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論文

Research on activation assessment of a reactor structural materials for decommissioning, 2

関 美沙紀; 石川 幸治*; 佐野 忠史*; 永田 寛; 大塚 薫; 大森 崇純; 花川 裕規; 井手 広史; 土谷 邦彦; 藤原 靖幸*; et al.

KURNS Progress Report 2019, P. 279, 2020/08

JMTR施設の廃止措置を進めるにあたり、多くの放射性廃棄物が発生するが、これらはドラム缶等に格納し、コンクリートを充填して、廃棄体とする計画である。しかし、アルミニウムは、コンクリートと反応し水素ガスが発生し、廃棄体を破損することが懸念されている。本研究は、これまで行ってきた湿式法によるアルミニウムの安定化処理法の溶液pHの最適条件を求めることを目的とした。JMTRで多く使用されている2種類のアルミニウム試料を準備し、KURで照射した後、強塩基であるNaOHに溶解した。溶解液をろ過した後、中和処理をしてpH=5$$sim$$11にてAl(OH)$$_{3}$$を生成した。それぞれの工程で得た残差及び溶液は放射化分析を行った。この結果、pH=7, 9にてAl全量の固体としての回収が可能であることが分かった。また、廃液中にはCr-51及びNa-24が含まれることが分かった。Cr-51は全ての条件にて同等の回収率であった。一方でNa-24は中和の際に生成されるNaCl量が相対的に多いことから、溶液中のNa-24が増加したと考えられる。

論文

保障措置環境試料分析法の開発状況

間柄 正明; 臼田 重和; 桜井 聡; 渡部 和男; 江坂 文孝; 平山 文夫; Lee, C. G.; 安田 健一郎; 河野 信昭; 伊奈川 潤; et al.

第26回核物質管理学会(INMM)日本支部年次大会論文集, p.157 - 164, 2005/00

原研では、国内及び国際保障措置制度の堅持に貢献するため、環境試料分析のための極微量核物質の分析法を開発している。スワイプ試料の基本技術(バルク及びパーティクル分析)については開発を終了し、2003年にIAEAからネットワーク分析所として認証された。現在、国内試料の分析を行うとともにIAEAネットワーク分析所の一員として活動している。さらに、分析適応範囲を広げるとともに精度の向上を図るため、新たな分析法の開発を進めている。バルク分析については、分子イオンの生成を抑えるための化学分離法及び測定法を検討している。パーティクル分析法については、二次イオン質量分析法を用いたマイナーアクチノイドの分析やフィッショントラック-表面電離型質量分析法(FT-TIMS)を開発している。また、蛍光エックス線を用いたスクリーニング法の開発も開始したので、概要と現状について報告する。

論文

Current status and newly introduced analytical techniques for safeguards environmental samples at JAERI

間柄 正明; 臼田 重和; 桜井 聡; 渡部 和男; 江坂 文孝; 平山 文夫; Lee, C. G.; 安田 健一郎; 河野 信昭; 伊奈川 潤; et al.

Proceedings of INMM 46th Annual Meeting (CD-ROM), 8 Pages, 2005/00

原研では、国際保障措置制度の堅持に貢献するため、環境試料分析のための極微量核物質の分析法を開発している。スワイプ試料のバルク及びパーティクル分析の基本技術については開発を終了し、2003年にIAEAからIAEAネットワーク分析所として認証され、現在ネットワーク分析所の一員として活動している。今回、マイナーアクチノイドや核分裂生成物,フィッショントラック法を用いたパーティクル分析法の開発を行い、ICP-TOFMAを使った効率的なパーティクル分析法,蛍光エックス線を用いたスクリーニング法の開発を開始したので、その概要と現状について報告する。

報告書

RI・研究所等廃棄物の埋設処分における安全評価上重要核種の選定,2; 原子炉施設及び照射後試験施設から発生した廃棄物の核種分析手法の検討

浅井 志保; 坂井 章浩; 吉森 道郎; 木原 伸二

JAERI-Tech 2003-071, 46 Pages, 2003/08

JAERI-Tech-2003-071.pdf:4.31MB

RI・研究所等廃棄物処分の放射能インベントリー調査において、実廃棄物を対象とした放射化学分析により、計算・記録により求めた核種組成比の検証を行うため、原子炉施設及び照射後試験施設から発生した廃棄物を対象として、RI・研究所等廃棄物の核種組成比にかかる特徴を考慮した分析スキームを検討した。本分析法は、分離工程を合理化するものであるが、$$^{59}$$Ni及び$$^{238}$$Uのような組成比の小さい核種を含む全ての核種について相対誤差が数$$sim$$10%程度で定量値が得られ、かつ各分離系統における回収率がおおむね良好であった。これらの結果から、検討した分析スキームは、原子炉施設及び照射後試験施設から発生する廃棄物の放射化学分析法として簡便かつ妥当であることを確認した。

論文

Application of multidimensional spectrum analysis for neutron activation analysis

初川 雄一; 大島 真澄; 早川 岳人; 藤 暢輔; 篠原 伸夫

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 248(1), p.121 - 124, 2001/04

 被引用回数:6 パーセンタイル:53.46

原子核分光において用いられている多重$$gamma$$線分析法を放射化分析に応用することにより得られた成果を報告する。一般に中性子放射化分析法では主要成分からの$$gamma$$線が妨害となって微量成分からの微弱な$$gamma$$線を同時に測定することは困難である。そこで多くの場合、化学分離等の検出を行うことにより主要成分の影響を除いて微量成分の検出を行うが、そのために手間と時間がかかりさらに分離過程において誤差が生じる恐れがある。本研究室では多重$$gamma$$線測定から2次元マトリクスを作り26元素の非破壊同時定量に成功した。

報告書

光(レーザ)の量子化学的効果と応用に関する基礎研究(平成8年度東工大-動燃共同研究報告書)

和田 幸男; 佛坂 裕泰*; 佐々木 聡; 冨安 博*

PNC-TY8607 97-002, 158 Pages, 1997/05

PNC-TY8607-97-002.pdf:3.2MB

本報告書は、平成4年から東京工業大学原子炉工学研究所の富安研究室と動燃事業団先端技術開発室とで継続的に進めている、光化学研究に関する平成8年度共同研究成果報告書である。本年度は昨年度に引き続き、アクチノイドおよびランタノイド元素の光化学分離および光励起量子効果利用に関する基礎研究を分担して行った。その結果、3M硝酸溶液中のPuおよびNpを光化学的に原子価調整し、TBP溶媒中に共抽出した後、選択的にNpだけを再び同じ3M硝酸溶液中に戻す、光化学逆抽出技術の原理実証に成功した。また、アクチノイドおよびランタニノイド元素の光化学的分離手段として可能性のある、これらの元素の大環状配位子錯体を用いた光励起一反応挙動実験を行った。その結果、多種類のLn3+を含む水溶液中の特定のLn3+錯体に固有な光吸収波長の光を照射することにより、そのLn3+を選択的に分離することが可能であると結論された。また、Cm3+の模擬物質として用いたEu3+に関する知見では、Eu3+と同程度の励起寿命と遥かに大きなモル吸光係数を持つCm3+に対しても適用可能であると推定された。

論文

Highly asymmetric mass division in low-energy proton-induced fission of $$^{232}$$Th and $$^{244}$$Pu

塚田 和明; 篠原 伸夫; 西中 一朗; 市川 進一; 永目 諭一郎; 末木 啓介*; 小林 貴之*; 中原 弘道*; 谷川 勝至*; 大槻 勤*

Radiochimica Acta, 76(4), p.173 - 180, 1997/00

$$^{232}$$Thおよび$$^{244}$$Puの陽子誘起核分裂によって生成する希土類元素領域の励起関数と質量分布を入射エネルギー9~16MeVの範囲で測定した。対象とした領域は主に核分裂の際の分裂比が1:2程度までで半減期10分以上の核種であり、全核分裂片から自動制御されたイオン交換分離装置で迅速に分離し定量にした。$$^{244}$$Puの実験系では測定できたどの質量領域においても同様な励起関数が得られたが、$$^{232}$$Thの実験系においては典型的な非対称質量分割で生成する領域(質量数140程度)と高い非対称質量分割で生成する領域(質量数150以上)で異なる傾向を持つ励起関数が得られた。$$^{232}$$Thの実験系におけるこの高い非対称性をもった領域は、中性子数50の閉殻が関与すると考えられる軽い分裂片の対になる領域であり、この励起関数にこのような閉殻の影響が反映されたと考えられる。

論文

超アクチノイド元素の化学

篠原 伸夫; 臼田 重和

日本原子力学会誌, 37(10), p.907 - 913, 1995/00

 被引用回数:0 パーセンタイル:100(Nuclear Science & Technology)

超アクチノイド元素の化学的性質を解明する研究は、合成できる核種が極めて短寿命でかつ微量であるため、迅速分離装置を使った数個程度の原子を対象とする化学であり、超アクチノイド元素に周期律が適用できるか、相対論的効果はあるか、通常の化学と違うのか等々の興味ある分野である。本稿では、オンライン化学分離手法や104番及び105番元素の化学的性質を中心に解説した。

報告書

GLOBAL'93将来の原子力システム国際会議(米国シアトル,1993年9月12日$$sim$$17日)報告書 'GLOBAL'93Future Nuclear Systems;Emerging Fuel Cycles &Waste Disposal Options'

若林 利男; 佐藤 宗一; 野村 和則*; 高下 浩文*; 鷲谷 忠博*; 小泉 益通

PNC-TN1600 93-004, 119 Pages, 1993/11

PNC-TN1600-93-004.pdf:8.23MB

米国原子力学会主催の「GLOBAL'93 将来の原子力システム国際会議(International Conference on Future Nuclear System:Emerging Fuel Cycles & Waste Disposal Options)」が、1993年9月12日から17日まで、米国シアトルで開催された。今回の会議は、使用済み燃料の化学分離と分離された核のリサイクルを考慮した核燃料サイクルに関する、国際的情報交換の場として設定された第1回目のものであった。GLOBAL会議のスコープには、化学分離、消滅処理物理、ターゲット工学、廃棄物の処理処分、革新的消滅処理概念、トータル原子力システムの可能性等の技術的、制度的情報が含まれていた。また、今回の会議では、核不拡散政策と将来の核燃料サイクルにおける課題とともに、冷戦終結に伴う核兵器解体核物質の処分についても討議された。本会議の参加者は約470名、発表論文は約220編に及んだ。会議は、全体セッションと技術セッションにわかれ、全体セッションについは7回開催され、各国代表者の講演、討論等が行われた。技術セッションは、24の口頭発表セッションと5つのポスターセッションが開かれた。動燃からは13名が参加し、4件の論文を発表し、2つの技術セッションの議長を務めた。また、Exhibitionには日本から唯一動燃が出展し、注目を浴びた。全体会議及び最終日に行われた総括討論をまとめると以下のようになる。・今後のエネルギー需要増大(特に開発途上国)、CO/SUB2問題を考えると原子力エネルギーの利用は地球的規模で必要である。・第2の原子力時代に向かうためには、廃棄物処理、Pu処分、PA、安全性、核不拡散、競争力の強化(石炭火力、天然ガスとの)が課題となる。・マン.パワーの低下、新しいものへの投資が難しくなっている現在、上記課題を解決するために国際協力が不可決である。・高速炉については、MA、Pu燃焼等より幅の広い可能性を追求すべきである。・核兵器Puの処分は国際的な問題であり、GLOBAL'95(フランスで1995年秋開催予定)で国際的リーダーシップをとる委員会を設置することを提案する。

報告書

長半減期放射性核種の定量法に関する調査研究

not registered

PNC-TJ1545 93-004, 122 Pages, 1993/03

PNC-TJ1545-93-004.pdf:4.76MB

本報告は、本邦での核燃料サイクル施設の本格的稼働を間近に控えたこの時期において、環境中での核燃料サイクルとも関連した長半減期放射性核種の分析定量法を調査した結果をとりまとめたものである。各核種につき既に汎用化されている従来法はもとより、放射能測定を伴わない質量分析器を最終検出器とする最新の分析定量法についても、サーベイした。また、幾つかの核種については、分析対象物質毎に試料の前処理を詳しく記述し、実際の分析に役立つよう配慮した。

論文

2.2,迅速化学分離法; オンライン化学分離法

臼田 重和

第4版実験化学講座,14; 核・放射線, p.124 - 140, 1992/00

重イオン加速器や原子炉を用いて核反応により合成される短寿命核種のオンライン迅速化学分離法とその最新の装置について、分離例を交えながら解説した。まず、反応生成物を照射チェンバーから化学分離装置まで迅速かつ連続に輸送する手段として最も有効なガスジェット法について述べた。次に、SISAKシステムで代表される連続溶媒抽出法、化学的性質が類似した元素の分離に使われる高速液体クロマトグラフィ、揮発性の化学種の分離に用いられる気相化学分離法(サーモクロマトグラフィ、ガスクロマトグラフィ)について、世界の主なオンライン化学分離システムを例に記述した。化学分離法は、目的の反応生成物の化学的性質を解明することができるばかりでなく、物理的分離法に比べ選択性に優れる・回収率が大きい・定量的である・種々の測定手段に対応できる等の利点を有する。

報告書

発光分光分析法による核燃料中の金属不純物元素の定量の現状; 調査報告書

半田 宗男; 平田 勝; 塩沢 憲一; 福島 奨

JAERI-M 90-015, 134 Pages, 1990/02

JAERI-M-90-015.pdf:3.28MB

発光分光法による核燃料中の金属不純物の定量の現状について調査した。発光分光法の開発の経緯、Pu用分析装置、核燃料中の金属不純物の許容濃度についてはじめに解説した。続いて、担体蒸留法-直流アーク(DCA)分光法(AES)によるU及びPu系燃料中の金属不純物の定量、化学分離、DCA-AESによる希土類元素の定量について概説した。また、誘導結合プラズマ(ICP)-AESによるTRUの定量及び金属不純物の定量について詳説した。さらに、各種微量分析法の検出下限値について、最新のレーザ励起-蛍光分析(LIF)及びレーザ励起-加速イオン化法(LEI)を含めて比較討論を行った。最後に大洗研燃料研究棟に整備したDCA-ICP-AESを利用した実験計画について紹介した。

論文

Radiochemical investigation of transuranium nuclides produced by heavy ion reactions

篠原 伸夫

JINR-D7-90-142, p.70 - 83, 1990/00

ソ連(ドブナ)で開催されるドブナ合同原子核研究所主催の重イオン物理に関する国際会議(平成元年10月3日~12日)に出席し、上記標題について研究発表を行う。ここでは、原研タンデム加速器を用いた短寿命超ウラン元素核種の生成及び生成核の壊変に関する研究成果を発表する。

口頭

放射性物質・金属に対する革新的な化学分離技術"エマルションフロー法"

長縄 弘親

no journal, , 

バックエンド研究開発部門からの依頼を受け、六ヶ所・核燃料サイクルセミナーにて発表する。放射性物質・金属に対する革新的な化学分離技術であるエマルションフロー法について、その原理と特徴、他の技術との比較、実用例、今後の展望等について紹介する。

口頭

放射性核種の質量分析とその前処理方法

浅井 志保; 斎藤 恭一*

no journal, , 

ICP-MSは、放射性核種分析において種々の放射線計測器と並ぶ主力装置となっている。しかしながら、分析試料中に、測定目的核種(同位体)のスペクトルを干渉する元素が共存する場合には、化学分離によってそれらを除去する必要がある。特に放射能を多量に含む試料を扱う際には、化学分離工程は可能な限り単純で迅速であることが望ましい。そこで本研究では、放射性核種の前処理分離を効率化する小型の分離カートリッジを開発した。このカートリッジには、円柱状に切り出した多孔性高分子材料(0.08cm$$^{3}$$)が充填されている。この高分子材料の細孔表面には、官能基をもつ高分子鎖が均質かつ高密度に結合してある。分離対象核種の化学的性質に応じて様々な官能基を高分子鎖に導入できることから、幅広いニーズに対応可能である。また、溶液中のイオンが高分子鎖中の官能基まで短時間で移動でき、高流量でも高回収率を維持できる。講演では、放射性核種測定のための前処理に特徴的な課題について説明するとともに、開発したカートリッジを長寿命核種の質量分析のための前処理分離に適用した例について紹介する。

口頭

熱分離法を用いたがん治療用$$^{67}$$Cu製造分離法の開発

太田 朗生*; 川端 方子*; 本石 章司*; 佐伯 秀也*; 橋本 和幸*; 塚田 和明; 初川 雄一*; 永井 泰樹*

no journal, , 

診断も可能ながん治療用RIとして着目されている$$^{67}$$Cuは大量製造が難しいため、研究開発が遅れている。我々は$$^{67}$$Cuの大量製造を目指し、加速器中性子を用いて$$^{68}$$Znから$$^{67}$$Cuを製造し、湿式法によってZnとCuの分離・精製を行ってきた。しかし、湿式法では処理するZnの量が増えるに伴い、化学処理に要する時間が増える。そこで、蒸気圧の差を利用した熱分離法を用いてZnとCuの分離時間の短縮を目的とした製造方法の開発を行った。

口頭

放射性アルミニウム廃棄物の安定化処理方法の検討,2; 安定化処理工程における不純物除去特性

関 美沙紀; 石川 幸治*; 藤原 靖幸*; 佐野 忠史*; 永田 寛; 大塚 薫; 大森 崇純; 井手 広史; 堀 順一*; 土谷 邦彦

no journal, , 

金属アルミニウム(Al)は、その化学的性質上アルカリ性物質と接触すると水素ガスが発生し、保管施設等の安全な管理や固化体の健全性に影響を及ぼすことから難廃棄物とされている。本研究では、JMTRのAl中性子反射体の廃棄体の作製を目的とし、Al安定化処理技術として湿式法に着目し、放射化したAl試験片を用いて、各工程における放射性核種の化学的挙動を調べた。JMTRの反射体で用いられているA6061材を京都大学研究用原子炉(KUR)の圧気輸送管(Pn-2)にて、熱中性子束密度2.8$$times$$10$$^{13}$$ n/cm $$^{2}$$s$$^{-1}$$、時間10-20分中性子照射し、各工程終了後にゲルマニウム半導体検出器を用いて放射能測定を行った。その結果、Fe-59及びCr-51はNaOHに不溶であることから、溶解後の不溶残渣の除去工程でAlから容易に分離できた。また、Al合金中に含まれる極微量のウランの核分裂で生成するLa-140及びSr-85は不溶残渣としてFe-59等と同様に分離できることから、廃棄体の低レベル化が可能であること示唆された。

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