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報告書

放射性微粒子の基礎物性解明による廃炉作業リスク低減への貢献(委託研究); 平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉国際共同研究センター; 茨城大学*

JAEA-Review 2019-041, 71 Pages, 2020/03

JAEA-Review-2019-041.pdf:3.38MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉国際共同研究センター(CLADS)では、平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、平成30年度「放射性微粒子の基礎物性解明による廃炉作業リスク低減への貢献」について取りまとめたものである。福島第一原発事故にて放出された放射性微粒子が廃炉手順の確立(溶融燃料等の回収、炉内除染、作業員の安全確保等)に関し重要な炉内事故事象解明のための情報源ともなっている。本研究は、これら粒子の基礎的な物性(粒径, 組成, 電気的性質, 光学的性質など)につき詳細な知見を得るとともに、日英のシナジー研究により$$alpha$$放射体の量的評価を含む放射性微粒子の諸特性をさらに解明して、「廃炉」計画のリスク低減にむけた作業全般に寄与する研究・開発を行う。

論文

IAEA'97 expedition to the NW Pacific Ocean; Results of oceanographic and radionuclide investigations of the water column

Povinec, P. P.*; Livingston, H. D.*; 島 茂樹*; 青山 道夫*; Gastaud, J.*; Goroncy, I.*; 広瀬 勝己*; Huynh-Ngoc, L.*; 池内 嘉宏*; 伊藤 集通; et al.

Deep Sea Research Part 2: Topical Studies in Oceanography, 50(17-21), p.2607 - 2637, 2003/09

 被引用回数:85 パーセンタイル:10.68(Oceanography)

国際協力による調査航海"IAEA'97"が1997年に北西太平洋で行われた。本調査で得られた主な結果は以下のように要約される。(1)観測された現在の海洋学的パラメータのレベルは、歴史的なデータセットとの間に差を示した。(2)海洋中の超ウラン元素濃度の鉛直プロファイルでは、典型的な亜表面極大が観測された。しかしながら、歴史的なデータに比べ、その極大濃度は約1/4に減少しており、出現深度も2倍程度に深くなっていた。そして、この24年間で海水中のインベントリが約20%減少していることがわかった。また、(3)$$^{90}$$Sr及び$$^{137}$$Csデータより、観測された濃度プロファイルの時間変化は地域的な水塊循環の結果生じていることがわかった。さらに、(4)北西太平洋に対する主な流入があってから40年も経った現在においてすら表層海水の放射性核種濃度には緯度依存性が見られている。本研究の結果は、これらの放射性核種の海水中での挙動及び過去24年の水塊循環の物理的に駆動力に関する示唆をともなって北西太平洋における放射性核種の分布に関する最も包括的な最近の成果をしめしている。

論文

Anthropogenic radionuclides in the Japan Sea; Their distributions and transport processes

伊藤 集通; 荒巻 能史; 北村 敏勝; 乙坂 重嘉; 鈴木 崇史; 外川 織彦; 小林 卓也; 千手 智晴*; Chaykovskaya, E. L.*; Karasev, E. V.*; et al.

Journal of Environmental Radioactivity, 68(3), p.249 - 267, 2003/07

 被引用回数:34 パーセンタイル:38.18

1997-2000年の期間、日本海の海水中における$$^{90}$$Sr,$$^{137}$$Cs並びに$$^{239+240}$$Puが計測された。放射性核種濃度の鉛直分布は、$$^{90}$$Srと$$^{137}$$Csでは表層から深度方向に指数関数的減衰を示し、$$^{239+240}$$Puでは表層最小,中層最大となっていて、それぞれ典型的分布を示した。過去の測定例と比較しても本質的な差異は検出されなかった。また、日本海における緯度帯別平均濃度及びインベントリは北西太平洋に比べ高くなっていた。さらに空間分布では、高インベントリ域が日本海盆側から大和海盆へ貫入している様子が描かれた。このことは、日本海盆で鉛直輸送された放射性核種が大和堆を迂回後に大和海盆に入り、日本海の深層水中に放射性核種が蓄積されていることを示唆するものである。

論文

Dissolved forms of $$^{90}$$Sr, $$^{239+240}$$Pu and $$^{241}$$Am in the Sahan river waters from the Chernobyl area

長尾 誠也; 松永 武; 藤嶽 暢英*; 天野 光

Proceedings of the International Workshop on Distribution and Speciation of Radionuclides in the Environment, p.162 - 168, 2000/00

環境中における放射性核種の挙動を予測するためには、天然水中の放射性核種の溶存形態を調べる必要がある。本研究では、ウクライナのチェルノブイル地域を流れる有機物濃度が高いpH7-8の河川水を対象に、放射性核種の溶存形態を分子サイズの観点より調べ、無機及び有機コロイドとの親和性を検討した。1996年3月と9月に採取した河川水は、限外濾過法により分画分子サイズ1万以上とそれ以下に分別した。分子サイズ1万以上に存在する$$^{90}$$Sr,$$^{239+240}$$Pu,$$^{241}$$Amの割合は、それぞれ2-20%,68-79%,57-62%であった。有機物の有機炭素は25-36%存在したが、アルミノ珪酸塩鉱物の主成分であるケイ素は3%しか検出されなかった。また、河川水から分離した高分子の有機物の腐植物質存在下で、$$^{241}$$amは河川水と同様な分子サイズ分布を示した。以上の結果より、上記の河川水中でアクチノイドは有機物との擬似コロイドとして溶存していると考えられる。

報告書

大気中放射性核種の測定法の開発、環境挙動、内部被曝評価に関する研究

天野 光

JAERI-Research 96-029, 190 Pages, 1996/06

JAERI-Research-96-029.pdf:5.55MB

人間の呼吸に関わる地表面近傍大気中に存在する放射性核種で濃度が高くかつ人への被曝が無視できない、天然放射性核種である$$^{222}$$Rnとその短半減期娘核種($$^{218}$$Po、$$^{214}$$Pb、$$^{214}$$Bi、$$^{214}$$Po)、宇宙線生成核種である$$^{7}$$Be、人工起源である$$^{90}$$Sr、宇宙線でも生成し人工起源でもある$$^{3}$$H、を主に取り上げ、それらの簡便でかつ精度の高い測定法の開発、大気中濃度変動や地表面への沈着挙動、植物への移行等の環境中挙動の解明、及び呼吸による内部被曝線量評価を行ったこれまでの研究成果をまとめたものである。

論文

Migration behavior of Sr-90 and Cs-137 in a sand aquifer: Results of a 30-years experiment

坂本 義昭; 中村 治人*; R.W.D.Killey*; D.R.Champ*

10th Pacific Basin Nuclear Conf. (10-PBNC), 2, p.1343 - 1350, 1996/00

放射性廃棄物の埋設処分における安全評価は、地層中の放射性核種の移行挙動を知ることが重要である。このため原研とカナダ原子力公社においては、原位置条件での放射性核種の移行挙動を調べるため、1960年に埋設された放射性ガラスから浸出した$$^{90}$$Srと$$^{137}$$Csの帯水層中の濃度分布を測定した。また、帯水層中で吸着された$$^{90}$$Srと$$^{137}$$Csの吸着形態を逐次抽出により、地下水中の化学形態をイオン交換樹脂により調べた。濃度分布の測定結果より、$$^{90}$$Srは帯水層中を30年間に約75m移行していた。更に逐次抽出及び化学形態の分析結果から、$$^{90}$$Srの移行挙動は、Sr$$^{2+}$$のイオン交換による吸着及び非晶質鉄酸化物への速度論的な吸着反応に支配されていることを明らかにした。一方、$$^{137}$$Csの移行距離は30年間で約4mであった。逐次抽出の結果、$$^{37}$$Csの吸着形態は雲母のような鉱物に固定される成分が多く、その移行速度が$$^{90}$$Srに比べ非常に遅いことを明らかにした。

論文

Measurements of thermal neutron capture cross sections and resonance integrals of long-lived fission product nuclei

加藤 敏郎*; 緒方 良至*; 原田 秀郎*; 中村 詔司*; 関根 俊明; 初川 雄一

Global 1995,Int. Conf. on Evaluation of Emerging Nuclear Fuel Cycle Systems, 2, p.1552 - 1559, 1995/00

長寿命の核分裂生成物の消滅に関する基礎データとして、著者らがこれまでに行った中性子捕獲断面積測定実験の方法と結果をまとめた。対象核種は$$^{137}$$Cs、$$^{90}$$Sr、$$^{99}$$Tc、$$^{129}$$Iである。放射化学的方法によってターゲット核種及び生成核種の原子数を求め、断面積を決定した。原子炉中性子照射では、ターゲットをカドミウム箔でカバーした場合と、しない場合の両方を行い、熱中性子断面積と共鳴積分を求めた。

論文

Development of migration prediction system(MIGSTEM) for cationic species of radionuclides through soil layers

大貫 敏彦; 武部 愼一; 山本 忠利

Journal of Nuclear Science and Technology, 26(8), p.795 - 804, 1989/08

放射性ストロンチウムの通気および帯水砂層に対する遅廷係数と標準拡散係数について検討した。遅廷係数および標準拡散係数は、移流拡散方程式の解より得られる濃度分布を実験による分布にフィットさせて得た。遅廷係数および標準拡散係数は、通気砂層に対してそれぞれ2000、0.25cmが、一方、帯水砂層に対してそれぞれ600、0.07cmが得られた。本研究において得られた係数を用いて、仮想サイトにおける$$^{90}$$Srの移動を試算した。その結果、ほとんどの$$^{90}$$Srは1000$$times$$1000mのサイト内に1000年間留まることが明らかとなった。したがって、砂層は$$^{90}$$Srの移動に対してバリアとして働く。

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