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報告書

NUCEF燃料調製設備におけるウラン燃料溶解

梅田 幹; 阿見 則男*; 杉川 進; 井沢 直樹

JAERI-Tech 95-038, 44 Pages, 1995/07

JAERI-Tech-95-038.pdf:1.07MB

NUCEFに設置されている臨界実験装置(STACY及びTRACY)では、10%濃縮ウランの硝酸溶液燃料を使用する。この溶液燃料150kgUを調製するために、ペレット単位のビーカー規模での溶解基礎試験、実機溶解槽を用いた溶解特性試験を行い、その後に溶解運転を行った。本報では、これら溶解基礎試験、溶解特性試験及び溶解運転の結果について報告する。溶解基礎試験では、穏やかに反応が進み硝酸濃度が最終的に低くなることを考慮して温度80$$^{circ}$$C、初期硝酸濃度7Mの溶解条件を選定した。溶解特性試験からは、昇温は徐々に行う必要があること及び運転時間は8時間という運転条件を選定した。これらの溶解運転条件により、その後の溶解運転は順調に行うことができた。また、溶解運転より不溶解性残さの液移送時間に与える影響やNOxの挙動等の知見が得られた。

報告書

レーザアブレーション-ICP発光分光分析法に関する文献調査報告-

長谷 文昌; 青瀬 晋一; 菅沼 隆; 岡本 文敏; 富樫 昭夫

PNC-TN8420 93-014, 25 Pages, 1993/08

PNC-TN8420-93-014.pdf:3.02MB

ホットセル内における分析作業の迅速化、省力化及び廃棄物の低減化を図るために、固体試料を溶解等の前処理操作を行わずに直接分析する技術として、レーザアブレーション法を試料導入系に用いたICP発光分光分析装置の開発を進めている。この分析法は、固体試料表面にレーザ光を照射し、試料をエアロゾルとして固体から脱離放出させ、これをICPに導入して目的元素の発光強度を測定する分析法である。分析対象としては、ガラス固化体、不溶解性残さ及びハル付着物等の固体試料分析に適用する予定である。 本技術資料は、ホットセル内用のレーザアブレーション-ICP発光分光分析装置を今後、効率的に開発するため、装置の構成条件及び分析条件(レーザ出力、キャリアガス流量等)について文献調査を行った結果を纏めたものである。

報告書

高速炉燃料リサイクル試験-不溶解残渣に関する研究

算用子 裕孝; 坂井 敏幸*; 菊池 憲治; 豊田 修; 根本 慎一; 富樫 昭夫

PNC-TN8410 93-080, 53 Pages, 1993/03

PNC-TN8410-93-080.pdf:3.86MB

CPFでは,昭和57年以来,主として高速実験炉「常陽」の照射済燃料を用い,溶解から抽出プロセスにかかわるホット試験を実施してきた。本報告書では,これら試験のうち溶解試験で回収された残渣に着目し,以下に示す項目についてまとめた。なお,これらの結果は,3.5M$$sim$$8.7Mの硝酸濃度,70$$^{circ}C$$$$sim$$115$$^{circ}C$$の溶解温度および4時間$$sim$$27時間の溶解条件のもとで得られたものである。1.不溶解残渣の形状および粒径分布残渣粒径は燃焼度により若干の差があり,燃焼度の上昇に伴い大きくなる傾向がある。また,1.2$$mu$$m以下の粒子のほとんどは液中に浮遊しており,これは発生した総残渣重量に対して約10w/oに相当することが分かった。2.残渣発生量不溶解残渣発生量として回収残渣重量に対する溶解前の初期Mox重量の比で評価した結果,Pu富化度の上昇に伴い残渣発生量の増加が見られる。ただし,燃焼度の違いによる発生量の関係は,今回の試験範囲内では見出されなかった。3.組成およびPu含有量残渣の主成分は,Mo,Pd,Ru,RhおよびTcであり,燃料の種類にかかわらず同じ成分である。また,Pu含有量は,溶解前の初期Pu量に対して0.01$$sim$$0.09%が検出された以上,残渣発生量やPu含有量は燃料の製造条件(Pu富化度)および溶解条件等により異なり,8M程度の硝酸濃度ではMox重量の0.23%(Pu富化度18%)および0.5$$sim$$1.4%(Pu富化度30%)の残渣が発生するが,Pu含有量としては初期Pu重量の0.01$$sim$$0.09%程度と微量である。一方,組成についてはMo,Pd,Ru,RhおよびTcが主であり,既往文献と一致していることが確認できた。

報告書

捨石堆積場周辺のラドン濃度に関する研究(2)

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PNC-TJ1615 91-002, 14 Pages, 1991/03

PNC-TJ1615-91-002.pdf:1.89MB

1990年のICRPの新勧告にも書かれているように、ウラン鉱山に関係する諸施設から直接又は間接的に排出されるラドンに対する適切な対応が求められている。ウラン鉱石からウランをとり出した残りの廃さい中にはもともと存在したウランに見合うラジウムが含まれているうえ、ウラン抽出時に物理的・科学的な処理が加えられているため、細表面積が大きくラドンが発生し易い。そのため廃さいの処理が最も問題にされている。通常これらは地中に埋められているが、浅い位置に埋めた場合には、ラドンが地表に達するまでの間に充分減衰せず大気中に解放されることもある。土壌中のラドンの伝播は簡単な拡散モデルで表すことができる。それによると、土壌中のラドン濃度は地表に向かって指数関数的に減少し、地表に向っての移動距離を$$chi$$とするとexp(-√$$lambda$$/D・$$chi$$)の形になる。ここで$$lambda$$はラドンの壊変定数、Dは見かけの拡散係数である。以前人形峠での実測データにもとずき拡散係数Dは密に踏み固めた粘質性の土壌の場合、2.4$$times$$10-3cm2/S、で機械的に圧延された通常の土壌の場合、6.0$$times$$10-3cm2/S、と推定した。$$lambda$$は、2.098$$times$$10-6S-1なので厚さ2mの場合、前者ならば2.70$$times$$10-3、後者ならば2.38$$times$$10-2、また3mではそれぞれ1.41$$times$$10-4、3.66$$times$$10-3までラドンの土壌中の濃度を減少せしめることになる。通常埋める土壌の厚さを3m以上にするとされているが、土壌の質や工事の方法によって著るしい差があることがわかる。このことより地表面から解放されるラドンの量は一様ではなく局地的にかなりの差があるばかりでなく経年的にも変化することが予想される。地表からのラドンの解放量は土壌表面のラドン濃度傾度と拡散係数の積となるのでD$$times$$d/d$$chi$$(exp(-√$$lambda$$/D・$$chi$$))=√$$lambda$$・D・exp(-√$$lambda$$/D$$chi$$d)$$chi$$=$$chi$$dに比例することになる。ここで、$$chi$$dは埋めた土壌の厚さである。従って地表面からのラドン解放量は拡散係数Dによって大きく変ることが予想される。例えば前記の2mの場合はDの大少によって$$sim$$14倍、3mの場合は$$sim$$41倍の差となる。

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