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報告書

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。

論文

Trial fabrication of tritium breeders for fusion blanket with lithium recovered from seawater

土谷 邦彦; 河村 弘

Fusion Engineering and Design, 39-40, p.731 - 737, 1998/00

 被引用回数:1 パーセンタイル:83.28

核融合炉ブランケットでは、天然に存在しないトリチウムを燃料として使用するため、トリチウム増殖材が装荷される。本研究では、海水採取Li$$_{2}$$CO$$_{3}$$及び鉱石採取Li$$_{2}$$CO$$_{3}$$を始発粉末として用い、固体トリチウム増殖材である$$gamma$$-LiAlO$$_{2}$$ペレットを試作し、基本的特性への影響を調べた。本結果から、固相反応により製造した2種類の$$gamma$$-LiAlO$$_{2}$$ペレットは、焼結温度と密度の依存性においても同等の製作性を有することが明らかとなった。また、特性評価から、この2種類の$$gamma$$-LiAlO$$_{2}$$ペレットは、同等の性能を有することが明らかとなった。以上の結果より、鉱石採取Li$$_{2}$$CO$$_{3}$$粉末を用いて製造したトリチウム増殖材と同等のものを、海水採取Li$$_{2}$$CO$$_{3}$$粉末を用いることにより製造できる見通しが得られた。

報告書

高濃度不純物の吸着試験研究-吸着によるウランと不純物との分離試験-

城 昭典*

PNC-TJ6614 97-001, 30 Pages, 1997/03

PNC-TJ6614-97-001.pdf:0.69MB

前年度動燃事業団人形峠事業所において、本研究で提案したプロセスで製造されたイエローケーキ中に基準値以上のチタンが混入してくることが確認されたので、本年度はチタン混入の原因究明とその改善対策を最重要目標として研究を進めた。その結果、チタン(IV)はウラン(VI)より強くメチレンホスホン酸型樹脂(RCSP)に吸着されることが明らかになった。また、RCSPに吸着されたチタン(IV)は、溶離率が30-45%程度と低いものの、ウラン(VI)と同様に炭酸ナトリウムにより溶離されることもわかった。これらの結果により、チタン(IV)とウラン(VI)の性質は類似しており、必然的にチタンがウランに混入してくることがわかった。このためチタン(IV)とウラン(VI)の分別溶離法の開発が必要不可欠であると考え、チタン(IV)が過酸化水素-EDTAと安定な三元錯体を形成することに着目して、過酸化水素-EDTA溶液によるチタン(IV)の溶離を検討し、吸着されたチタン(IV)がほぼ定量的に溶離可能であることを認めた。つぎに、ウラン(VI)とチタン(IV)の分別溶離について検討した。チタン(IV)とウラン(VI)を負荷したRCSPカラムに、酢酸ナトリウム、過酸化水素-EDTA、炭酸ナトリウム、水、塩酸の順に通液した結果、チタン(IV)は過酸化水素-EDTAにより、ウラン(IV)は炭酸ナトリウムにより選択的に溶離され、チタン(IV)とウラン(VI)が分別溶離できることがわかった。ただし、チタン(IV)とウラン(VI)の混合系では各金属の溶離率が減少した。

報告書

ウラン鉱石と製錬鉱滓からの放射性物質除去法に関する文献調査

島崎 雅夫*; 滝 富弘

PNC-TN6510 94-001, 19 Pages, 1994/09

PNC-TN6510-94-001.pdf:0.65MB

この資料は、ウラン鉱石と製錬鉱滓からのRa-226とTh-230の除去法に関する研究について、主にカナダの文献に報告されている内容を引用してまとめたものである。ウラン鉱石と製錬鉱滓からのRa-226とTh-230の除去法に関しては、各種の浸出材(鉱酸、無機塩類、有機錯化剤)を用いた浸出試験が実施されている。しかし、本研究の目標である浸出残渣を無管理で処分する処理法を開発した報告例はなく、研究開発の現状にあることがわかった。本研究の目的は、放射性物質による環境汚染の低減化に向けた新しい処理プロセスの開発にある。鉱滓処理の法律基準が年々厳しくなると予想される現状からして、環境資源開発においても環境にやさしい製錬法の開発に取り組んでいる。本資料は、今後、本研究を取り組んでいく上での参考資料として役立つものと考える。

報告書

ブラインド・ボーリング採鉱法のコスト計算

境 收*

PNC-TN7420 94-010, 63 Pages, 1994/07

PNC-TN7420-94-010.pdf:2.6MB

カナダのサスカチュワン州、アサバスカ盆地地域の粘土を含む軟弱な鉱体から、高品位なウラン鉱石を安全に、効率良く採掘する方法として、立坑掘削法である大口径のボーリングによる採鉱法が試験された。この方法が適用された主な理由は、制限された空間(坑内環境)において、軟弱な、高品位のウラン鉱石を採掘するのに最もシンプルに放射線防護対策をとることが可能なためである。しかし、当初からの最大の懸念は、従来からの採鉱法に比べて採鉱コストが大幅に高くなること、またこの採鉱法による実績が無いことである。本報告書は、ミッドウェスト・プロジェクトの試験結果を踏まえて、ブラインド・ボーリング採鉱法のコスト計算をF/S資料(NEVP&Bench採鉱法)に基づいて実施したものである。掘削速度10m/日、掘削径を1.5m$$phi$$と仮定するとNEVP&Bench採鉱法に比べて、約15%のコストアップであった。シガーレイク・プロジェクトでは、この採鉱法と類似したボックスホール・ボーリング採鉱法とジェット・ボーリング採鉱法で試験採掘を実施した。この両採鉱法とブラインド・ボーリング法との主な違いは、掘削方向(下向きか、上向きか)と、これによる掘削時の繰り粉(鉱石)の回収方法である。この両採鉱法の生産コストは、ブラインド・ボーリング採鉱法の起業費、操業費を算出する構成と同じであるので、採掘工程が、今回設定した掘削径と掘削速度の9通りの組み合わせの範囲内であれば、同じように考えることができる。放射線防護に対して、安全で確実なブラインド・ボーリングまたはジェット・ボーリング採鉱法の技術が確立していれば、従来型の採鉱法と比較してコストの差が1割$$sim$$2割の範囲であるならば、従来法での不確実性(放射線防護に対する不安と、軟弱な岩石の採掘の不確実な回収)とバランスし、技術的目処がついているブラインド・ボーリングまたはジェット・ボーリング採鉱法を選択し、経験を積み重ねながら、生産コストの低減が計れると考える。今回の検討で特に不十分な事項は、掘削時の繰り粉回収方法と高品位ウラン鉱石である繰り粉を製錬所まで運搬する方法であり、今後の調査、検討が必要である。

報告書

深部地下環境下におけるSnに収着メカニズムに関する研究(2)(成果概要)

not registered

PNC-TJ1281 94-001, 38 Pages, 1994/02

PNC-TJ1281-94-001.pdf:0.75MB

放射性廃棄物の地層処分の安全性評価において、放射性核種の吸脱着の性質は固相濃度と液相濃度との比、いわゆる分配係数として表現されている。しかしながらこのパラメータは環境条件によって大きな変動幅をもち、理論的な説明については未だ検討不十分な状態にある。吸着現象そのものが、物理的・科学的に様々な過程の複合的な集積であり、これを説明するには、各過程に対する理論を研究し、それらを有機的に結合することが必要である。本研究は、その一ステップとなるべく、昨年度の同テーマの研究を引き継ぎ、基礎的なデータを取得したものであり、今後その発展が期待できるものである。高レベル放射性廃棄物の地層処分研究において、放射性核種の収着メカニズムを解明することは、地層処分の性能評価及び人工バリア技術の開発にとって極めて重要である。本研究は、平成4年度の業務遂行に引き継ぎ、地層処分の安全性上重要な核種であるSuを使用して、人工バリア材料に含まれる鉄含有鉱物表面を被覆していると考えられる$$alpha$$-FeO(OH)への収着メカニズムについて解明することを目的とする。

報告書

高濃度不純物の吸着試験研究 -吸着によるウランと不純物との分離試験-

江川 博明*

PNC-TJ6614 93-001, 32 Pages, 1993/03

PNC-TJ6614-93-001.pdf:0.61MB

高品位の可採ウラン量は限られているので、低品位ウラン鉱石資源の経済性、環境問題を考慮した処理プロセス及び廃水処理に係る技術の開発は重要な研究課題である。本研究はその一展開として、低品位ウラン鉱石を酸化雰囲気で硫酸法により加圧浸出して得られた浸出液からのウランの選択的分離・回収プロセスの開発を目的とする。前記浸出液は強酸性であり、ウランの他に多量のニッケル、ヒ素ならびに少量のモリブデン、鉄、アルミニウムなどを含んでいる。昨年度の研究成果を基に、本年度はホスホン酸基を有するキレート樹脂(RCSP)によるウランの分離・精製技術の確立を目的として詳細な検討を行った。また、ホスホン酸基と同様な化学的特性を有する新規なリン酸型樹脂(RGP)の合成を行って検討した。さらに、昨年度検討することができなかった陰イオン交換樹脂及びアルカリ添加沈澱法によるウランと他金属イオンとの分離についても検討した。RCSP、RGPを用いて、カラム操作によりウランの他金属からの分離を検討した結果、RCSP、RGPに浸出液中のヒ素、ニッケルは全く吸着されず、モリブデンは強く吸着された。鉄、アルミニウムは若干量吸着されるが、アルミニウムはより高選択的な金属(例えばウラン)により置換溶出されることが判った。RCSPとRGPではRCSPがより高い破過容量を示すことが認められた。次に、樹脂に吸着されたウランの溶離・回収について検討した。炭酸ナトリウム通液時の二酸化炭素ガス発生を抑制する目的で、まず1M水酸化ナトリウムで樹脂中の水素イオンを中和した後に、0.25M炭酸ナトリウムの通液を行った結果、ウランの回収率はRCSPで69.2%、RGPで72.1%であった。これは、水酸化ナトリウムを通液することでウランは樹脂内部で水酸化ウラニルとして沈着し、炭酸ナトリウムによる溶離・回収が困難になったためと考えられる。次に、水酸化ナトリウム通液を行わず、0.25M炭酸ナトリウムを樹脂容積の5倍量加えカラム中で振りまぜて、水素イオンを中和し、発生する炭酸ガスを除去した後、空間速度(SV)3h-1で吸引し、ひきつづき0.25M炭酸ナトリウム15倍量を通液してウランの溶離を試みた結果、ウランは100%回収できることが明らかになった。モリブデンは炭酸ナトリウム通液初期の段階でほぼ100%溶離(ウランと共存している)することが判っ

報告書

捨石堆積場周辺のラドン濃度に関する研究(2)

not registered

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。

論文

オキシン抽出光度法による鉱石中のウランの定量

本島 健次; 吉田 博之; 今橋 強

分析化学, 11(10), p.1028 - 1032, 1962/00

鉱石中のウランの定量にオキシン抽出光度法を適用した。試料を王水で処理したのち硝酸酸性溶液よりTBP-ケロシンを用いてウランを抽出し、ついで炭酸アンモニウム溶液で逆抽出する。塩酸酸性とし炭酸ガスを追い出したのち、オキシンを加えpH7.8~8.5とする。一定量のクロロホルムでウラン-オキシン錯塩を抽出する。抽出液は大体二分し、一方は炭酸アンモニウム溶液で洗ってウランを除き、これを対照として他方の380m$$mu$$における吸光度を測定してウランを定量する。トリウム、希土類元素の影響はオキシン抽出法を行なう際にEDTAを添加しておけば除くことができる。本法によればウラン含量0.005%の鉱石中のウランは容易に定量できる。

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