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粟飯原 はるか; 渡部 創; 北脇 慎一; 神谷 裕一*
Progress in Nuclear Science and Technology (Internet), 7, p.175 - 181, 2025/03
Many kinds of radioactive liquid wastes have been generated and accumulated in nuclear research facilities, and disposal or treatment procedures have not been established for those wastes due to their complicated compositions. Japan Atomic Energy Agency (JAEA) is developing technologies for the treatment of radioactive liquid waste containing various chemical species through joint research project with several organizations named as STRAD (Systematic Treatment of RAdioactive liquid wastes for Decommissioning). Chemical processing facility (CPF) in JAEA was selected as a model case, and fundamental studies have been conducted for treatments of the liquid wastes accumulated in the CPF. Decomposition of the ammonium ions (NH
) in advance with formation of explosive ammonium nitrate is one of promising treatments of the analytical liquid wastes. We have been focusing on catalytic ozonation of NH
as a suitable method for the decomposition under mild conditions with small secondary waste. Detail reaction mechanism has not been revealed yet. In this study, concentration of each component was parametrically changed and the reaction mechanism was investigated. Test solutions containing NH
, Co
and Cl
with various concentrations were prepared, and the ozone oxidation experiments were conducted at 333 K. The oxidation reaction of NH
proceeds even under low Cl
concentration, it is suggested that once chloramine are formed, thus the chlorine was released by decomposition. The above catalytic ozonation was applied to the genuine radioactive liquid waste stored at CPF, and concentration of NH
in the waste solutions was successfully reduced. This experience would contribute to treatment of radioactive liquid wastes in other facilities.
粟飯原 はるか; 渡部 創; 柴田 淳広; Mahardiani, L.*; 大友 亮一*; 神谷 裕一*
Progress in Nuclear Energy, 139, p.103872_1 - 103872_9, 2021/09
被引用回数:4 パーセンタイル:30.76(Nuclear Science & Technology)To prevent unexpected accidents at nuclear facilities caused by accumulated ammonium nitrate in an aqueous liquid waste containing ammonium salts and nitric acid, NH
in the liquid waste must be decomposed under mild reaction conditions. In this study, we investigated the oxidative decomposition of NH
with O
at 333 K in the presence of a homogeneous Co
catalyst and Cl
in the wide pH range of the test solution. The reaction behavior was greatly affected by pH of the test solution. In a basic solution at pH 12, high conversion of NH
was obtained even in the absence of Co
and Cl
and the main product was NO 
. However, Co
and Cl
in the solution greatly enhanced the decomposition rate of NH
in acidic to mild basic solutions (pH 1-8), while only low conversion of NH
was observed unless both Co
and Cl
were present. For the reaction with Co
and Cl
in the solutions, NH
was transformed mainly into chloramines (NH
Cl
, x = 1-3) by the reaction with HClO, which was formed by the reaction of Cl
with O
catalyzed by the homogeneous Co
catalyst, and led to the high decomposition rate of NH
. Cl
suppressed the formation of the precipitate CoO(OH) during the reaction and consequently the Co
catalyst stably existed in the reaction solution, which was another reason for the high decomposition rate of NH
in the presence of Cl
. Owing to the swift decomposition of NH
under mild reaction conditions and small formation of secondary waste, the oxidative decomposition of NH
in the presence of the homogeneous Co
catalyst and Cl
is suitable and applicable for the treatment of the aqueous liquid waste containing ammonium salts and nitric acid.
/Si(001) system observed by SiO mass spectrometry and synchrotron radiation photoemission spectroscopy寺岡 有殿; 盛谷 浩右; 吉越 章隆
Applied Surface Science, 216(1-4), p.8 - 14, 2003/06
被引用回数:6 パーセンタイル:34.33(Chemistry, Physical)SPring-8のビームラインBL23SUに設置された表面反応分析装置を用いて、O
/Si(001)表面反応系における表面酸化とSiO脱離が900Kから1000Kの表面温度範囲で共存することが見いだされた。SiOはおおむね1000K以上の温度で著しく大きな脱離収率を示す。脱離収率はO
分子の運動エネルギーが大きいほど大きい。ところが、1000K以下では逆の傾向を示した。すなわち、運動エネルギーが小さいほどSiO脱離収率は大きい。Si(001)表面の酸素の吸着曲線をO-1s光電子強度で測定した結果、SiO脱離収率の結果と整合した。これらの事実から900Kから1000Kの表面温度範囲ではSi(001)表面の酸化とSiOの脱離が共存することが明らかとなった。
supersonic molecular beams吉越 章隆; 佐野 睦; 寺岡 有殿
Japanese Journal of Applied Physics, Part 1, 39(12B), p.7026 - 7030, 2000/12
被引用回数:9 パーセンタイル:40.48(Physics, Applied)超音速O
分子線を用いて、O
分子の並進運動エネルギーを変化させ、それによって誘起されるSi(001)表面酸化過程をXPS及び散乱分子線測定により明らかにしたので発表する。SiOの脱離を伴う酸化(Active oxidation)では、O
分子の運動エネルギーが、3.0eV及び2.0eVの場合、基板温度700
において、SiOの脱離及びO
分子の散乱割合に大きな変化が見られた。しかし、並進運動エネルギーが、0.5及び1.0eVではこれらの現象がみられないことから、O
分子の並進運動エネルギーがActive oxidationを増強する効果があることを見いだした。SiOの脱離を伴わない酸化(Passive oxidation)においても並進運動エネルギーの効果が見いだされた。酸化が、1.0eV及び2.6eVの並進運動エネルギーで増加した。これらは、Si表面の第1層のback bond及び第2-第3層間の酸化に対応することが、理論計算のこれまでの報告との比較よりわかった。
中山 真一; 安 俊弘*; 池田 孝夫*; 大江 俊昭*; 河西 基*; 塚本 政樹*; 木村 英雄; 宗像 雅広
日本原子力学会誌, 34(4), p.342 - 364, 1992/04
被引用回数:2 パーセンタイル:26.90(Nuclear Science & Technology)高レベル放射性廃棄物ガラス固化体から放出される放射性核種の人工バリア内での移行をモデル化し、緩衝材と岩盤との境界における
Tc,
Csおよび
Npのフラックスを求めた。本解析の特徴的な点は、(1)多孔質媒体である緩衝材中の物質移動は、移流効果が無視でき拡散支配であることを、処分孔周辺の地下水流動解析から明らかにしたこと、(2)ガラス固化体からの放射性核種の放出挙動を地下水とガラス固化体、オーバーパック、緩衝材との地球化学的反応を考慮して解析したこと、(3)緩衝材中の
Npの移行挙動に酸化還元反応を考慮したこと、(4)球状と無限円柱状の固化体形状の相違による核種放出率の相違を比較したこと、である。今回の解析は合理的で説得力のある統合評価モデルへの第一歩であり、この解析を通して、確たる根拠のない暗黙の過程やさらに考慮すべき現象を抽出し、性能評価モデル開発のための今後の研究方向や課題の提言を行なった。