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論文

Migration of radioactive $$^{85}$$Sr,$$^{134}$$Cs and $$^{60}$$Co through a loess soil layer

Z.Li*; H.Wang*; 武部 愼一; 田中 忠夫

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.353, 0, p.1109 - 1115, 1995/00

通気層土壌中での放射性核種の移行挙動を調べる為、黄土層における放射性核種$$^{85}$$Sr、$$^{137}$$Cs及び$$^{60}$$Coのカラム移行実験を行った。放射性水溶液はカラム内土壌表面から流下し、50lの地下水を流下した後、土壌中及び流出液中核種濃度分布を測定した。実験に使用した土壌試料及び地下水はCIRPフィールドテストサイトより採取した。土壌中における核種の分布は大部分の核種が土壌表面に吸着され、$$^{134}$$Csと$$^{60}$$Coはおなじような分布を示した。$$^{85}$$Srはこれら核種に比べて速く土壌中を移行していることが分かった。これら核種の土壌中分布は、土壌表面から約2cmまで急激に減少し、その後、水の移動に伴ってわずかな量が深部まで移行しているのが観察された。$$^{134}$$Csや$$^{60}$$Coの大部分は土壌中に吸着され、土壌層からの流出核種量はわずかな量である。また、土壌中の核種移行深さは$$^{85}$$Sr$$>$$$$^{134}$$Cs=$$^{60}$$Coの順であった。

論文

Sorption of $$^{60}$$Co,$$^{85}$$Sr,$$^{137}$$Cs,$$^{237}$$Np and $$^{241}$$Am on soil under coexistence of humic acid; Effects of molecular size of humic acid

田中 忠夫; 妹尾 宗明

Materials Research Society Symposium Proceedings, Vol.353, 0, p.1013 - 1020, 1995/00

フミン酸共存条件下において、$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr、$$^{137}$$Cs、$$^{237}$$Np及び$$^{241}$$Amの砂質土壌及びクロボク土へのバッチ法による収着実験を行った。収着前後の液相を5種の分子量域に分画した。フミン酸との錯形性能が小さい$$^{85}$$Sr、$$^{137}$$Cs及び$$^{237}$$Npの両土壌への収着量は、フミン酸の共存によって影響を受けなかった。フミン酸錯体を形成する$$^{60}$$Co及び$$^{241}$$Amの土壌への収着量は、フミン酸の共存によって減少した。この減少は$$^{60}$$Coより$$^{241}$$Am、又クロボク土より砂質土壌で大きかった。各分子量の$$^{60}$$Co及び$$^{241}$$Amフミン酸錯体の液中濃度が、フミン酸を吸着しない砂質土壌の収着実験前後で減少し、錯体の解離が生じたことを示した。$$^{241}$$Amは$$^{60}$$Coより安定的な錯体を形成するので、フミン酸共存下で収着量が$$^{60}$$Coより減少したものと考えられる。

報告書

放射性核種野外移行試験; 日中協力研究

神山 秀雄*; 山本 忠利; 下岡 謙司; 武部 愼一; 小川 弘道; 田中 忠夫; 向井 雅之; 古宮 友和; S.Li*; Z.Wang*; et al.

JAERI-Research 94-009, 44 Pages, 1994/07

JAERI-Research-94-009.pdf:1.69MB

低レベル放射性廃棄物の浅地層中処分に係わる安全評価手法を確立することを目的として、中国輻射防護研究院との協力研究を5年間にわたって実施した。黄土層から成る野外試験場において$$^{3}$$H、$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr及び$$^{134}$$Csの移行試験を自然条件及び人工降雨による促進条件の下で2年にわたり実施するとともに、実験室実験及びサイト特性調査により移行パラメータ等の種々の情報を得た。人工降雨条件下における$$^{85}$$Srの移行は局所吸着平衡モデルで解析評価できることが分かった。$$^{60}$$Coと$$^{134}$$Csの移行については速度論的吸着モデルの適用の優位性が示唆された。自然条件下における$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr及び$$^{134}$$Csの移行現象は、人工降雨条件下の試験、実験室実験、サイト特性調査等の結果を総合的に解析することにより得た移行パラメータと吸着・移行モデルを組み合わせることにより評価できることが実証された。

報告書

Determination of distribution ratio for $$^{60}$$Co,$$^{85}$$Sr and $$^{134}$$Cs in loess medium

田中 忠夫; 小川 弘道; Z.Li*; H.Wang*; 神山 秀雄*

JAERI-M 94-077, 17 Pages, 1994/06

JAERI-M-94-077.pdf:0.61MB

放射性核種野外移行試験を実施してきた中国輻射防護研究院の野外試験場内16地点から採取した黄土を対象として、黄土と地下水との間における$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr及び$$^{134}$$Csの分配比を測定した。16試料に対する各放射性核種の分配比はほぼ一定の値を示し、野外試験場は放射性核種の収着性の観点から均一な黄土層であるとみなすことができた。収着親和性の大きさは$$^{134}$$Cs$$>$$$$^{60}$$Co≫$$^{85}$$Srの順であった。収着親和性の小さな$$^{85}$$Srは黄土層中を移行し易いので、移行現象を調べるための有効な核種であることが分かった。分配比に及ぼす種々のパラメータの影響を調べた結果、分配比の測定においては適切な温度及びpHを選定する必要があることが示唆された。また、黄土へのSrの収着は可逆的なイオン交換反応に支配されているが、Co及びCsの収着は非可逆的な反応に支配されていることが分かった。

報告書

Preliminary investigation on determination of radionuclide distribution in field tracing test site

田中 忠夫; Guo, Z.*; 向井 雅之; 武部 愼一; S.Li*; 神山 秀雄*

JAERI-M 93-235, 17 Pages, 1993/12

JAERI-M-93-235.pdf:0.55MB

中国輻射防護研究院野外試験場の黄土層において、$$^{3}$$H,$$^{60}$$Co,$$^{85}$$Sr及び$$^{134}$$Csを用いた放射性核種野外移行試験を実施してきた。原位置における放射性核種の移行挙動を正確に評価するためには、精度の高い放射性核種の分布データを得ることが必要である。本報では、野外試験場からの試料の採取方法並びに採取した試料の分析方法について検討し、分布データを得るための適切な方法を提案した。

報告書

通気層土壌試験の低吸着領域における放射性核種の移行挙動,第2報; 流量の影響とその解析

武部 愼一; 向井 雅之; 古宮 友和; 神山 秀雄

JAERI-M 93-034, 15 Pages, 1993/02

JAERI-M-93-034.pdf:0.74MB

未攪乱状態の通気層土壌試料を用いて、$$^{60}$$Co,$$^{85}$$Sr及び$$^{137}$$Csで汚染した土壌から脱離した放射性核種の大型カラム試験において、前報に続いて低吸着領域における核種移行挙動について、地下水流下をトリチウムの破過開始直後までにとどめることにより調べ、土壌中の核種濃度分布及び流出液濃度分布の時間変化の結果を総合して解析を行った。その結果、この程度の流量では、$$^{85}$$Sr及び$$^{137}$$Csは深部への移行は認められず、$$^{60}$$Coについてのみ低吸着領域の移行が認められ、その濃度分布にはピークが見出された。この低吸着領域における$$^{60}$$Coの移行挙動について、吸着及び脱着反応速度定数を考慮した非定常の取扱において、最大吸着容量を導入したモデルを用いることにより、核種の流出液中濃度及び土壌中分布を統一的に説明することができた。解析結果から、染層層における$$^{60}$$Coの移行し易い化学形の初期割合は、0.1%程度と推定された。

報告書

通気層土壌試験の低吸着領域における放射性核種の移行挙動

武部 愼一; 向井 雅之; 古宮 友和; 神山 秀雄

JAERI-M 92-205, 19 Pages, 1993/01

JAERI-M-92-205.pdf:0.77MB

未攪乱状態で採取した4種類の土壌試料を用いて、$$^{60}$$Co,$$^{85}$$Sr及び$$^{137}$$Csで汚染した土壌から脱離した放射性核種の大型カラムによる移行試験を行った。$$^{60}$$Coについては、カラム上部の高濃度吸着部分の下部に広い範囲にわたり平担な低濃度吸着領域が見出され、また、流出液中にも低濃度検出され、特徴的な濃度の時間変化が観測された。通気層土壌中の低吸着領域における$$^{60}$$Coの移行挙動について、非陽イオン性化学種の吸着及び脱離反応速度を考慮した核種移行モデルによる解析を試み、これらの試験結果をかなりよく説明することができた。

論文

Characteristics of migration of $$^{85}$$Sr and $$^{137}$$Cs in alkaline solution through sandy soil

大貫 敏彦

Mater. Res. Soc. Symp. Proc., Vol. 212, p.609 - 616, 1991/00

高pH溶液中$$^{85}$$Srと$$^{137}$$Csの砂質土壌中移行特性をカラムおよびバッチ法により検討した。砂質土壌中構成物質の$$^{85}$$Srと$$^{137}$$Csの吸着への寄与度を連続抽出法で調べた。その結果、$$^{85}$$Srの吸着にはカオリナイト、クロライト、セリサイトおよびマンガン鉱物が寄与する。$$^{85}$$Srは砂質土壌中を移行する際、吸着・脱離を繰り返す交換可能な移行形態を示した。一方、$$^{137}$$Csの吸着にはカオリナイトとセリサイトが寄与していた。$$^{137}$$Csは移行する際、ほとんどの部分は脱離し難い吸着形態を示した。

論文

Sorption mechanism of radioactive nuclides in sedimentary rocks

田中 忠夫; K.Sriyotha*; 神山 秀雄

Proc. of the 3rd Int. Conf. on Nuclear Fuel Reprocessing and Waste Management: RECOD91,Vol. 2, p.1011 - 1016, 1991/00

堆積層中のTRU核種の移行挙動を検討する準備段階として、移行化学形のわかりやすい$$^{60}$$Co、$$^{85}$$Sr及び$$^{137}$$Csの収着移行メカニズムについて研究した。下北のLLW最終貯蔵予定地周辺から採取した砂岩、凝灰岩及び砂質土壌を用いたカラム移行実験を行い、核種による移行挙動の違いを調べた。さらに、各核種の移行を支配する収着メカニズムを明らかにするため、収着試料についてCaCl$$_{2}$$、KCl、NH$$_{2}$$OH・HCl、K-Oxalate、H$$_{2}$$O$$_{2}$$-HNO$$_{3}$$の各水溶液を用いたバッチ法による化学抽出を行なった。移行性の大きな$$^{85}$$Srは、各試料に収着した$$^{85}$$Srのほとんど全てがCaCl$$_{2}$$によって抽出され、可逆的なイオン交換反応に支配されることが見い出された。一方、$$^{60}$$CoはNH$$_{2}$$OH・HCl及びK-Oxalateによって、また$$^{137}$$CsはKClによって主に抽出され、それぞれFe及びMn酸化物への収着及び粘土鉱物層内への内部収着に基づく非可逆的な反応が支配的であるため、移行性が小さいことが明らかとなった。

報告書

最終貯蔵予定地土壌における放射性核種の移行挙動に関する研究; 降水による通気層核種移行試験

山本 忠利; 武部 愼一; 小川 弘道; 田中 忠夫; 向井 雅之; 古宮 友和; 横本 誠一*; 和達 嘉樹

JAERI-M 89-189, 18 Pages, 1989/11

JAERI-M-89-189.pdf:0.65MB

低レベル放射性廃棄物最終貯蔵予定地より未攪乱状態で採取した4種類の通気層土壌試料を用いて、降水模擬条件での核種移行試験を行った。流出液中の$$^{85}$$Sr、$$^{137}$$Csは検出限界以下で、$$^{60}$$Coは10$$^{-7}$$~10$$^{-6}$$$$mu$$Ci/mlの小さな値であった。土壌中の核種移行は表面では指数関数的な濃度減少を示し、イオン形で吸着した。深部では穏やかな濃度減少を示し、核種及び土壌の種類により非イオン形の移行が異なった。さらに表面付近の濃度分布から、遅延係数を計算し、10$$^{3}$$~10$$^{4}$$の大きな値を得た。これら土壌は大きな保持能力を有することを確認した。一方低濃度部分については高濃度部分の値に比べて1~2桁小さな値を示した。放射性汚染水による試験と比較したところ、表面では遅延係数が多少異なった。一方深部ではローム層上部で$$^{60}$$Coの僅かに大きな遅延係数が認められた。

報告書

最終貯蔵予定地土壌における放射性核種の移行挙動に関する研究; 放射性汚染水による通気層核種移行試験

山本 忠利; 武部 愼一; 小川 弘道; 田中 忠夫; 向井 雅之; 古宮 友和; 横本 誠一*; 和達 嘉樹

JAERI-M 89-144, 23 Pages, 1989/10

JAERI-M-89-144.pdf:0.87MB

低レベル放射性廃棄物最終貯蔵予定地より未撹乱状態で採取した4種類の土壌試料(ローム層上部、下部、砂層、凝灰質層)を用いて、実験室規模での核種移行試験を行った。流出液中の核種濃度はいずれの土壌においても、$$^{85}$$Sr、$$^{137}$$Csは検出限界以下で、流出した$$^{60}$$Coにおいても5$$times$$10$$^{-6}$$$$mu$$Ci/mlの小さな値であった。土壌中の核種移行は、高濃度部分では土壌の種類に依らず、各核種の大部分が土壌表面付近に吸着したのに対して、低濃度部分では深部まで移行した。特にローム層上部での$$^{60}$$Coの移行が大きかった。核種による土壌中移行分布の違いは、核種の化学形および土壌の種類の双方に依るものと考えられる。さらに核種の遅延係数をイオン形での移行が支配的である高濃度部分から計算し、10$$^{3}$$~10$$^{4}$$オーダの大きな遅延係数を得た。こられ土壌が大きな保持能力を有することが確認された。一方、低濃度部分については、非イオン形での移動が関与し、高濃度部分の値に比べて1~2桁小さな値を示した。

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