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報告書

分子動力学法によるNa型スメクタイトの層間水の振動スペクトルの研究

鈴木 覚; 河村 雄行*

JNC-TN8400 2001-005, 41 Pages, 2001/04

JNC-TN8400-2001-005.pdf:1.1MB

水-粘土混合系の分子動力学計算によりNa型スメクタイトの層間水の振動スペクトルと層間水の構造の関係について研究した。得られた計算結果は、赤外分光法によるスメクタイトの層間水の観察結果とよい一致を示した。水分子の分子内振動スペクトルは水素原子の速度自己相関関数をフーリエ変換することにより得られる。層間水の伸縮振動スペクトルには、3400cm-1に最大強度を持つ幅の広いピークと3650-3700cm-1周辺のやや鋭いピークにより構成される。前者の幅広いピークはバルク水のような水分子のO-H結合の伸縮振動に帰属され、一方、後者のピークはシロキサン表面に水素結合により配向したO-H結合に帰属される。酸素-酸素間の動径分布関数より水素結合距離を評価したところ、水分子とシロキサン表面の水素結合距離(3.0$$AA$$以上)は、水分子-水分子間のそれ(2.8$$AA$$)よりも大きいことがわかった。これらの結果は、水分子とシロキサン表面間の相互作用は、水分子を配向させる程度には大きいが、水分子-水分子間と比べると弱いということを示していると考えられる。

報告書

高感度吸光光度法を用いた高放射性廃液中の微量プルトニウム分析法の開発

実方 秀*; 新津 好伸*; 久野 剛彦; 佐藤 宗一; 黒沢 明

JNC-TN8410 2001-002, 66 Pages, 2000/12

JNC-TN8410-2001-002.pdf:2.03MB

再処理施設から発生する高放射性廃液(High Active Liquid Waste:以下HALWと略記)中の微量プルトニウム分析法として、従来の吸光光度法よりも低濃度域における測定に優れ、査察側検認分析法としての応用が期待される高感度吸光光度法(High Performance Spectrophotometry:以下HPSPと略記)を検討した。コールド試験では、プルトニウム代替物質としてプルトニウム(VI)の吸収波長近傍に吸収ピークを示すネオジムを用いてピーク強度算出方法の検討を行ったところ、3波長法が本法において有効であった。硝酸プルトニウム溶液の測定では、0$$sim$$11mgPu/Lにおいて信号強度との間に良好な直線関係を有することがわかった。さらに実際のHALWの組成を模擬してマトリクスを複雑にした溶液(模擬HALW)にプルトニウムを添加した試料の測定を行ったところ、同様に0$$sim$$11mgPu/Lについて良好な直線関係が得られた。また、HALWにプルトニウムを標準添加した場合も同様に良好な直線関係が得られた。本法は、サンプル中の硝酸濃度、スラッジ及び共存元素による影響を受けることから、それぞれの依存性について調査したところ、硝酸濃度2$$sim$$4mol/Lで測定値が約14%変動することがわかった。またスラッジについては、ろ過による除去が必要であり、共存元素については光学調節によるベーススペクトルのバランス調整によって影響を排除することができた。低濃度プルトニウム試料を測定する場合については、ピーク強度とノイズ成分の比(S/N比)が相対的に小さくなることから、積算平均化法、単純移動平均法、フーリエ解析法によるスペクトルのS/N比向上を検討した。検討結果から、積算平均化法と単純移動平均法を組み合わせて用いることが本法の特性上最適であり、硝酸プルトニウム溶液測定時における検出限界値は0.07mgPu/Lとなった。また、プルトニウム含有模擬HALW溶液を測定した時の検出限界値は0.2mgPu/Lであった。さらに、実際のHALWを用いた場合についても、検出限界値は0.2mgPu/Lであることが予想される。

報告書

同位体分離用短波長レーザの基礎的研究

藤井 寛一*; 北谷 文人; 高橋 武士*

PNC-TY8613 95-001, 48 Pages, 1995/03

PNC-TY8613-95-001.pdf:1.41MB

レーザを用いて、種々の元素の同位体分離を行うためには、同位体分離用にカスタマイズされたレーザを開発することが必要である。現在のレーザを用いた同位体分離に用いられるレーザは、CO2レーザおよび、YAGレーザまたはエキシマレーザ励起の色素レーザである。これらのレーザでは、光子当たりのエネルギーが低いために効率のよい同位体分離を行うことがしづらい。これは、レーザを用いた同位体分離においては、最終段階では、目的同位体に解離、イオン化、運動量変化などの物理化学的変化を生じさせることによって目的同位体を分離回収する技術であるために、これらような変化を容易に生じさせるためには、エネルギーの大きな光子の利用が必須となる。これから、高効率で高出力の短波長レーザの開発は、レーザを用いた同位体分離にとって非常に重要な項目となる。また、高効率に光子を用いるためには、発生したレーザ光の質が重要となる。ビームの質(スペクトル幅、横モード、広がり角など)が悪ければ、レーザ光は、効率よく利用することができない。このために、種々の同位体分離に必要な波長を高効率で発生できる可能性のある短波長レーザとして、金属蒸気を用いた短波長レーザの開発と発生したレーザビームの高品質化について茨城大学と動燃で共同に研究を行った結果について報告する。金属蒸気レーザとしては、高繰り返しの可視光を、単純な構造のレーザ管で発生できる金属ハロゲン化物を用いたレーザの高効率化について基礎的な研究を行った。また、レーザ光の高品位化については、回折の影響をのぞき伝播可能な、非回折光の発生について考察を行った。

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