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論文

今後の高速炉サイクル研究開発; 原子力機構の取組

早船 浩樹; 前田 誠一郎; 大島 宏之

日本原子力学会誌ATOMO$$Sigma$$, 61(11), p.798 - 803, 2019/11

https://doi.org/10.3327/jaesjb.61.11_798

2018年12月の原子力関係閣僚会議で決定された「戦略ロードマップ」では、今後の10年程度の開発作業が特定され、その中で原子力機構(JAEA)が果たすべき役割が提示された。これを受けて、JAEAでは、高速炉サイクルの炉システム分野と燃料サイクル分野(再処理技術,燃料製造技術,燃料・材料開発)の当面5年程度の研究開発計画の大枠を作成した。今後は当該研究開発計画を元にしてJAEAとしての主体的な研究開発を推進すると共に、得られた研究開発成果をJAEAが有する各種の試験機能と合わせて民間等の活動に提供すること等を通じて、今後の高速炉開発に対して積極的に貢献していく。本稿では、JAEAの取組方針、これを受けた大枠の研究開発項目の概要(先進的設計評価・支援手法: ARKADIAの整備、規格基準体系の整備、安全性向上技術の開発、燃料サイクル分野の研究開発)、国際協力の活用方針と人材育成、今後の展開について解説した。

論文

ナトリウム炉機器のLBB評価に用いる貫通時き裂長さ評価法の改良

若井 隆純; 町田 秀夫*; 荒川 学*

日本機械学会2018年度年次大会講演論文集(DVD-ROM), 5 Pages, 2018/09

ナトリウム冷却高速炉(SFR)の維持規格によれば、破断前漏えい(LBB)が成立することを条件に、供用期間中検査としての体積試験を連続漏えい監視に置き換えることができるとされている。SFR機器では内圧は小さい。基本的に、検出可能亀裂長さおよび貫通時亀裂長さが不安定限界亀裂長さよりも十分に小さければ、LBBが成立すると結論付けることができる。われわれは、管の幾何学形状,疲労亀裂進展特性,荷重条件の関数として、管の周方向亀裂と軸方向亀裂の両方の貫通時き裂長さを計算する簡略化された方法を既に提案していた。しかし、日本機械学会の規格委員会による審議の過程で、この方法についていくつかの問題が指摘された。そこで、本研究では、貫通時の亀裂長さを計算するための、改良手法について説明する。

論文

Technical basis for application of collapse moments for locally thinned pipes subjected to torsion and bending proposed for ASME Section XI

長谷川 邦夫; Li, Y.; Bezensek, B.*; Hoang, P. H.*; Rathbun, H. J.*

Journal of Pressure Vessel Technology, 138(1), p.011101_1 - 011101_8, 2016/02

https://doi.org/10.1115/1.4031505
 被引用回数：1 パーセンタイル：8.17(Engineering, Mechanical)

発電プラントの配管は、運転中に曲げと捻りのモーメントを受ける。この曲げと捻りの組合わさったモーメントにおいて、局部減肉を有する管の評価法の指針がない。米国機械学会のセクションXIのワーキンググループで、現在、捻りと曲げの組み合せモーメント下で、局部減肉を有する耐圧配管のための完全塑性崩壊の評価手法を開発中である。弾完全有限要素法を用い、捻りを伴う塑性崩壊曲げモーメントが、種々の局部減肉形状を有する直径114.3mmから609.6mmの管で得られた。この論文の目的は、合成ベクトルで表される捻りと曲げの等価モーメントを紹介し、かつ、等価モーメントが純曲げモーメントに等しくなるような減肉の長さ、角度および深さの適用範囲を確立することにある。

論文

Study on flaw-to-surface proximity rule for transforming subsurface flaws to surface flaws based on fatigue crack growth experiments

長谷川 邦夫; Li, Y.; 斉藤 高一*

Journal of Pressure Vessel Technology, 137(4), p.041101_1 - 041101_7, 2015/08

https://doi.org/10.1115/1.4028423
 被引用回数：3 パーセンタイル：16.43(Engineering, Mechanical)

機器の表面近傍に内部欠陥が検出された場合、この欠陥は接近性のルールに従って表面欠陥に置き換えられる。このルールは世界のすべての維持規格に採用されている。しかしながら、具体的な置き換えのモデル化はそれぞれ異なっている。本論文では、内部欠陥から表面欠陥へ成長する疲労亀裂進展解析を実施するとともに、既存実験結果との比較を行った。その結果を踏まえ、米国機械学会のSection XIや日本機械学会の維持規格で定義されている接近性のルールの有効性を検討した。

報告書

高速炉機器の信頼性評価に用いる材料強度の統計的特性; オーステナイト系ステンレス鋼

高屋 茂; 佐々木 直人*; 友部 真人*

JAEA-Data/Code 2015-002, 54 Pages, 2015/03

JAEA-Data-Code-2015-002.pdf:25.53MB

規格基準体系が有する余裕を適正な水準に設定することを目標したシステム化規格概念の実現に向けた検討が行われている。余裕の適正化の定量化指標としては、破損確率が有望であるが、破損確率の算出には、不確定性を有する変数について確率分布形や平均値、標準偏差等の統計量が必要となる。各種材料強度は重要な確率変数であるが、それらの統計的特性は標準的に利用可能な形ではまだ整備されていない。そこで、本報では、高速炉の代表的な構造材料であるSUS304と316FR鋼について、クリープ破断時間、定常クリープひずみ速度、降伏応力、引張強さ、流動応力、破損繰り返し数、動的応力ひずみ関係の統計的特性を評価した。なお、SUS316等その他のオーステナイト系ステンレス鋼についても、破損繰返し数等一部の材料強度に関して評価を行った。流動応力を除き、これらの材料強度は、日本機械学会発電用原子力設備規格 設計・建設規格$$<$$第II編 高速炉規格$$>$$で規格化されていることから、可能な限り、規格化の際の検討に用いられた試験データを用いて評価を行った。

論文

Advanced data handling for plasma profile control in JT-60

米川 出; 末岡 通治; 細山 博己*; 川俣 陽一; 鈴木 隆博; 栗原 研一

Fusion Engineering and Design, 81(15-17), p.1897 - 1903, 2006/07

https://doi.org/10.1016/j.fusengdes.2006.04.050
 被引用回数：2 パーセンタイル：17.18(Nuclear Science & Technology)

高ベータプラズマの不安定性を回避する手段としてプラズマ電流分布の実時間制御の導入が実施され始めている。実時間分布制御における全体の処理時間は、入力信号であるMSE計測,プラズマ位置,形状を算出するシステム及び分布制御計算機での演算処理時間とプラズマ制御系内のデータ通信を含めても十ミリ秒程度でなければならない。一方、位置(R,Z)と時間の関数となる分布量データは、データサイズが大きいことから、転送時間の短縮や保存容量の最小化を図ることが必要である。プラズマ規格化小半径(r)を導入して位置の次元を1つ減らし、(j(t),$$rho$$(t))の2次元時系列データとすることによりデータ量の縮小を図った。さらに$$rho$$の刻みを固定化することで、従来と同じ1次元時系列データとして取り扱うことが可能となり、放電条件設定等のマンマシンインターフェースを利用することができる。この報告では分布量制御における3次元時系列データの簡略取り扱い法についてその技術的な事項をハードウエア構成とともに述べることとする。

論文

Steady state high $$beta_{rm N}$$ discharges and real-time control of current profile in JT-60U

鈴木 隆博; 諫山 明彦; 坂本 宜照; 井手 俊介; 藤田 隆明; 竹永 秀信; Luce, T. C.*; Wade, M. R.*; 及川 聡洋; 内藤 磨; et al.

Proceedings of 20th IAEA Fusion Energy Conference (FEC 2004) (CD-ROM), 8 Pages, 2004/11

http://www-naweb.iaea.org/napc/physics/fec/fec2004/datasets/EX_1-3.html

JT-60Uは2003年に制御系の長放電時間化改造を行い、高$$beta$$プラズマの定常化を達成した。規格化圧力2.5のプラズマを不安定性の発生なしで、電流分布が定常に達する15.5秒間(電流拡散時間の9.5倍)維持した。また、不安定性の発生し易い位置と不安定性を引き起こす圧力勾配の大きな位置をずらすような電流分布を実現することで、さらに高い規格化圧力3を準定常(電流拡散時間の3.3倍)維持することに成功した。適切な電流分布を実現することが高性能プラズマにとって重要であるので、電流分布の実時間制御システムを開発し、安全係数分布を目標値まで制御することに成功した。

論文

JIS Z 4511の改正と実用測定器校正に関する現状と今後のあり方について,1

村上 博幸; 南 賢太郎*

Radioisotopes, 53(3), p.197 - 205, 2004/03

https://doi.org/10.3769/radioisotopes.53.197

JIS Z 4511は、外部放射線測定器の校正方法及び国家標準とのトレーサビリティの確保の仕方などについて定めたもので、1975年の制定以来測定器の品質管理と信頼性向上に貢献してきた。本年度の改訂版では実用測定器の校正手法が明確化されたほか、新たに確認校正の考え方が導入されるなど、現場の測定者及び測定器管理者による簡便でかつ実効的な測定器の品質管理のあり方が盛り込まれた。本報では上記のような観点から今回の同JIS改正内容の概略を紹介する。

論文

Advanced material and high performance Experiments on JFT-2M

草間 義紀; JFT-2Mグループ

Proceedings of 30th EPS Conference on Controlled Fusion and Plasma Physics (CD-ROM), 4 Pages, 2003/00

JFT-2Mにおいては、原型炉の構造材料の有力な候補である低放射化フェライト鋼を真空容器内壁の全面に装着し、高性能プラズマと低放射化フェライト鋼との適合性に関する試験(先進材料プラズマ適合性試験)を進めている。これまでに、真空特性,プラズマ生成・制御等に対するフェライト鋼の影響,リップル損失の低減への効果はほぼ予測通りであり、また、従来とほぼ同じ性能の閉じ込め改善モード(Hモード)が得られることを確認した。さらに、定常運転に適した新しい運転モード(高リサイクリング定常Hモード)を発見し、内部輸送障壁と共存させることに成功して、JFT-2Mとしては最高の規格化ベータ値3.3を達成した。この高ベータ化の進展により、原型炉の運転で想定される高ベータ領域での研究を実施できる見通しが得られた。

論文

Development of high-performance discharges with transport barriers in JT-60U

福田 武司; JT-60チーム

Plasma Physics and Controlled Fusion, 44(12B), p.B39 - B52, 2002/12

https://doi.org/10.1088/0741-3335/44/12B/304
 被引用回数：7 パーセンタイル：24.31(Physics, Fluids & Plasmas)

ITERの先進定常運転で高い予測性能を実現するため、JT-60における最近の実験では高い閉じ込め性能と定常運転に対して優れた適合性を示す内部輸送障壁の研究を重点的に進めてきた。負磁気シア放電では電子サイクロトロン波電流駆動と蓄積エネルギーの実時間帰還制御(自発電流分布の制御につながる)を組合せてDT換算で約0.8のエネルギー増倍率を0.55秒間維持することに成功した。一方、高プラズマ電流の領域におけるプラズマ断面の三角形度を従来より高くすることにより、高密度領域における閉じ込め性能を顕著に改善するとともに、弱磁気シア放電で規格化$$beta$$値2.5を7秒間維持した。また、最高5.7MWの負イオン源中性粒子加熱装置を用いて1.8MAの非誘導電流駆動に成功した。その他、内部輸送障壁を有する高性能プラズマにおける不純物の輸送,外部摂動を利用した内部輸送障壁の制御性について述べる。

論文

食品照射の世界の現状; 第18回国際食品照射諮問グループ年次大会より

須永 博美

食品照射, 37(1-2), p.49 - 52, 2002/10

https://doi.org/10.5986/jrafi.37.49

2001年10月23日から3日間、ローマの国連食糧農業機関(FAO)本部で開催された国際食品照射諮問グループ第18回年次大会に日本原子力産業会議(JAIF) からのオブザーバーとして出席した。会議には加盟46ヶ国のうち、22ヶ国の代表と、オブザーバー等合計約50名が出席した。事務局は国際原子力機関(IAEA),世界保健機関(WHO),FAOからの担当者がつとめている。大会では前年次大会以降のICGFI及び関係組織の活動報告、国際食品規格委員会(Codex委員会)で審議中の「照射食品に関するCodex一般規格」改訂案に対するICGFIとしての意見のとりまとめ等について審議した。この大会への出席により、食品照射に関する各機関のの取り組みの現状、特にCodex委員会における審議内容,各国の食品照射の許可情報等が明らかになった。

論文

赤外線サーモグラフィによる非破壊試験に関連した規格の作成に向けた動き

石井 敏満

非破壊検査, 51(6), p.328 - 332, 2002/06

赤外線サーモグラフィを利用した非破壊試験は、機器構造物及び構造材料の欠陥検出や応力測定を遠隔かつ非接触で可能な方法として注目されているが、我が国では、試験法や評価法に関する規格基準の整備が諸外国に比べて遅れている。本報告では、「赤外線サーモグラフィによる非破壊試験の標準用語」に関する非破壊検査協会規格(NDIS)の作成に向けたこれまでの活動及びNDIS原案の内容について紹介する。また、国際標準化機構 (International Organization for Standardization:ISO)の中に設けられている非破壊試験の国際標準化のための第135専門委員会(Technical Committee 135:TC135)の中に、新たな分科委員会(Sub-committee:SC)として1999年に設置された赤外線サーモグラフィ試験に関する分科委員会への我が国の対応状況についても述べる。

論文

JFT-2Mにおける低放射化フェライト鋼のプラズマ適合性試験; 真空容器内への部分的設置

都筑 和泰; 伊世井 宣明; 川島 寿人; 佐藤 正泰; 木村 晴行; 小川 宏明; 三浦 幸俊; 小川 俊英; 柴田 孝俊; 秋山 隆*; et al.

プラズマ・核融合学会誌, 78(5), p.455 - 461, 2002/05

http://ci.nii.ac.jp/naid/110003827163

JFT-2Mにおいては、核融合原型炉の構造材の有力候補である低放射化フェライト鋼(F82H)のプラズマへの適用性を調べる実験を段階的に進めている。本実験では、最終段階の真空容器内壁の全面フェライト鋼化の前段階として、フェライト鋼板を真空容器内に部分的に設置し、不純物放出、及び磁気的影響の予備的評価を行った。また表面特性改善のため、その場ボロン化設備を新設した。真空排気,プラズマ生成は、設置前と同様の手法で行い、不純物放出,プラズマ制御への影響が小さいことを確認した。またプラズマ安定性を調べる実験を行い、磁気的特性がロックトモードに悪影響を与えないことを示した。一連のデータ取得後ボロンコーティングを行い、その有効性を確認したボロン化後、$$beta_{n}$$=2.7の高規格化$$beta$$プラズマの生成を行うことができ、プラズマ高性能化にとっても有望な結果を得た。

論文

Sustainment of high confinement in JT-60U reversed shear plasmas

藤田 隆明; 鎌田 裕; 井手 俊介; 竹治 智; 坂本 宜照; 諫山 明彦; 鈴木 隆博; 及川 聡洋; 福田 武司; JT-60チーム

Nuclear Fusion, 42(2), p.180 - 186, 2002/02

https://doi.org/10.1088/0029-5515/42/2/309
 被引用回数：31 パーセンタイル：68.29(Physics, Fluids & Plasmas)

強力な内部輸送障壁の形成により高い閉じ込め性能を発揮するJT-60の負磁気シア放電の長時間維持の実験の結果を報告する。高電流のLモード境界の放電においては、蓄積エネルギーの帰還制御を用いてプラズマの$$beta$$値を精密に調整することにより、等価エネルギー増倍率=0.5を0.8秒間(エネルギー閉じ込め時間と同程度)維持した。高三角度のELMy Hモード境界の負磁気シア放電においては、ポロイダル$$beta$$を上昇し自発電流率を向上することにより負磁気シア領域の縮小を抑制し、高閉じ込めの準定常維持を実現した。高安全係数領域にて自発電流率80%を得て、完全非誘導電流駆動を達成した。規格化$$beta$$値2,閉じ込め改善度3.5を2.7秒間(エネルギー閉込め時間の約6倍)維持した。

報告書

レーザートモグラフィー装置による光学素子の微少欠陥密度測定

福山 裕康*; 杉山 僚

JAERI-Tech 2000-058, 33 Pages, 2000/11

JAERI-Tech-2000-058.pdf:5.98MB

大型結晶を開発するためには、結晶育成中に生じる内部の微少欠陥を測定・評価し、より高品質の結晶育成を行う技術開発が不可欠である。そこで、微少欠陥を非破壊で検知できるレーザートモグラフィー法の開発を行った。光学特性が異なるサンプルを精度良く測定するために、測定手法の最適化を行った。欠陥測定を行い、ガラス,YAG,Sapphire,Ti:sapphire結晶の欠陥密度は、各々2$$times$$10$$^{10}$$,5$$times$$10$$^{7}$$,1$$times$$10$$^{8}$$,1$$times$$10$$^{10}$$個/cm$$^{3}$$となった。また、Ti:sapphire結晶について欠陥密度のドープ濃度依存性を測定した結果、濃度の増加とともに欠陥密度も増加する傾向を示すことがわかった。さらに、HEM法によって育成された結晶の欠陥密度は6.4$$times$$10$$^{8}$$個/cm$$^{3}$$とほかの育成方法に比べて1桁以上小さい結果を得た。

論文

Non-dimensional transport study on ELMy H-mode plasmas in JT-60U

白井 浩; 滝塚 知典; 小出 芳彦; 内藤 磨; 佐藤 正泰; 鎌田 裕; 福田 武司

Plasma Physics and Controlled Fusion, 42(11), p.1193 - 1217, 2000/11

https://doi.org/10.1088/0741-3335/42/11/306
 被引用回数：55 パーセンタイル：82.38(Physics, Fluids & Plasmas)

JT-60UのNBI加熱ELMyHモードプラズマにおいて無次元輸送研究を行った。プラズマ断面の三角形度$$delta$$が大きい場合と小さい場合について、電子及びイオンの規格化熱拡散係数$$chi_{e}$$*及び$$chi_{i}$$*の規格化ラーマ半径$$rho$$*依存性を調べ、いずれの場合も$$chi_{e}$$*及び$$chi_{i}$$*は強い$$rho$$*依存性を持つことを明らかにした。これは$$rho$$*の値が小さい将来の核融合炉において熱拡散係数が小さくなり、炉をコンパクトに設計できることを示す。ただし、ELMの強度が強くなった場合には、$$chi_{e}$$*の強い$$rho$$*依存性は変わらないものの$$chi_{i}$$*の$$rho$$*依存性は弱くなり、イオンのエネルギー閉じ込め性能の劣化が顕著になることを明らかにした。したがって、ELMの抑制は将来の核融合炉では必須の課題となる。また、規格化エネルギー閉じ込め時間$$tau_{E}$$*の規格化衝突周波数$$nu$$*依存性は弱いことを明らかにした。

報告書

円柱の渦励振回避・抑制条件に関する試験研究

堺 公明; 森下 正樹; 岩田 耕司; 北村 誠司

JNC TN9400 2000-012, 43 Pages, 2000/03

JNC-TN9400-2000-012.pdf:2.12MB

サイクル機構では、温度計さや管の破損を防止する観点から、渦励振および乱流励振に対する評価方法を整備するとともに、それらの実験的検証を進めている。本試験研究は、配管内水流中の円柱の渦励振に関して、従来ほとんど報告が見当たらない構造減衰の影響を調べた試験データを取得し、設計基準等で採用している渦励振の回避・抑制条件の妥当性の検討に資することを目的としている。流力振動試験は、配管によるループを用いて、配管内に突き出した片持ち支持の円柱試験体について行った。円柱試験体は合計4体で、外観寸法が同一の円柱の内部に質・量の異なる粘性体を充填することにより構造減衰を変化させた。円柱試験体の換算減衰Cnは、それぞれ、0.49,0.96,1.23,2.22であった。無次元流速(Vr)が約0.7$$sim$$約5の範囲(Vr=1におけるレイノルズ数:約8$$times$$10の4乗)で流速を漸増し円柱の変位を測定した。その結果、換算減衰0.49および0.96の試験体は、無次元流速1以上において流れ方向振動が発生したが、換算減衰1.23および2.22の試験体は、振動は、直径の1%以下のレベルに抑制され、有意な渦励振は認められなかった。流れ方向および流れ直交方向渦励振の抑制条件として、ASMEボイラ・圧力容器規格SecIII,Appendix N-1300やサイクル機構の策定した「温度計の流力振動防止のための設計方針」に用いられている判定基準「Vr$$<$$3.3かつCn$$>$$1.2」は、本試験体系(配管内水流片持ち支持円柱)の範囲において概ね適切であった。

論文

Recent progress towards steady state tokamak operation with improved confinement in JT-60U

藤田 隆明; JT-60チーム

Journal of Plasma and Fusion Research SERIES, Vol.3, p.87 - 93, 2000/00

JT-60Uにおいては、トカマクの定常運転の科学的実証に向けて高ポロイダルベータモードと負磁気シアモードの最適化を進めている。前者においては、圧力分布の最適化により高三角度配位にて規格化ベータ2.9、Hファクター2.2~2.4を維持した。定常性能は抵抗性のMHD不安定性により制限された。電子サイクロトロン波の入射による抵抗性不安定性の振幅の減少を観測した。負磁気シアモードにおいては、等価核融合エネルギー増倍率0.5を0.8秒間維持した。維持時間は安全係数の極小値が2となった時に発生するコラプスにより制限された。高三角度の負磁気シアHモードにおいて、自発電流による負磁気シア配位の維持を実証し、定常的な圧力分布及び電流分布の下でHファクター3.6、規格化ベータ2を2.7秒間維持した。Hモードプラズマへのアルゴンガスの入射により、グリンワルド密度の70%の高密度領域においてHファクター1.4を得た。

論文

JT-60トロイダル磁場コイル電流制御装置の高性能化

大森 栄和; 松川 誠; 戸塚 俊之; 古川 弘*

KEK Proceedings 99-16, p.361 - 364, 1999/11

JT-60トロイダル磁場コイル電源の発電機励磁制御システムは、サイリスタ駆動装置で運転される一般の交流発電機の励磁制御装置が有する機能の他に、トロイダル磁場コイル電流の制御という極めて特殊かつ重要な役割がある。既設の励磁制御システムは製作から15年以上経過するため、計算機技術が飛躍的に進歩した現在では、代替モジュールの手配やプログラムのメインテナンスが困難な状況となっている。このため、現システムを、汎用バス規格の一つであるVMEバス規格に基づく制御システムに更新することとした。新システムでは、運転経験を踏まえて既存の機能を合理化する一方、安全性向上のためのリミタ機能やトロイダル磁場コイルの異常をリアルタイムに検出可能な監視機能を追加するとともに、設備データ収集機能の充実を図る。講演では、本システムの構成、機能及びこれまでに行った試験の結果等について発表する。

報告書

Acquisitions of effective diffusion coefficients (De) for Ni(II), Am(III), Sm(III) and Se(IV) in bentonite by through-diffusion method

佐藤 治夫

JNC TN8400 99-062, 16 Pages, 1999/10

JNC-TN8400-99-062.pdf:0.81MB

圧縮ベントナイト中でのイオン電荷の影響を定量的に評価するため、Ni$$^{2+}$$, Am$$^{3+}$$, Sm$$^{3+}$$ and SeO$$_{3}^{2-}$$の実効拡散係数(De)を拡散化学種の電荷をパラメータとして取得した。Ni$$^{2+}$$,Sm$$^{3+}$$に対しては、乾燥密度1.8 Mg$$cdot$$m$$^{-3}$$,pH5$$sim$$6の模擬間隙水条件にて透過拡散法により測定した。SeO$$_{3}^{2-}$$に対しては、乾燥密度l.8 Mg$$cdot$$m$$^{-3}$$,pH11の模擬間隙水条件にて測定した。Am$$^{3+}$$に対しては、陽イオン排除の効果を確認する目的で、乾燥密度0.8,1.4,1.8 Mg$$cdot$$m$$^{-3}$$,pH2の間隙水条件で測定した。測定では、Na型ベントナイト(クニゲルV1)を用いた。Amの測定においては、低pH領域で行うため、予め層間イオンのNa$$^{+}$$をH$$^{+}$$と置換したH型クニゲルV1を用いた。得られたDeは、Sm$$^{3+}$$$$>$$Ni$$^{2+}$$$$>$$Am$$^{3+}$$$$>$$ SeO$$_{3}^{2-}$$の順で小さくなった。得られたDeをこれまでに報告されているデータと比較した結果、Deは、Cs$$^{+}$$$$>$$Sm$$^{3+}$$$$>$$HTO$$>$$Ni$$^{2+}$$$$>$$陰イオン(I$$^{-}$$, Cl$$^{-}$$, CO$$_{3}^{2-}$$, SeO$$_{3}^{2-}$$ TcO$$_{4}^{-}$$, NpO$$_{2}$$CO$$_{3}^{-}$$, UO$$_{2}$$(CO$$_{3}$$)$$_{3}^{4-}$$)の順で小さくなり、陽イオン$$>$$HTO$$>$$陰イオンの傾向を示した。Am$$^{3+}$$のDeのみは陰イオンと同程度であった。Ni$$^{2+}$$のDeがHTOより小さかった原因は、Ni$$^{2+}$$の自由水中の拡散係数(Do)がHTOのそれの約1/3と遅いことによると考えられる。また、Am$$^{3+}$$のDeが陰イオンと同程度であった原因は、Am$$^{3+}$$のDoもHTOの約1/3であったこと、及び陽イオン排除によるベントナイト表面からの静電的反発によると考えられる。そこで、各イオンのDoで規格化して求めた形状因子(FF)で比較した結果、Sm$$^{3+}$$$$>$$Cs$$^{+}$$$$>$$Ni$$^{2+}$$$$>$$HTO$$>$$Am$$^{3+}$$$$>$$陰イオンの順で小さくなり、Cs$$^{+}$$,Ni$$^{2+}$$,Sm$$^{3+}$$に対しては表面拡散、Am$$^{3+}$$に対しては陽イオン排除、SeO$$_{3}^{2-}$$を含む陰イオンに対しては陰イオン排除の可能性が示された。FFの計算結果から、乾燥密度1.8 Mg$$cdot$$m$$^{-3}$$に対する表面拡散の程度は、HTOを基準としてSm$$^{3+}$$に対しては5倍程度、Cs$$^{+}$$に対しては3倍程度、Ni$$^{2+}$$に対しては1.3倍程度であった。また、同条件における陰イオン排除の程度は、TcO$$_{4}$$4$$^{-}$$で1/7程度、NpO$$_{2}$$CO$$_{3}^{-}$$で1/6程度、SeO$$_{3}^{2-}$$で1/5程度と見積もられた。

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