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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。
高橋 学*; 田中 和也*; 玉田 正男; 青井 透*
環境工学研究論文集, Vol.41, p.229 - 235, 2004/11
放射線を用いるグラフト重合法により、グリシジルメタクリレートを不織布にグラフトさせ、化学処理により金属捕集機能を持つイミノ二酢酸型捕集材を合成した。40
Cで2時間グラフト重合させ、グラフト率は170%に増加した。合成したイミノジ酢酸基量が2.1mmol/g-捕集材の捕集材を用いて、鉄イオンとマンガンイオンの吸着性能を評価した。鉄イオンとマンガンイオンの各分配係数は共存イオンの増加によって減少した。鉄イオンとマンガンイオンは、捕集材を充填したカラムを用いて空間速度SV=1000h
で完全に除去できた。両イオンの吸着容量は、5回の繰り返し吸脱着試験で80%に減少することがわかった。
森林 健悟; 香川 貴司*; Kim, D. E.*
Nuclear Instruments and Methods in Physics Research B, 205, p.334 - 336, 2003/05
被引用回数：7 パーセンタイル：46.83(Instruments & Instrumentation)イオンの内殻励起電離過程にかかわる原子データとその応用に関する研究を行っているが、今回は、X線天文学への応用に関して考察を行う。2005年に衛星「Astro-E2」が打ち上げられるが、「あすか」など今までの衛星よりも分解能の良いX線検出器が搭載される予定である。これにより、今まで以上に高精度な原子データを用いれば、宇宙をより深く理解できることが予想される。ここでは、イオンの内殻励起電離過程にかかわる原子データがX線連星から発生するX線スペクトル解析に重要であることを示した。SイオンとFeイオンが黒体輻射場にあるときの内殻励起状態からのX線量を計算した。黒体輻射の温度が低いとき内殻励起状態から発生するX線量はHe
よりも非常に少ないが、温度が3keVを超えると両者は、ほぼ同じになる。これを種々の元素に対してX線量を評価することにより、光の温度を推測できる可能性があることを明らかにした。
三木 崇史*; 笹本 広; 千葉 保*; 稲垣 学*; 油井 三和
JNC TN8400 2000-007, 32 Pages, 2000/01
JNC-TN8400-2000-007.pdf:0.69MB
本資料では、ニアフィールド母岩や緩衝材中の酸化還元状態を評価する上で重要と考えられる地球化学反応について文献調査をもとに整理した。以下に調査の結果をまとめる。・酸化還元反応に寄与する物質としては、岩石中に含まれる二価鉄を含む鉱物や有機物が重要である。特に、黄鉄鉱は、溶存酸素との反応が比較的速いため、処分場閉鎖後初期の段階では、酸素は黄鉄鉱により消費されると考えられる。・還元性物質による還元能力は、室内での岩石(鉱物)-水反応をもとに、定量的な評価が可能である。なお、二価鉄の含有量が多く、空隙率の大きいほど、岩石の有する還元能が大きいことが期待されている。・還元性物質による溶存酸素の消費速度についても、二価鉄を含む主要な鉱物について、実験的に求められている。また、溶液中に溶解した二価鉄イオンと溶存酸素との反応に関する速度式や速度定数も求められている。 従って、これらの既存の文献でまとめられているデータを用いることにより、坑道掘削に伴い変化するニアフィールド母岩や緩衝材中の地球化学的状態を速度論的に検討することが可能であると考えられる。
若井 栄一; 菱沼 章道; 三輪 幸夫; 大内 朝男*; 磯崎 誠一*; 高木 清一*; 安彦 兼次*
Materials Transactions, JIM, 41(1), p.136 - 140, 2000/01
高純度Fe-(9-50%)Cr及びFe-50Cr-(0-8)W合金の引張特性に対して中性子照射の効果を調べた。これらの合金はSS-3タイプの形状の引張試験片にし、加工層を取り除いた後に、原子炉(JRR-3M)において、400、500、600Cの3温度で約0.4dpaの弾き出し損傷量まで照射された。照射後、多くの試験の場合、照射と同じ温度で、真空中にて4.4
10
sの引張速度で引張試験を行った。この照射によって、これらの合金の降状強度と引張強度は増加した。また、照射によるそれらの強度の増分はこれらに添加したクロム量及びタングステン量の増加に伴い、大きくなる傾向になった。これらの合金の引張特性は多くの場合、延性的な挙動を示したが、500C以下で照射されたFe-50CrとFe-50Cr-W合金においてのみ、それらの引張試験において、延性が生じないまま、脆性破断が生じた。これらの合金の引張特性は脆性的な挙動を示した温度及びクロム量の領域が状態図における約500C以下での脆性領域に非常に近いことから、照射によって形成される'相と格子間型転位ループに密接に関係していると考えられる
白井 稔三; Sugar, J.*; Wiese, W. L.*
JAERI-Data/Code 97-026, 136 Pages, 1997/07
JAERI-Data-Code-97-026.pdf:1.75MB
高電離鉄、Fe VII-Fe XXVIの2,201本のスペクトル線をエネルギー準位と遷移の特徴を視覚化するグロトリアン図にまとめた。Bashkin and Stoner[North-Holland,Amsterdam,1975]による通常のグロトリアン図の表示方法では、それぞれの遷移を表す線の密度が高くなり過ぎ、全ての遷移を表示できないことがしばしばある。我々のグロトリアン図でも遷移を線で表すが、しかし、遷移の下位順位を必要なだけ繰り返す方法に変更した。その結果、遷移線の高度化が回避でき、多重項等全ての遷移を表すことができた。
白井 稔三; 舟竹 良雄*; 森 一夫*; Sugar, J.*; Wiese, W. L.*; 中井 洋太
Journal of Physical and Chemical Reference Data, 19(1), p.127 - 275, 1990/00
被引用回数：94 パーセンタイル：87.33(Chemistry, Multidisciplinary)鉄イオン、FeVIII-FeXXVI、の波長、エネルギー準位、遷移、振動子強度、遷移確率を評価し、表にまとめた。利用の便利さのために、グロトリアン図としてもまとめた。文献は、1988年3月まで調査した。
山口 五十夫; 岡田 賢造; 久保田 益充; 中村 治人
JAERI-M 85-161, 16 Pages, 1985/10
高レべル再処理廃液中に含まれる放射性核種を分離し、安全な形で処分するという考え方のもとに群分離の開発を進めている。1983年には動燃再処理実廃液約220Ciを使用した群分離試験を実施した。これらの試験で放射性核種の挙動は明確にされたが、非放射性核種の挙動は詳しく調べられていない。そのため超ウラン元素の抽出に使用するdi-isodecyl phoshoric acid(DIDPA)抽出剤に対する非放射性核種の抽出挙動について調べた。DIDPAに対する金属イオンの分配比はほとんどの場合、0.05以下であるがMo、Zrおよび鉄は高い分配比を示した。Fe(III)は4MHNO
で逆抽出できないが、0.5M(COOH)で逆抽出できる。Fe(III)は濃度0.02M以上で第3相を形成するが、0.01M以下に希釈するあるいは2価の鉄イオンにする事により、第3相の形成を防止できる。
元井 操一郎*; 佐藤 好毅
電気化学および工業物理化学, 49(11), p.728 - 730, 1981/00
近年のキャスタブル耐火物として注目されているアルミナセメントの代表的な製造方法に溶融法と焼成法とがある。 ところで、これらの方法でつくられたアルミナセメントの物性に大きな影響をおよぼすことが予想される鉄イオンの状態については全く知られていない。そこで、メスバウアー効果および色調の温度依存性を調べ、つぎのような結論を得た。 溶融法によるアルミナセメント中の鉄イオンは、S=0の2価の状態にあり、一方、焼成法によるものではS=1/2の3価の状態にある。且つ、これらの鉄イオンはそれぞれ立方および非立方対称の配位子場にあり、いづれの場合にも配位子の立体的構造には可成り乱れがある。
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。
端 邦樹; 佐藤 智徳; 加治 芳行; 井上 博之*; 田口 光正*; 清藤 一*; 多田 英司*; 阿部 博志*; 秋山 英二*; 鈴木 俊一*
no journal, ,
福島第一原子力発電所の廃炉作業を安全かつ効率的に進めるにあたり、原子炉構造材料の腐食量を適切に把握することは重要である。本研究では、炉内滞留水中の不純物及び放射線が格納容器等の構造材料の腐食に与える影響を予測するためのツールとして、ラジオリシスデータセットの整備を進めている。照射下での化学的挙動の既往知見が少ないFeイオンを対象とし、ラジオリシス実験及びシミュレーションによりデータセットの検証を行ったところ、過酸化水素の生成量のシミュレーション結果が実験結果より小さく見積もられることが分かった。個々の化学反応のシミュレーション結果への寄与について調べたところ、鉄イオン(Fe)と過酸化水素(HO)の反応等の複数の反応について、速度定数の変化がシミュレーション結果に大きく影響を与えることが示された。これらの化学反応の速度定数を適切に評価することの重要性が示唆された。
端 邦樹; 佐藤 智徳; 井上 博之*; 清藤 一*; 田口 光正*; 加治 芳行
no journal, ,
水中に浸漬された鉄鋼材料は水中の酸化剤によって徐々に腐食するが、放射線場では水のラジオリシスによって発生する過酸化水素や酸素によってより厳しい腐食環境にあると考えられている。材料の腐食では酸化(イオン化)した鉄が水との反応によって酸化鉄や水酸化鉄となるが、イオン化した鉄は反応性に富むためラジオリシス由来の活性種とも反応し、その結果、過酸化水素等の水分解生成物の生成量が変化する。照射下での鉄イオンの反応についてはこれまでの研究によってある程度整理されているものの、ラジオリシスによる水分解生成物(特に腐食に寄与すると考えられる過酸化水素)の生成量の変化にどのように影響を与えるかについてはこれまでほとんど調べられてこなかった。本研究では、既存の反応データセットの妥当性を評価することを目的として、ガンマ線照射実験とラジオリシス計算により、鉄イオン水溶液の放射線分解による過酸化水素生成量の評価を行った。過酸化水素の測定には、ヨウ化物イオンと過酸化水素との反応を利用したゴームレー法を用いた。実験結果と計算結果を比較したところ、過酸化水素生成量が大きく異なった。これは、ラジオリシスによって発生する第二鉄イオンとヨウ化物イオンとの反応により過酸化水素生成量が過大評価されるためであると考えられた。そこで、ヨウ化物イオンを用いない電気化学的手法による過酸化水素測定系を構築し、計算結果を比較的よく再現できるデータを取得した。引き続き実験データを蓄積し、ラジオリシス計算との比較により、既存の反応データセットの妥当性の評価を進める。
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。
端 邦樹; 佐藤 智徳; 井上 博之*; 田口 光正*; 清藤 一*; 加治 芳行
no journal, ,
福島第一原子力発電所(1F)の廃炉作業を安全に進めるにあたり、原子炉建屋構造材料の腐食量を適切に把握することが重要である。建屋内は数Gy/hの放射線場にあるため、ラジオリシス影響を考慮した腐食環境の評価が必要となる。本研究では、構造材料由来の鉄イオンのラジオリシスへの影響に着目し、鉄イオン存在下のラジオリシスにおける過酸化水素発生量をガンマ線照射実験及びラジオリシス計算により見積もった。過酸化水素分析に一般的に利用されているヨウ素法による分析を進めてきたところ、ヨウ素法による測定では、ラジオリシス計算による予測値と比較して、過酸化水素量を過大に評価することが示された。原因は溶液中の第二鉄イオン(Fe)がヨウ素と反応するためであると考えられた。そこで、電気化学的手法により過酸化水素量を測定する手法を考案し分析を試みた。高速液体クロマトグラフィで不純物を分離した後に電気化学測定を行うことによりFeの影響を除外し、過酸化水素の精度良い分析が可能となることを示した。本手法を用いることで、1F汚染水環境中での腐食量の予測に活用可能な過酸化水素発生量の取得及び腐食速度の予測が可能となることが見込まれる。
