複数の方法で合成したC-A-S-HゲルのNMRによる構造解析

花町 優次*; Walker, C.*; 安楽 総太郎; 笹本 広

NIMS微細構造解析プラットホーム利用報告書(インターネット), 4 Pages, 2024/10

日本の放射性廃棄物地層処分では、産業副産物であるフライアッシュとシリカフュームを高含有する低アルカリ性セメント(High-volume Fly ash Silica fume Cement, HFSC)の使用が検討されており、我々はHFSCの主成分であるカルシウムアルミニウムシリケート水和物(C-A-S-H)ゲルを合成し、それらの化学的安定性についての研究を行っている。また、より基礎的な情報を得るため、普通ポルトランドセメントの成分であるカルシウムシリケート水和物(C-S-H)ゲルの結晶化鉱物の安定性も研究対象としている。この研究において信頼性の高いデータを得るためには、なるべく高収率の方法で目的物質の合成を行い、その元素組成や構造を正確に知る必要がある。C-A-S-Hゲルについては、先行課題(課題番号JPMXP1222NM0075)で、クリンカー鉱物を水に28日間または6カ月間浸漬させる方法(以下クリンカー法とする)で合成したサンプルを対象にAl及びSi NMRスペクトルを取得し、Al及びSiの分配状態を同定したが、それらの浸漬期間ではC-A-S-Hゲル以外の副鉱物の生成が多く、所期のAl/Siモル比を有するC-A-S-Hゲルの合成には至らないことが明らかとなった。C-A-S-Hゲルの収率を高くするためには、浸漬期間をさらに長くするほか、別の合成方法も検討する必要がある。本分析では、浸漬期間を1.5年まで延長したクリンカー法、及び、カトアイト飽和溶液を用いる代替法で合成したサンプルについて、AlおよびSi NMRスペクトルを取得し、それらサンプル中の実際のC-A-S-Hゲル組成を決定した。C-S-Hゲルの結晶化鉱物については、先行研究で、11及び14トバモライトが、酸化カルシウム及び二酸化ケイ素を高温状態(120C及び60C)で水に浸漬させることで合成できることがX線回折によって確認されている。本分析ではさらに、それらの合成トバモライトのポリマー構造を確認するためにSi NMRスペクトルを取得した。

Study of an HTGR and renewable energy hybrid system for grid stability

佐藤 博之; Yan, X.

Nuclear Engineering and Design, 343, p.178 - 186, 2019/03

https://doi.org/10.1016/j.nucengdes.2019.01.010

再生可能エネルギーの出力変動を補完可能な高温ガス炉概念の検討を行った。長周期変動に対しては、既設の圧力制御系を用いて冷却材インベントリを制御しつつ、原子炉入口とタービン入口間にバイパス経路を設置することで、負荷追従時に原子炉流量を一定に制御し、原子炉出力や発電効率の一定運転を可能とした。短周期変動に対しては、炉内黒鉛構造物を蓄熱体として活用し、1次系の温度変動を吸収することで原子炉出力や発電効率の一定運転を可能とした。提案概念について、システム解析を行った結果、既存設備のみの活用により、定格出力に対して20%の負荷変動に対応可能であることを明らかにした。

Safety and economics of uranium utilization for nuclear power generation

深谷 裕司

Uranium; Safety, Resources, Separation and Thermodynamic Calculation, p.22 - 48, 2018/05

https://doi.org/10.5772/intechopen.72647

原子力発電に関する安全で経済的なウラン利用について調査及び議論をした。持続的な原子力発電を行うには、ウラン資源は豊富である必要がある。ウラン資源枯渇の観点からはプルトニウムを増殖する高速増殖炉が開発されているが、商用炉として普及するまでには至っていない。増殖により無尽蔵なプルトニウム資源を得る代わりに、その高速スペクトルにより固有の安全性が弱まるといわれている。具体的な高速増殖炉設計に関する調査の結果、固有の安全性と増殖性能はトレードオフの関係にあることが分かった。ウラン資源の量と発電原価について調査した。その結果、海水ウランを用いれば半永久的なエネルギー供給が合理的な発電原価で可能であるとの結論に至った。それに加えて、放射性廃棄物による環境負荷の観点から、高速増殖炉の利点といわれる分離・変換の意義について議論した。

共用促進事業を活用した高崎量子応用研究所における最近の成果

広田 耕一

放射線と産業, (139), p.33 - 36, 2015/12

http://ci.nii.ac.jp/naid/40020674698

文部科学省の補助事業「先端研究施設供用・プラットフォーム形成事業」を活用した高崎量子応用研究所のイオンビーム照射研究施設、線照射施設、電子線照射施設の利用概要及びその研究成果について解説する。具体的には、各照射施設の特徴や専任の指導員による技術サポートが受けられる三つの戦略分野(有用遺伝子資源創成研究、分析技術利用、材料開発)の内容について紹介するとともに、同事業により得られた最近の成果(既存品種にない花色や花びらを有する花の作出、高性能リチウムイオン電池の開発に役立つリチウムイオンの濃度分布の分析、耐変形性を付与したフッ素ゴムの開発など)について述べる。

工業へのラジオアイソトープ・放射線の利用; 低エネルギー電子加速器利用

久米 民和

原子力eye, 48(6), P. 20, 2002/06

アジア原子力フォーラム(FNCA)で、平成13年度から新規に取り上げられた電子加速器利用プロジェクトについて紹介した。電子加速器特に低エネルギー電子加速器利用は、安全性,メンテナンス,価格のうえで優れた照射システムであり、本プロジェクトで得られた情報や研究成果が東南アジア諸国での放射線加工処理の普及に役立つものと期待される。本プロジェクトには、中国,インドネシア,韓国,マレーシア,フィリピン,タイ,ベトナム及び日本の7ヶ国が参加している。日本原子力研究所高崎研究所で開催された第1回のワークショップで、「自己遮蔽型低エネルギー電子加速器」を用いたバイオ資源の利用や環境保全のためのプロセス開発に関するプロジェクト実施案が策定された。

海水ウラン捕集のコスト評価と実用化に向けての技術課題

須郷 高信; 玉田 正男; 瀬口 忠男; 清水 隆夫*; 魚谷 正樹*; 鹿島 遼一*

日本原子力学会誌, 43(10), p.1010 - 1016, 2001/10

https://doi.org/10.3327/jaesj.43.1010

高分子不織布を放射線で加工して作製した重金属捕集材(アミドキシム基捕集材)を利用して海水からウランを捕集する場合の経済性を検討し、そのコスト低減化を図るための技術的課題を抽出した。捕集材の合成、実海域に係留する捕集システム、捕集材からのウランの溶離と精製にいたる各プロセスについて、コスト試算を行った。捕集システムについては、3種類の方式を取り上げ比較した。ここで検討した条件では、海水から捕集するウランのコストは鉱山から採掘する場合の810倍と試算された。捕集コストの80%を越える部分を捕集システムが占め、その主な要因は捕集材を保持する金属篭の重量にあることが明らかになった。この重量を1/4にするとコストは半減できる。また、捕集材の性能はコスト低減に直結するため、捕集材を改良してさらに捕集効率を向上させることも重要な研究課題である。

CMPO-TBP系における抽出のモデル化及びシミュレーションに関する研究

高梨 光博; 駒 義和; 青嶋 厚

JNC TN8400 2001-022, 60 Pages, 2001/03

JNC-TN8400-2001-022.pdf:1.31MB

TRUEXプロセスの数値シミュレーションコードを開発した。このコードを用いて、高レベル放射性物質研究施設(CPF)で行われた向流抽出試験におけるアメリシウムとユウロピウムの濃度プロファイルを計算した。計算の結果は実験結果とほぼ一致した。また、プルトニウム燃料センターで行われたTRUEX法を用いたAm回収試験の条件について検討し、スクラブ液中の酸濃度の低下および溶媒・逆抽出液量の低下により、逆抽出効率の向上および試験廃液の低減が可能となる条件を示した。試験条件を設定できるようにするために、計算対象成分にジルコニウム、モリブデンおよび鉄を追加し、これらの金属およびアメリシウムやユウロピウムとシュウ酸との錯体の抽出挙動に対する影響を計算コードに加えた。シュウ酸錯体の影響を考慮することにより、アメリシウムやユウロピウムなどの濃度プロファイルにおいても、水相濃度の計算値が、錯体の影響を考慮していない場合に比べて上昇した。CPFで行われた試験に対して、シュウ酸添加量とアメリシウム回収率の関係を計算により調べたところ、過去の試験で用いられたシュウ酸濃度が、処理溶液および洗浄溶液からともに0.03mol/Lであったのに対して、これをそれぞれ0.045および0.06mol/Lとしてもアメリシウムの回収率を十分高い値(99.9%以上)に維持できることが明らかになった。したがって、添加できるシュウ酸濃度には余裕があり、ジルコニウムなどの除染性をさらに高められる可能性があった。加えて、ユウロピウムを回収するプロセスフローシートにおけるシュウ酸濃度条件の設定を計算によりおこなった。

資源情報サーバにおける資源情報予測の評価

小出 洋; 山岸 信寛*; 武宮 博*; 笠原 博徳*

情報処理学会論文誌, 42(3), p.65 - 73, 2001/03

http://ci.nii.ac.jp/naid/110002725709

分散コンピューティーング環境における効率的なタスクスケジューリング実現の一環として、われわれは、分散コンピューティング環境上のプロセッサやネットワークの負荷など計算資源に関する情報(資源情報)を収集し、それをもとに将来の値を予測する資源情報サーバ(Resource Information Server; RIS)を開発している。ひとつのプログラムの実行時間の最小化を目的とするスケジューラは、プロセッサやネットワークの負荷予測に基づいて、動的にタスクを割り付けるため、RISは必須である。現在、高速と高精度の2種類の資源情報予測を行うモジュールがRISに実装されている。高速予測モジュールは、予測を行う時点の最近接過去に記録された資源情報だけを使用し、将来の資源情報の値を迅速に予測する。高精度予測モジュールは、予測時点の最近接過去の資源情報の変化と類似した負荷パターンを過去のデータから検索するため、予測時間を要するが、より高い精度で資源情報を予測することができる。要求精度と予測時間に応じて、これらのモジュールを使い分けることにより、将来の資源情報を効率的に予測することができる。本論文では、資源情報の計測と予測方法、RISのシステム構成、予測時間と予測精度に関する評価について述べる。

鉱山開発に係わる技術者へのアンケート結果(資料集)

笹尾 英嗣; 大久保 誠介*

JNC TN7450 2000-019, 42 Pages, 2000/11

JNC-TN7450-2000-019.pdf:1.16MB

日本国内では、操業中の鉱山の減少が著しく、これに伴って鉱山技術者の数も減少している。このため、これまでに培われた鉱山開発に係わるノウハウなどの貴重な情報が次第に失われる懸念がある。そこで、技術者個人が有するノウハウや様々な情報を収集することを目的として、鉱山開発などの実務に携わる技術者を対象にしたアンケートを実施した。本報告書はこのアンケート結果をとりまとめたものである。アンケートの実施に当たっては、平成6年から平成9年に社団法人資源・素材学会に委託して実施した「採鉱設計支援システムの開発」に携わった鉱山技術者に依頼し、採鉱法、鉱山機械など鉱山開発に関することを題材として、知識、適用例、適用範囲などの情報の提供を受けた。提供された情報を次ページ以降に記すが、情報提供者の意向を最大限活かすために原文のまま掲載した。また、掲載にあたっては内容を問わず、記入年月日の順に掲載した。

平成12年度研究開発課題評価(中間評価)報告書 課題評価「陸域地下構造フロンティア研究」

研究開発委員会*

JNC TN1440 2000-005, 214 Pages, 2000/08

JNC-TN1440-2000-005.pdf:13.81MB

核燃料サイクル開発機構(以下、サイクル機構)は、「国の研究開発全般に共通する評価の実施方法の在り方についての大綱的指針」(平成9年8月7日、内閣総理大臣決定)及びサイクル機構の「研究開発外部評価規程」(平成10年10月1日制定)等に基づき、「陸域地下構造フロンティア研究」に関する中間評価を研究開発課題評価委員会(陸域地下構造フロンティア研究課題評価委員会)に諮問した。これを受けて、陸域地下構造フロンティア研究課題評価委員会は、本委員会によって定めた評価方法に従い、サイクル機構から提出された課題説明資料及び委員会における議論に基づき、本課題の評価を行った。本報告書は、その評価結果をサイクル機構の関係資料とともに取りまとめたものである。