review-2005-043.pdf:16.13MB
原研では、2000年3月に原子力委員会・原子力バックエンド対策専門部会の取りまとめた「長寿命核種の分離変換技術に関する研究開発の現状と今後の進め方」に基づき、階層型核燃料サイクル概念に基づく分離変換技術の研究開発を進めてきた。階層型核燃料サイクルは、群分離プロセス,核変換用燃料製造プロセス,核変換プロセス、及び、核変換用燃料処理プロセスで構成される。本報告書は、各分野における5年間の研究開発成果と今後の展望、並びに、高レベル放射性廃棄物の処理処分をはじめとする廃棄物管理方策への分離変換技術の導入効果及び導入シナリオの検討状況について取りまとめたものである。
佐々木 祐二; 須郷 由美; 鈴木 英哉*; 木村 貴海
Proceedings of International Conference ATALANTE 2004 Advances for Future Nuclear Fuel Cycles (CD-ROM), 4 Pages, 2004/06
使用済み燃料の革新的な再処理法の開発は原子力分野において重要な研究テーマである。われわれはこれまでにARTISTプロセスを開発してきた。ARTISTプロセスはモノアミドを用いるマトリックスウランの抽出分離とTODGAを用いる全TRU抽出分離を主工程としている。TODGAは3, 4価のアクチノイドイオンに対して高い抽出性能を示すが、Np(V)のような5価のアクチノイドイオンの分配比は低い。したがって、ARTISTで対象となるNpは4価に還元して抽出する必要がある。核分裂生成元素では、TODGAにより、ランタノイド(III), Sr(II), Zr(IV)がよく抽出される。本発表では、3, 4, 5, 6価のアクチノイドイオン, Sr(II), Zr(IV)、及びランタノイド(III)の抽出挙動についての詳細と抽出容量,相互分離などについて紹介する。
森田 泰治
原子核研究, 47(6), p.21 - 30, 2003/06
長寿命放射性核種の核変換に必要な、高レベル廃棄物からの長寿命核種の分離(群分離)についての研究開発の現状と今後の展望について紹介する。主な内容は、高レベル放射性廃棄物の組成と分離対象元素,群分離の目的・意義、原研における群分離プロセス開発の現状と今後の展望等である。
館盛 勝一; 鈴木 伸一; 佐々木 祐二
日本原子力学会誌, 43(12), p.1235 - 1241, 2001/12
被引用回数：29 パーセンタイル：87.17(Nuclear Science & Technology)使用済核燃料の処理法としてARTISTプロセスを提案した。本法は使用済燃料中のすべてのアクチノイドを分離回収して暫定貯蔵し、重要に応じて供給するものである。暫定貯蔵するアクチノイドは、ウラン製品と超ウラン元素の混合体製品であり、後者にはランタノイドも含まれるので、核不拡散性に富んだ製品である。本論では、以上の概念の技術基盤として、枝分かれアルキル基を有するモノアミド抽出剤によるウランの選択抽出法と、三座配位子であるTODGA抽出剤による超ウラン元素とランタノイドの一括抽出法を示した。これらの抽出剤はいずれも環境に調和するCHON原則の物質である。ARTISTプロセスでは、核分裂生成物のみを地層処分用廃棄物として排出し、例えば
Srや
Csといった発熱性核種の分離工程をオプションとして追加することが可能である。
中山 真一; 森田 泰治; 西原 健司
Proceedings of International Conference on Back-End of the Fuel Cycle: From Research to Solutions (GLOBAL 2001) (CD-ROM), 6 Pages, 2001/09
群分離・核変換技術(PT)によって、高レベル放射性廃棄物(HLW)の毒性低減が可能であるとされている。一方、プロセスロスや二次廃棄物、さらには解体廃棄物などが発生する。廃棄物の性状や量はシステムの性能の一部を表わす重要な指標である。原研が提唱する階層型システムを対象として、発生する廃棄物の性状や量の予測を開始した。年間0.25トンのマイナーアクチニドを消滅するPTシステムによって発生する廃棄物のうち、現行の軽水炉核燃料サイクルに比べ増加する放射性核種は、核変換の結果生ずる
C (110g/yr)やPb-Bi冷却材の放射化生成物である
Po (10
Bq/yr) などであり、現在のサイクルから発生する廃棄物と異なる性状の廃棄物は、乾式再処理工程から発生する塩廃棄物、ハル・貴金属FP合金などである。
中山 真一; 森田 泰治; 西原 健司
Proceedings of International Conference on Back-End of the Fuel Cycle: From Research to Solutions (GLOBAL 2001) (CD-ROM), 6 Pages, 2001/00
群分離・核変換技術(PT)によって高レベル放射性廃棄物(HLW)の短期・長期の毒性低減が可能である。一方、PTシステムからはプロセスや二次廃棄物、及びプラント寿命のような長期にわたって発生する保守・解体廃棄物などが発生する。廃棄物の性状や量はシステムの性能の一部を表す重要な指標である。原研が提唱する階層型システムを対象として、発生する廃棄物の性状や量の予測を開始した。年間0.25トンのマイナーアクチニドを消滅するPTシステムによって発生する廃棄物のうち、現行の軽水炉核燃料サイクルに比べ増加する放射性核種は、核変換の結果生ずるC(110g/yr)やPb-Bi冷却材の放射化生成物であるPb(10Bq/yr)などであり、現在のサイクルの廃棄物と異なる性状の廃棄物は、乾式再処理工程から発生する塩廃棄物、ハル・貴金属FP合金などである。
中山 真一; 森田 泰治; 西原 健司
KURRI-KR-57, p.55 - 62, 2000/11
群分離・核変換技術によって高レベル放射性廃棄物の短期的・長期的潜在的毒性を低減し、さらに処分場の設計合理化が期待されている。一方、群分離・核変換サイクルに含まれる化学プロセスからは種々の化学性状の低レベル放射性廃棄物が発生する。廃棄物の発生量や性状は工学システムの性能を示す重要な指標である。このため、日本原子力研究所が提唱する群分離・核変換サイクルにおける発生廃棄物について検討を開始した。現在までに群分離プロセス及び核変換プロセスについては定量的な、また乾式燃料再処理プロセスについて定性的な検討を行った。核変換プロセスにおける窒化物燃料、SUS316被覆管、Pb-Bi冷却材の放射化生成物、及び乾式燃料再処理プロセスから発生する廃棄塩(KCl-LiCl)などは群分離・核変換サイクルに特有の廃棄物であり、処理処分のための新たな検討が必要である。
館盛 勝一
日本原子力学会誌, 42(11), p.1124 - 1129, 2000/11
被引用回数：1 パーセンタイル：81.71(Nuclear Science & Technology)当研究グループが開発した新抽出剤TODGAの紹介を中心に、新抽出剤開発の基本的な考え方やその方法論、具体的なTODGAの抽出特性と放射線の効果と分解機構を述べ、今後の課題として3価のアクチノイドとランタノイドの相互分離法の開発を述べた。
第4回NUCEFセミナーワーキンググループ
JAERI-Conf 2000-012, 52 Pages, 2000/07
JAERI-Conf-2000-012.pdf:5.47MB
第4回NUCEFセミナーは、2000年2月18日原研東海研究所において開催された。本セミナーの目的はNUCEFに関連する核燃料サイクルバックエンド諸分野の研究者が討論、情報公開を行い、研究の効果的な推進、国内研究協力の推進に寄与する場を提供することである。本セミナーでは、研究分野を臨界安全、再処理及び群分離、廃棄物処理処分のテーマで行い、今回は特にJCO臨界事故の重大性を考慮し、臨界安全に関しては、JCO臨界事故の評価をテーマに線量評価を含めたテーマに行った。本セミナーの研究発表件数及び参加者は合計14件(うち1件は特別講演)及び148名(うち原研所外より60名)であった。本報文集はこれらの発表及び討論について、その概要をまとめたものである。
森田 泰治; 山口 五十夫; 藤原 武; 溝口 研一*; 久保田 益充*
JAERI-Research 2000-024, 55 Pages, 2000/06
JAERI-Research-2000-024.pdf:2.24MB
現在開発中の4群群分離プロセスについて、NUCEFのプロセスセル内に設置した群分離試験装置により、模擬高レベル廃液を用いたコールド試験、及び少量の実高レベル廃液とTcを添加した模擬廃液を用いたセミホット試験を実施した。前処理工程、抽出工程、硝酸沈殿工程、活性炭吸着工程及び無機イオン交換体吸着工程の各工程を一連の操作で試験し、Am,Tcを含め各元素はほぼ想定どおり分離されることを確認した。例えば、抽出工程においてAmは、99.99%以上が抽出され、99.92%が抽出溶媒より逆抽出された。脱硝沈殿工程では、Tc沈殿率として96.6%が得られた。以上の試験により、群分離試験装置の元素分離性能を確認することができた。また、実高レベル廃液による群分離試験の結果と比較するためのデータを取得することができる。
向山 武彦
みらい, (6), p.40 - 43, 1999/07
未来エネルギー研究協会講演会において、同協会の要請により講演を行った。講演概要を同協会誌に掲載する。内容は、(1)消滅処理のねらいと方法、(2)国内における研究動向、国外の動向、まとめである。
渡邉 雅之; 森田 泰治; 久保田 益充
JAERI-Research 99-001, 18 Pages, 1999/01
JAERI-Research-99-001.pdf:0.78MB
現在開発中の4群群分離プロセスでは、高レベル廃液からジイソデシルリン酸(DIDPA)を用いて、超ウラン元素を溶媒抽出により分離することに成功している。本研究では、分解生成物であるモノイソデシルリン酸(MIDPA)、相分離を改善するために添加されるTBPが、鉄、ランタノイドの抽出挙動、第三相生成に与える影響について検討した。その結果、精製したDIDPAを用いた場合、現在プロセスで用いられている未精製のDIDPAにTBPを添加した場合よりも、分相が非常に早いばかりか、鉄の第三相生成の限界濃度が2倍程度向上することがわかった。
森田 泰治; 山口 五十夫; 藤原 武; 小泉 治徳*; 久保田 益充
Proc. of the Int. Conf. on Future Nuclear Systems (GLOBAL'99)(CD-ROM), 8 Pages, 1999/00
NUCEFに設置した群分離試験施設において、4群群分離プロセスの第1回実高レベル廃液試験を実施した。使用した実廃液は、ピューレックスプロセス共除染工程からのラフィーネート約2l(370GBq)である。本論文では、この実廃液試験の結果とともに、以前に同じ施設で実施した模擬廃液によるコールド試験及びトレーサーを添加した模擬廃液によるセミホット試験の結果との比較について述べる。実廃液試験において、Amの99.99%以上がDIDPA溶媒により抽出分離され、また、99.9%以上が4M硝酸により溶媒から逆抽出された。このAmの挙動は、セミホット試験での挙動と差がなく、DIDPA抽出工程の有効性が実証された。
L.Donnet*; 森田 泰治; 山岸 功; 久保田 益充
JAERI-Research 98-058, 63 Pages, 1998/10
JAERI-Research-98-058.pdf:2.19MB
高レベル廃液の群分離における新分離スキームの可能性を探るため、モルデナイトによる0.5md/L硝酸等の酸性溶液からのセシウムの吸着分離について研究した。バッチ吸着実験において、調べた3種のモルデナイトはほぼ同様の挙動を示した。天然モルデナイトによる0.5md/L硝酸からのCsの吸着では、分配係数1150ml/g、飽和吸着量0.64mmol/gが得られた。天然モルデナイトを用いた元素混合溶液によるカラム吸着実験で、Csは選択的に吸着されることが示され、Cs以外ではモル比で約4%のRbがカラム中に残るのみであった。4md/L硝酸による溶離についても検討し、吸着されたCs及びRbは、カラムより定量的に溶離されることを明らかにした。
森田 泰治; 溝口 研一*; 山口 五十夫; 藤原 武; 久保田 益充
JAERI-Research 98-046, 18 Pages, 1998/08
JAERI-Research-98-046.pdf:1.01MB
4群群分離プロセスにおけるTcの分離挙動について、これまで各工程個別に行ってきた研究の結果を、マクロ量のTcを加えた模擬高レベル廃液を用いてフラスコスケールの小規模実験により、プロセス全体を通して総合的に確認する試験を実施した。試験の結果は、これまでの各工程個別試験の結果によく一致した。例えば、Tc-白金族元素分離のための脱硝沈殿工程の試験では、マクロ量のTcに対してもTcの沈殿率として98.2%が得られ、また、この沈殿からのHOによるTc溶出試験では、1回の操作で84.6%の溶出率が得られた。本総合試験の成果をもとに、群分離プロセスからのTc製品の組成を推定し、混入元素の種類とその程度についても明らかにした。
第3回NUCEFワーキンググループ
JAERI-Conf 98-010, 47 Pages, 1998/06
第3回NUCEFセミナーは、1998年2月24日、原研東海研究所において開催された。本セミナーの目的は、核燃料サイクルバックエンド諸分野の研究者が討論、情報交換を行い、研究の効果的な推進、国内研究協力の推進に寄与する場を提供することである。セミナーでは、NUCEFに関連する臨界安全、再処理及び群分離、ならびに廃棄物処理処分の研究分野に関して、1件の特別講演と12件の研究発表がなされ、原研内外の研究者によって討論された。本セミナーの参加者は、146名(うち原研外より75名)であった。本報文集は、これらの発表及び討論についてまとめたものである。
