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論文

超臨界領域で使用可能な高温高圧型水熱ホットプレス装置の開発

石山 孝; 馬場 恒孝; 三田村 久吉; 前田 敏克

廃棄物学会論文誌, 12(2), p.82 - 86, 2001/03

水の臨界点を超える領域での水熱固化反応を焼却灰の安定な固化体への転化に利用するため、黒鉛鉛パッキンの考案により、500$$^{circ}C$$,64MPa(630気圧)の条件で使用可能な水熱ホットプレス装置を開発した。この装置を用いて模擬焼却灰の固化実験によって、従来の水熱ホットプレスでは新たな鉱物相の形成が不十分であった固化体に比べて、高温高圧条件で作製した固化体では形成した新たな鉱物相の種類、量ともに顕著な改善が認められた。

論文

Grain size effect on tritium release from neutron irradiated beryllium

石塚 悦男; 河村 弘; 寺井 隆幸*; 田中 知*; 宇田 実*

Fusion Technology 1998, 2, p.1281 - 1284, 1998/00

結晶粒径の異なるベリリウムをヘリウム生成量が約1000appmとなるまでJMTRで中性子照射し、トリチウム放出率測定実験を実施して、トリチウム放出特性に及ぼす結晶粒界の影響を調べた。この結果、結晶粒径の大きい試料の見掛けの拡張係数は、結晶粒径の小さい試料より大きく、粒界にヘリウムバブルが生成しても変わらないことが明らかとなった。結晶粒径の小さい試料は、粒界のヘリウムバブル影響を大きく受け、低温ではトラップサイトとして働き、高温では連結等によりトリチウム放出速度を増加させることが明らかとなった。また、ヘリウムバブル連結の効果により、見掛けの拡散係数が2桁程度大きくなることが明らかとなった。

論文

核融合炉用プラズマ対向材料としての炭化ホウ素-炭素繊維複合セラミックスの開発,第3報; 電子ビーム照射及びJT-60プラズマ放電による耐熱性評価

神保 龍太郎*; 西堂 雅博; 中村 和幸; 秋場 真人; 鈴木 哲; 大楽 正幸; 中川 師夫*; 鈴木 康隆*; 千葉 秋雄*; 後藤 純孝*

日本セラミックス協会学術論文誌, 105(1228), p.1091 - 1098, 1997/12

 パーセンタイル:100(Materials Science, Ceramics)

C/C材の次の新プラズマ対向材料として、B$$_{4}$$Cと炭素繊維から成る複合セラミックスを、ホットプレス法で作り、試験片を冷却せずに、電子ビームとJT-60のプラズマ加熱による熱負荷試験を行って耐熱性を評価した。高熱伝導(640W/m・K)の縦糸と折れ難い高強度(3.5GPa)の横糸炭素繊維から成る平織り(布)を作り、B$$_{4}$$Cを含浸後、渦巻き状にして焼結した複合セラミックスでは、22MW/m$$^{2}$$(5秒)の電子ビーム照射により、表面が2500$$^{circ}$$Cになり、B$$_{4}$$Cが一部溶融しても、クラックは発生しなかった。同材料のタイルをJT-60のダイバータに設置し、中性粒子入射加熱(30MW,2秒)を含む15秒のプラズマ放電を572回繰返しても、局所的溶融は起るものの、クラックの発生は見られなかった。溶融は、表面がB$$_{4}$$Cの融点を越えたためで、ITERで予定されている水冷を行えば、避けられる見込みである。

報告書

低レベル放射性廃棄物の水熱固化に関する研究

福本 雅弘; 飯島 和毅; 牧野 鉄也; 林 晋一郎; 宮本 陽一; 中西 芳雄

PNC-TN8410 96-055, 147 Pages, 1996/02

PNC-TN8410-96-055.pdf:5.2MB

再処理施設から発生する低レベル放射性廃棄物を対象に、模擬廃棄物を用いた水熱固化試験を平成3年度から7年度にかけて実施した。本研究は、低レベル放射性廃棄物を減容性に優れ、所定の強度を有した安定な固化体とするために、固化母材を加えないか出来る限り少なくした水熱固化法の適用可能性を評価することを目的とする。試験は、 1)「廃シリカゲル」への適用を考えた、100mm$$phi$$の固化体作製用水熱固化装置を用いた水熱ホットプレス法によるシリカゲルの固化試験、 2)「低レベル濃縮廃液核種去スラッジ」への適用を考えた、100mm$$phi$$及び30mm$$phi$$の固化体作製用水熱固化装置を用いた水熱ホットプレス法による模擬低レベル濃縮廃液核種除去スラッジの固化試験及び低レベル濃縮廃液核種除去スラッジの主要成分である酸化鉄(Fe2O3)及びヨウ化銀(AgI)を対象にHIP装置を用いた水熱HIP法にようる固化試験、 3)「廃ヨウ素フィルター」への適用を考えた、30mm$$phi$$の固化体作製用装置を用いた水熱ホットプレス法にようるAgX、AgZ、AgSの固化試験等を行った。 1)シリカゲルの水熱ホットプレス法による固化試験の結果、添加剤としてBa(OH)2が有効であり、減容係数は1.32、一軸圧縮強度は105kg/cm2であった。 2)模擬低レベル濃縮廃液核種除去スラッジの水熱ホットプレス法による固化試験の結果、可溶性成分(NaNO3、NaNO2)のほとんどを絞り出し水側に分離でき、ヨウ化銀の絞り出し水への移行割合は0.2wt%未満であった。模擬低レベル濃縮廃液核種除去スラッジの減容係数は3.3、一軸圧縮強度は1014kg/cm2であった。また、酸化鉄及びヨウ化銀の水熱HIP法による固化試験の結果、酸化鉄の場合減容係数は5.2(固化体のかさ密度は3.7$$times$$10^3kg/m3)、ヨウ化銀の場合減容係数は1.4(固化体のかさ密度は4.9$$times$$10^3kg/m3)であった。 3)AgX、AgZ、AgSは、水のみ添加で水熱ホットプレス法により固化体を得られた。減容係数はそれぞれ3.08、1.78、2.03、一軸圧縮強度はそれぞれ944kg/cm2、208kg/cm2、533kg/cm2が得られた。AgXは水熱ホットプレス固化によって非晶質化した。

論文

Technical development of in-cell synroc fabricating apparatuses

松本 征一郎; 三田村 久吉; 相沢 作衛; 菊地 章

KAERI-NEMAC/TR-32/95, 0, p.199 - 209, 1995/00

$$alpha$$加速試験用試料として1.61wt%のキュリウム線源を添加したシンロックを作製するため、セル内仮焼装置とセル内ホットプレスを開発した。仮焼装置により、スラリー状のシンロック原料を750$$^{circ}$$Cで2時間仮焼し、良好な仮焼体を得た。この間のオフガス系への粉末飛散量は無視出来る量であった。出来た仮焼体から、1200$$^{circ}$$C、29MPa、2時間のホットプレスにより4個の良好なペレット状試料を作製した。ホットプレスから1ヶ月後に測定したこれらの試料間の密度のばらつきは0.07%以下と小さいものであった。さらに継続的な密度測定から、$$alpha$$崩壊線量の増加に伴って5000相当年のシンロックに1%の密度減少が生ずることが明らかとなった。

論文

Surface characterization of hot-pressed beryllium with X-ray photoelectron spectroscopy

石塚 悦男; 河村 弘; 芦田 完*; 松山 政夫*; 渡辺 国昭*; 安藤 弘栄; 二村 嘉明

Journal of Nuclear Materials, 191-194, p.183 - 185, 1992/00

ベリリウムはプラズマ対向材料として研究されており、JETにおいては、ベリリウムを第一壁に用いた不純物/粒子制御によりプラズマパラメータの大幅な改善が報告されている。このメカニズムを理解するには、プラズマの研究と同様に、材料特性を把握することは重要となる。これらの材料特性を把握するための第一段階として、真空加熱及び重水素打込みによるホットプレスベリリウムの表面の変化をX線光電子分光法によって調べた。この結果真空加熱では表面の洗浄化が観測され、重水素打込みでは表面の酸化が観測された。

報告書

ベリリウム中のトリチウム挙動実験,2; 反跳放出及び拡散挙動

石塚 悦男; 河村 弘; 須貝 宏行; 棚瀬 正和; 中田 宏勝

JAERI-M 90-013, 37 Pages, 1990/02

JAERI-M-90-013.pdf:1.19MB

ベリリウムは以前から各種研究炉において中性子反射材等として利用されてきたが、最近では核融合実験装置の中性子増倍材へも利用されようとしている。そこで、中性子照射によってヘリウムとトリチウムが同時に生成した原子力級ホットプレスベリリウムを用いてトリチウムの反跳放出及び拡散挙動を明らかにするための実験を行った。

論文

Retention of deuterium implanted in hot-pressed beryllium

河村 弘; 石塚 悦男; 相良 明男*; 鎌田 耕治*; 中田 宏勝; 斎藤 実; 二村 嘉明

Journal of Nuclear Materials, 176-177, p.661 - 665, 1990/00

 被引用回数:23 パーセンタイル:10.18

核融合炉において、ベリリウムは中性子増倍材や低Z被覆材として用いられようとしている。このような環境下においてベリリウムが使用される場合、ベリリウム中のトリチウムインベントリーが大きいか否か、すなわちトリチウムを保持しやすいか否かは、燃料のリサイクリング(トリチウム回収等)の観点から重要な事項になる。今回は、最も一般的な製作方法であるホットプレス法によって製作されたベリリウムに重水素を打ち込み、反跳粒子検出法によって求めたベリリウム中の重水素深さ分布及び加熱時の重水素保持特性について報告する。

報告書

ベリリウム中のトリチウム挙動実験,1; 中性子照射キャプセルの製作

河村 弘; 石塚 悦男; 松本 実喜夫*; 稲田 征二; 加藤 岑生; 瀬崎 勝二; 斎藤 実

JAERI-M 89-073, 52 Pages, 1989/06

JAERI-M-89-073.pdf:1.17MB

JMTRでは一次冷却水中のトリチウム濃度が原子炉運転に伴って増加する現象が観察されており、このトリチウムの発生源の1つとして炉心構成材であるベリリウム製反射体要素が注目されている。また、核融合炉ブランケット技術開発の一環として、中性子増倍材であるベリリウムの照射試験も計画されている。そこで、我々は、ベリリウム中のトリチウム挙動を正確に把握するために、反射体要素材の製造法であり、中性子増倍材の製造法と思われるホットプレス法により製造したベリリウムを照射試料とし、その照射試料をキャプセルに入れてJMTRで中性子照射を行なった。本報告書では、中性子照射キャプセルの製作の観点から、照射試料の仕様とキャプセル形状についてまとめるとともに、キャプセルを解体する上で把握しておく必要がある試料容器内のトリチウム量評価のために行なった試料容器のパンクチャー試験結果について述べる。

論文

Radiophase development in hot-pressed alkoxide-derived titanate ceramics for nuclear waste stabilization

F.J.Dickson*; 三田村 久吉; White, T. J.*

Journal of the American Ceramic Society, 72(6), p.1055 - 1059, 1989/06

 被引用回数:11 パーセンタイル:32.58(Materials Science, Ceramics)

ナトリウムを含むものと、含まないものとの二種類の高レベル廃棄物を、それぞれ10重量パーセント含んだ二種類のチタン酸塩セラミック固化体について、相成長へのホットプレス温度の影響を調べた。パイロクロア相が主相であった仮焼体を、27.6MPaでホットプレスしたところ、890~920$$^{circ}$$Cの温度範囲では、シュードブルッカイト相が準安定相として生成した。

論文

Microstructure of SYNROC

村上 隆

Nucl.Chem.Waste Manage., 5, p.269 - 278, 1985/00

三種の異なる方法、即ち、一軸性ホットプレス法(HUP)、等軸性ホットプレス法(HIP)、常圧焼結法(AS)によりシンロックを合成し、試料の組織及び廃棄物元素の構成鉱物への分配を透過電子顕微鏡法及び分析電子顕微鏡法により調べた。HUP,HIP試料では粒子($$<$$1$$mu$$m)が緻密に集合していた。ガラス相も生成していたが元素分析はできなかった。AS試料は粒子が大きく(1~20$$mu$$m)、HUP,HIPの組織よりporousであった。又、1$$mu$$m以上のガラス相が生成しており、その中には浸出し易い元素であるMo,Cs,Naが含まれていた。

報告書

天然ゼオライトによる高レベル廃棄物セラミック固化試験,1; 処理条件と添加剤の影響

馬場 恒孝; 田代 晋吾; 妹尾 宗明; 荒木 邦夫

JAERI-M 9193, 18 Pages, 1980/11

JAERI-M-9193.pdf:1.47MB

高レベル放射性廃棄物の代替固化法の1つとして、天然ゼオライト粉末を固化原料として用いたホットプレス法によるセラミック固化試験を実施し、次の結果を得た。(1)天然ゼオライトを模擬高レベル廃棄物仮焼体の混合粉体をホットプレスを用いて固化する際の条件として、処理温度、950$$^{circ}$$C、処理圧力、150kg/cm$$^{2}$$、廃棄物配合比30wt%を決め、この条件で、密度2.80g/cm$$^{3}$$、熱伝導率1.22kcal/mh$$^{circ}$$C、Cs浸出率、0.059wt%/hの緻密なセラミック固化体の得られることがわかった。(2)物性改良を目的とした添加剤の検討の結果、SiO$$_{2}$$についてはほとんど効果がなく、Al$$_{2}$$O$$_{3}$$の5.0wt%添加で効果が大きいことがわかった。その固化体の密度は、2.87g/cm$$^{3}$$、熱伝導率は1.43Kcal/mh$$^{circ}$$C、Cs浸出率は0.027wt%/hである。

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