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報告書

MA回収プロセスにおける物質移動係数評価試験; 単一液滴法を用いた評価

坂本 淳志; 木部 智*; 川野邊 一則*; 藤咲 和彦*; 佐野 雄一; 竹内 正行; 鈴木 英哉*; 津幡 靖宏; 伴 康俊; 松村 達郎

JAEA-Research 2021-003, 30 Pages, 2021/06

JAEA-Research-2021-003.pdf:1.81MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)では、使用済核燃料溶解液中からマイナーアクチノイド(以下、「MA」という)を回収するプロセスの一つとして、SELECTプロセスの適用が検討されている。SELECTプロセスでは従来から用いられてきたリン(P)系の抽出剤ではなく、炭素(C),水素(H),酸素(O),窒素(N)といった非リン系のみで構成される新たな抽出剤を開発し、その適用検討を進めているところである。その中でMA・ランタノイド(以下、「Ln」という)を一括回収するための抽出剤として$$N,N,N',N'$$-tetradodecyldiglycolamide(テトラドデシルジグリコールアミド(以下、「TDdDGA」という))、MA/Lnを相互分離するための抽出剤として$$N,N,N',N',N",N"$$-hexaoctylnitrilotriacetamide(ヘキサオクチルNTAアミド(以下、「HONTA」という))、Am/Cmを相互分離するための抽出剤としてAlkyl diamide amine(アルキルジアミドアミン(ADAAM))を用いたフローシートの構築を進めている。本試験では、SELECTプロセスにおいてラフィネート中からMA及びLnを回収するためのTDdDGA及びHONTAを対象に、フローシートを構築する上で必要となる物質移動係数の取得を単一液滴法により進めた。単一液滴法により物質移動係数を評価するに当たっては、あらかじめ装置の形状変更等の改良を重ねた上で試験的な評価を実施し、既報値と同様な物質移動係数値が得られることを確認した。また、取得したTDdDGAの物質移動係数を用いることで、これまでにmixer-settlers(ミキサセトラ(MS))やcentrifugal contactors(遠心抽出器(CC))を用いて実施してきた連続多段試験結果の妥当性についても評価することがdできた。さらに、HONTAに関しても評価を行い、10$$^{-6}$$m/s以下の低い物質移動係数を有することが明らかとなった。

論文

Study on chemisorption model of cesium hydroxide onto stainless steel type 304

中島 邦久; 西岡 俊一郎; 鈴木 恵理子; 逢坂 正彦

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 8 Pages, 2019/05

軽水炉シビアアクシデント時、ステンレス鋼(SS304)に化学吸着したセシウム量を推定するために、セシウム化学吸着モデルが構築されている。しかし、既存の化学吸着モデルは、実験結果をうまく再現することができていない。本研究では、化学反応を伴う気液系の物質移動理論(浸透説)を用いて既存モデルを修正することで、気相中の水酸化セシウム濃度やSS304中のケイ素濃度の影響を考慮したモデルを構築した。その結果、既存モデルを用いた場合よりも、本研究で得られた修正モデルの方が、実験データをより正確に再現できることが分かった。

論文

Environmental research on uranium at the Ningyo-Toge Environmental Engineering Center, JAEA

佐藤 和彦; 八木 直人; 中桐 俊男

Proceedings of 27th International Conference on Nuclear Engineering (ICONE-27) (Internet), 6 Pages, 2019/05

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターは、2016年にウランと環境研究プラットフォームを公表し、その新しいコンセプトのもとにウラン廃棄物の処理処分に係る研究の一環として環境研究を開始した。環境研究は、廃棄物に含まれる主要な放射性元素であるウランの特徴を基に、環境中での分布及び挙動に関連する5つのテーマから構成される。環境研究の背景及び各研究テーマの状況について報告する。

報告書

土岐花崗岩のブロックサンプルを用いた拡散試験

濱 克宏; 岩崎 理代*; 森川 佳太*

JAEA-Technology 2017-015, 45 Pages, 2017/07

JAEA-Technology-2017-015.pdf:16.57MB

日本原子力研究開発機構では、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究(地層科学研究)の一環として、結晶質岩(花崗岩)を対象とした超深地層研究所計画を岐阜県瑞浪市において進めている。物質移動に関する調査研究では、研究坑道周辺の数mから100m程度のブロックスケールを対象にして、岩盤中の物質移動に関わる現象の理解を進めつつ、物質移動に関わるパラメータ値の測定技術および物質移動に関わるモデル化・解析・評価技術を体系的に整備することを目標として実施している。岩石中の微視的な構造が物質移動に果たす役割を評価することを目的として、岩石ブロックサンプル(30cm$$times$$30cm$$times$$20cm)を用いた拡散試験を実施した。拡散試験実施後の岩石ブロックサンプルを切断し、試験後の岩石中でのトレーサーとして添加したウラニンの分布を観察した。その結果、石英などの鉱物では、鉱物粒界や粒内割れ目にウラニンが認められ、一方、特定の鉱物(斜長石)では鉱山物内部にウラニンの分布が確認された。このことは、微小空隙の分布や鉱物分布がウラニンの拡散に影響を与えていることを示すと考えられる。

報告書

物質移動に関わるパラメータ値の取得

岩崎 理代*; 濱 克宏; 森川 佳太*; 細谷 真一*

JAEA-Technology 2016-037, 62 Pages, 2017/02

JAEA-Technology-2016-037.pdf:8.69MB

超深地層研究所計画における物質移動に関する調査研究は、研究坑道周辺の数mから100m程度のブロックスケールを対象にして、岩盤中の物質移動に関わる現象の理解を進めつつ、物質移動に関わるパラメータ値の測定技術および物質移動に関わるモデル化、解析、評価技術を体系的に整備することを目標として実施している。物質移動に関する調査研究の一環として、割れ目の地質学的特徴と物質移動に関するパラメータ値の関係の把握を目的とした試験を行った。本報告書は、これらの試験結果について取りまとめたものである。

報告書

ウラン系列・トリウム系列核種を利用した土岐花崗岩中における物質移動評価、既存データの収集・整理

濱 克宏

JAEA-Data/Code 2016-006, 23 Pages, 2016/07

JAEA-Data-Code-2016-006.pdf:1.6MB

日本原子力研究開発機構東濃地科学センターでは、地層処分技術に関する研究開発のうち深地層の科学的研究の一環として、結晶質岩を主な対象とした超深地層研究所計画を進めている。超深地層研究所計画は、地表からの調査予測研究段階、研究坑道の掘削を伴う研究段階、研究坑道を利用した研究段階の3段階からなる計画である。本稿では、第3段階の調査研究として進めている岩盤中の物質移動研究に関する研究について、岩盤中に存在する天然のウラン系列核種およびトリウム系列核種に関する既存のデータをコンパイルするとともに、これらデータを利用して、物質の移動特性の評価を試みた。

報告書

荷電粒子・RI利用にかかわる解析研究と今後の課題

荷電粒子・RI利用解析検討委員会ワーキンググループ

JAERI-Review 2003-008, 42 Pages, 2003/03

JAERI-Review-2003-008.pdf:3.12MB

平成15年度を目途に設置を目指している「放射線利用理論解析グループ」について、その放射線利用研究分野における位置付け,本解析グループが進めていく研究と、これまで高崎研において行なわれてきた解析研究とのかかわりなどについてまとめる。これまで実験的手法を用いて生み出されてきた多くの実用的成果を活用し発展させるために、まず、荷電粒子の物質への反応過程や放射線照射効果などの解析から、中核的要素のみを抽出し単純化したモデルを構築する。そして、そのモデルに基づいて理論解析を進め、導出された計算結果を実験系へフィードバックし検証実験等をすることによって、構築したモデルの妥当性を検証する。最終的には、得られた特定の系に関するモデルを汎用化・普遍化させることにより、汎用理論化を推し進め、他の系への応用、延いては新技術開発の促進を目指すものである。

報告書

海外の地下研究施設における研究内容の調査および研究課題の整理

本間 信之*; 棚井 憲治; 長谷川 宏*

JNC TN8420 2001-007, 86 Pages, 2002/02

JNC-TN8420-2001-007.pdf:6.04MB

本稿では、今後の幌延深地層研究センターにおける地下研究施設計画に反映することを目的として、海外の地層処分プロジェクトを対象に、その計画や実施中の試験などについて調査を行った。調査対象には、幌延計画への反映を考慮し、堆積岩系や沿岸部の地質環境における次のプロジェクトを選んだ。・スイス Mt.Terri Project(オパリナス粘土(頁岩))・フランス Bure URL(粘土質岩)・ベルギー Mol(ブーム粘土)・スウェーデン Aspo Hard Rock Laboratory(HRL)(花崗岩:沿岸部)・英国 Sellafield Rock Characterization Facility(RCF)(火山岩:沿岸部) 調査では特に人工バリア性能、施設設計施工、支保工、搬送定置、閉鎖などに関わる情報を幅広く収集した。これらの情報に基づき、個別の調査試験の目的、内容、成果について整理するとともに、調査試験の目的、反映先、相互の関連、実施順序などから、地下研究施設全体での戦略やねらい、流れなどを整理した。

報告書

東濃鉱山における調査試験研究 年度計画書(平成12年度)

松井 裕哉; 濱 克宏; 太田 久仁雄; 齊藤 宏; 杉原 弘造

JNC TN7410 2000-004, 16 Pages, 2000/04

JNC-TN7410-2000-004.pdf:0.5MB

None

報告書

超深地層研究所計画 -地表からの調査予測研究段階計画- 平成12$$sim$$14年度計画書

小出 馨; 中野 勝志; 太田 久仁雄; 杉原 弘造; 天野 格; 齊藤 宏; 竹内 真司

JNC TN7410 2000-001, 56 Pages, 2000/04

JNC-TN7410-2000-001.pdf:2.6MB

None

報告書

地層処分研究開発第2次取りまとめ; 第2ドラフト, 分冊1, 地質環境条件の調査研究

増田 純男; 梅木 博之; 清水 和彦; 宮原 要; 内藤 守正; 長谷川 宏; 牧野 仁史

JNC TN1400 99-007, 497 Pages, 1999/04

JNC-TN1400-99-007.pdf:26.32MB

核燃料サイクル開発機構(以下,サイクル機構)では,平成9年4月に公表された原子力委員会原子力バックエンド対策専門部会報告書「高レベル放射性廃棄物の地層処分研究開発等の今後の進め方について」(以下,専門部会報告書)に従って,関連する研究機関等の協力を得つつ,地層処分に関わる研究開発を様々な分野において進めてきている。研究開発の全体目標は「わが国における地層処分の技術的信頼性」を示すことにあり,その成果を技術報告書(以下,第2次取りまとめ)として国に提出しその評価を仰ぐこととされている。第2次取りまとめは,平成4年に公表された第l次取りまとめの成果を受けて処分の技術的信頼性を示し,国による評価を経て,処分事業を進める上での処分予定地の選定,安全基準の策定の技術的拠り所を与えるとともに,2000年以降の研究開発の具体化にとって極めて重要なものと位置づけられているものである。平成10年9月には,地層処分に関連する領域の専門家の方々から研究開発の内容や進捗状況について忌憚のない指摘や議論を頂くため,専門部会報告書に示された個々の課題に対する研究開発の成果を中間的に整理した第2次取りまとめ第lドラフトを,専門部会に報告,公表した。第1ドラフトを素材とした指摘や議論およびそれ以降の研究開発の進捗を踏まえて,このたび第2ドラフトをまとめた。第2ドラフトは総論レポートと専門部会報告書に示された主要な研究開発分野である「地質環境条件の調査研究」「処分技術の研究開発」及び「性能評価研究」のそれぞれに対応する3つの分冊から構成されている。本資料は,このうちの第2ドラフト分冊l「地質環境条件の調査研究」であり,総論レポートにおけるわが国の地質環境に関する記述内容の詳細な技術的根拠を与えるものである。第2ドラフトの総論レポートと3つの分冊については,第1ドラフト同様,地層処分に関連する領域の専門家の方々から研究開発の内容や進捗状況について忌憚のない指摘や議論を頂くとともに,英語版を作成し国際的なレビューを受ける予定である。これらのレビューの結果も踏まえ,総論レポートと3つの分冊を2000年前までに完成させることとしている。また,あわせて第2次取りまとめの理解の一助とするため,地層処分に関する基本的な事項や知見に関する情報(例えば,地層処分の発想,評価の時間枠等)を提供することを目的として,

論文

Isotope exchange reactions on ceramic breeder materials and their effect on tritium inventory

西川 正史*; 馬場 篤史*; 河村 繕範; 西 正孝

JAERI-Conf 98-006, p.170 - 182, 1998/03

核融合炉ブランケットのトリチウム増殖材であるリチウムセラミックスからのトリチウム放出挙動は、まだ完全に理解されていない。ブランケットスウィープガスにH$$_{2}$$あるいはD2を添加する計画があるが、気相中水素同位体と増殖材表面のトリチウムとの交換反応速度も定量されていない。本研究では、この交換反応速度を実験的に求めた。また、交換反応がブランケットのトリチウムインベントリーに与える影響についても検討した。

報告書

緩衝材性能最適化に関する方法論の基礎的研究(III)

大久保 博生*

PNC TJ1222 98-007, 135 Pages, 1998/02

PNC-TJ1222-98-007.pdf:3.9MB

本年度は、まず前年度までに作成した総合評価フレームに基づき、最適ケイ砂混合率求解プロセスを大域的最適点を決定するプロセスに改良化した。次に、物質移動抑制機能に関し、前年度解析した分子軌道に基づくベントナイトの吸着機能計算結果等をもとに、ケイ砂混合率の変化が吸着機能に与える影響可能性を概略的に検討した。最後に、改良化した総合評価フレームに吸着機能のケイ砂混合率依存性の想定結果を適用できることを確認した。

論文

Isotope exchange reaction in Li$$_{2}$$ZrO$$_{3}$$ packed bed

河村 繕範; 榎枝 幹男; 奥野 健二

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.713 - 721, 1998/00

 被引用回数:8 パーセンタイル:58.58(Nuclear Science & Technology)

固体増殖ブランケット内で増殖されたトリチウムの放出挙動を把握するためには、各移動過程でのトリチウムの移動速度とインベントリーを求める必要がある。特に表面反応の影響が無視できないことが指摘されており、筆者らは、水分吸脱着挙動等の系統的調査を行ってきたが、今回は、水素添加スイップガスを用いた際に生じる同位体交換反応に着目し、リチウムジルコナート充填層を用いたH-D系交換反応実験を行った。交換反応は気相水素-表面吸着水間の交換反応が律速であることがわかり、データより反応速度定数及び平衡定数を得た。これにより増殖トリチウムを回収する際にスイープガスに添加すべき水素濃度の算出が可能である。また、物質移動抵抗を水分脱着と比較し、条件によっては、水素を添加しても効果がみられない場合があることを指摘した。

論文

Study on hydrogen permeation through high-temperature tube in the HTTR heat utilization system

武田 哲明; 岩月 仁*; 西原 哲夫

Proc. of ICONE-6, p.392 - 393, 1998/00

HTTR熱利用系におけるトリチウム/水素透過に関して、高温耐熱金属管に対する水素透過係数を求め、酸化膜による低減効果、重水素を用いて同位体効果等を調べるための試験を計画している。本報では、実験装置の製作に関連して予備的に行った数値解析結果を述べた。解析はこれまで報告されている透過係数を用いて、2次元の拡散方程式及び1次元の物質保存の式を同時に解き、水素透過量を求めた。その結果、本実験で透過する水素は数十ppm以下の低濃度であること、ppm以下の低濃度水素分析及び管表面に形成される酸化膜の評価が重要であること等がわかった。

報告書

先行基礎正学分野に関する平成8年度研究協力概要報告

not registered

PNC TN1430 97-004, 85 Pages, 1997/08

PNC-TN1430-97-004.pdf:3.44MB

事業団は、大学との研究協力の推進を図るため、平成6年度に大学との研究協力のあり方等を検討した。その審議結果に基づき、平成7年度から、先行基礎工学研究協力制度を発足させ、2年目を迎えた。先行基礎工学研究協力制度は、事業団の施設を主に利用した原子力工学分野に関する基礎的研究を大学との研究協力により推進することを目的とする。この制度は、事業団が設定した研究協力テーマに対して、大学側からの研究協力課題、研究者の応募をもとに、応募された研究協力課題を選考し、大学との共同研究の設定、客員研究員の受入れ、研究生の受入れ等により研究協力を実施してきた。本報告書は、平成8年度に実施した高速増殖炉関係及び環境技術関係の先行基礎工学分野に関する20件の研究協力課題の実施結果の概要をまとめたものである。

報告書

釜石原位置試験第2フェーズ平成9年度実施計画(案)

not registered

PNC TN1000 97-003, 55 Pages, 1997/03

PNC-TN1000-97-003.pdf:2.0MB

釜石原位置試験第2フェーズは、地下深部の地質環境特性の詳細な把握とそこで起きる現象の理解、ならびに調査試験技術の高度化と確立を目的に、平成5年度から実施されている。平成9年度は第2フェーズの最終年度であるとともに、昭和63年から開始された原位置試験全体についての最後の年でもある。今年度の主な実施内容は以下のとおりである。 1TASK1(深部岩盤の地質構造・力学特性・水理特性・地球化学特性の把握) 2TASK2-1(掘削影響試験) 3TASK2-2(坑道周辺のREDOX状態調査) 4TASK3-1(収着・マトリックス拡散に関する研究) 5TASK3-2(移流・分散に関する研究) 6TASK4(人工バリア試験) 7TASK5(地震の影響に関する研究)

報告書

緩衝材性能最適化に関する方法論の基確的研究(II)[概要版]

大久保 博生*

PNC TJ1222 97-008, 56 Pages, 1997/03

PNC-TJ1222-97-008.pdf:2.82MB

本年度は、まず前年度までに作成した総合評価フレームに基づき、統計解析フレームに最適点を決定するプロセスを追加した。次に、物質移動抑制機能に関し、分子軌道に基づくベントナイトの吸着機能の計算を行った。最後に改良化した緩衝材機能評価フレームに、吸着機能計算結果を反映する方法を検討した。

報告書

緩衝材性能最適化に関する方法論の基確的研究(II)

大久保 博生*

PNC TJ1222 97-007, 97 Pages, 1997/03

PNC-TJ1222-97-007.pdf:3.55MB

本年度は、まず前年度までに作成した総合評価フレームに基づき、統計解析フレームに最適点を決定するプロセスを追加した。次に、物質移動抑制機能に関し、分子軌道に基づくベントナイトの吸着機能の計算を行った。最後に改良化した緩衝材機能評価フレームに、吸着機能計算結果を反映する方法を検討した。

報告書

地層処分システム性能評価手法の高度化に関する研究(III)

大久保 博生*

PNC TJ1222 97-002, 112 Pages, 1997/03

PNC-TJ1222-97-002.pdf:3.25MB

本研究では、以下の検討を行った。(1)我が国における地層処分性能評価シナリオに関するFEPの検討及び検討すべきシナリオの設定やスクリーニングに関する方法論的検討(2)ベントナイト空隙水化学に関するモデルの理論的検討及びアメリシウム熱力学データのシステマティクスの確認(3)第2次取りまとめに向けての重要課題に関するワークショップ開催を含めた検討その結果、今後も各分野の専門家の協力を得つつ、各重要検討課題を効率的にとりまとめていくべきことが確認された。

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