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報告書

汚染土壌の減容を目的とした重液分離による放射性微粒子回収法の高度化(委託研究); 令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉環境国際共同研究センター; 筑波大学*

JAEA-Review 2020-037, 53 Pages, 2020/12

JAEA-Review-2020-037.pdf:3.46MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉環境国際共同研究センター(CLADS)では、令和元年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、平成30年度に採択された「汚染土壌の減容を目的とした重液分離による放射性微粒子回収法の高度化」の令和元年度の研究成果について取りまとめたものである。本研究の目的は汚染土に含まれる放射性セシウムを高濃度に含む粒子を選択的に分離するための手法を開発することである。令和元年度は、粒径が重液分離の選択性に与える影響を明らかにすること、そして重液分離のランニングコストを低減するための廃液の処理法について検討を行った。この結果、63$$mu$$m以上の粒子について顕著な分離の効果がある結果が得られ、比重2.0以下の比重画分(15wt%)に6割の放射能が集約された。

報告書

バックエンド技術部年報(2018年度)

バックエンド技術部

JAEA-Review 2020-012, 103 Pages, 2020/08

JAEA-Review-2020-012.pdf:8.17MB

本報告書は、日本原子力研究開発機構原子力科学研究部門原子力科学研究所バックエンド技術部における2018年度(2018年4月1日から2019年3月31日まで)の活動をまとめたものであり、所掌する施設の運転・管理、放射性廃棄物の処理と管理、施設の廃止措置に関する業務、関連する技術開発及び研究成果の概要を取りまとめた。

報告書

汚染土壌の減容を目的とした重液分離による放射性微粒子回収法の高度化(委託研究); 平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業

廃炉国際共同研究センター; 筑波大学*

JAEA-Review 2019-023, 33 Pages, 2020/01

JAEA-Review-2019-023.pdf:1.97MB

日本原子力研究開発機構(JAEA)廃炉国際共同研究センター(CLADS)では、平成30年度英知を結集した原子力科学技術・人材育成推進事業(以下、「本事業」という)を実施している。本事業は、東京電力ホールディングス福島第一原子力発電所の廃炉等をはじめとした原子力分野の課題解決に貢献するため、国内外の英知を結集し、様々な分野の知見や経験を、従前の機関や分野の壁を越えて緊密に融合・連携させた基礎的・基盤的研究及び人材育成を推進することを目的としている。平成30年度の新規採択課題から実施主体を文部科学省からJAEAに移行することで、JAEAとアカデミアとの連携を強化し、廃炉に資する中長期的な研究開発・人材育成をより安定的かつ継続的に実施する体制を構築した。本研究は、研究課題のうち、平成30年度「汚染土壌の減容を目的とした重液分離による放射性微粒子回収法の高度化」について取りまとめたものである。福島第一原子力発電所の事故では、放射性微粒子や粘土鉱物の存在により、放射性セシウムは表層土壌において不均一に存在することが分かっている。このため、これらの粒子を選択的に取り除くことで汚染土壌の減容に繋がると考えられる。本研究は、放射性微粒子を選択的に土壌から取り除く手法の検討や、土壌の減容を目的とした、粒子の比重の違いを利用した分離法(重液分離法)の実用化の可能性について探る。

報告書

バックエンド技術部年報(2017年度)

バックエンド技術部

JAEA-Review 2019-011, 91 Pages, 2019/10

JAEA-Review-2019-011.pdf:5.25MB

本報告書は、日本原子力研究開発機構原子力科学研究部門原子力科学研究所バックエンド技術部における2017年度(2017年4月1日から2018年3月31日まで)の活動をまとめたものであり、所掌する施設の運転・管理、放射性廃棄物の処理と管理、施設の廃止措置に関する業務、関連する技術開発及び研究成果の概要を取りまとめた。

報告書

バックエンド技術部年報(2016年度)

バックエンド技術部

JAEA-Review 2018-008, 87 Pages, 2018/07

JAEA-Review-2018-008.pdf:2.67MB

本報告書は、日本原子力研究開発機構原子力科学研究部門原子力科学研究所バックエンド技術部における2016年度(2016年4月1日から2017年3月31日まで)の活動をまとめたものであり、所掌する施設の運転・管理、放射性廃棄物の処理と管理、施設の廃止措置に関する業務、関連する技術開発及び研究成果の概要を取りまとめた。

論文

三春町、南相馬市; 福島環境安全センター三春施設・南相馬施設の取り組み

菖蒲 信博

エネルギーレビュー, 37(10), p.21 - 22, 2017/10

福島第一原子力発電所の事故以降、原子力機構は福島の環境回復のための研究開発を行ってきた。ここでは、福島環境安全センターにおける主な取組として、放射線モニタリング・マッピング技術開発、放射性セシウムの長期環境動態研究、除染・減容技術の高度化に向けた技術開発等について紹介する。

論文

1F事故による環境回復に伴う廃棄物の管理と除去土壌の減容・再生利用の取り組み,2; 再生利用を目指した粘土鉱物へのCs吸脱着機構解明

矢板 毅

日本原子力学会誌, 59(8), p.441 - 443, 2017/08

減容化に関する技術としては、これまで環境浄化などで用いられてきた処理法である分級、化学処理、熱処理などいくつかの方法論が考えられるが、それぞれに一長一短が有り、放射性Csの処理という視点で再度見直し、最適化する必要があると考えられる。本特集では、特に対象となる粘土鉱物への吸着機構について最新の知見について紹介すると共に、これらの情報を参考に開発を試みている除染および土壌の再生利用などについて解説する。

報告書

福島第一原子力発電所の廃炉によって発生する放射性廃棄物の処理に向けた固化技術及び減容技術カタログ

加藤 潤; 中川 明憲; 谷口 拓海; 榊原 哲朗; 中澤 修; 目黒 義弘

JAEA-Review 2017-015, 173 Pages, 2017/07

JAEA-Review-2017-015.pdf:6.67MB

福島第一原子力発電所では様々な性状の放射性廃棄物が発生している。これらの放射性廃棄物を処分するためには、廃棄物に対して減容処理や固化処理を行い、処分に適した廃棄体を作ることが必要である。また、今後の廃炉に向けた検討では、既存の処理技術が適用可能かを見極めることが必要である。そこで、今後の処理技術の選定に向けて、実規模での開発実績が確認されている国内外の放射性廃棄物の減容技術及び固化技術の文献調査を実施した。本報告書はその調査結果をまとめたものである。対象廃棄物を均一な粉粒体・液体廃棄物と不均一な雑固体廃棄物の2種類に区分し、それぞれに対する減容技術、廃棄体化技術の調査を行った結果を、技術の名称や原理、処理能力、固化体性状などの適用性評価に必要な項目にまとめた。

報告書

バックエンド技術部年報(2015年度)

バックエンド技術部

JAEA-Review 2016-029, 90 Pages, 2017/02

JAEA-Review-2016-029.pdf:8.54MB

本報告書は、日本原子力研究開発機構原子力科学研究所バックエンド技術部における2015年度(2015年4月1日から2016年3月31日まで)の活動をまとめたものであり、所掌する施設の運転・管理、放射性廃棄物の処理と管理、施設の廃止措置に関する業務、関連する技術開発及び研究成果の概要を取りまとめた。

論文

Decontamination and volume reduction of cesium-contaminated soil by combining soil solidification with interpolyelectrolyte complex and wet classification

山下 祐司*; 柳瀬 信之; 永野 哲志; 三田村 久吉; 長縄 弘親

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 305(2), p.583 - 587, 2015/08

 被引用回数:4 パーセンタイル:54.36(Chemistry, Analytical)

セシウムに汚染した土壌の除染と減容化の方法を検討した。土壌をポリイオンコンプレックス溶液で固化し湿式分級によりいくつかの粒径サイズに分けた。各サイズの$$gamma$$線スペクトロメトリーによる結果から、未処理の土壌に比べ、粗い土壌粒子の放射能濃度の割合は減少し、一方、0.075mm以下の土壌粒子の割合は増加した。このことから、放射性セシウムが蓄積している細かな土壌粒子が土壌固化と分級により粗い土壌粒子の表面から除去され、洗浄液に保持されることが分かった。

報告書

バックエンド技術部年報(2013年度)

バックエンド技術部

JAEA-Review 2015-004, 90 Pages, 2015/03

JAEA-Review-2015-004.pdf:17.29MB

本報告書は、日本原子力研究開発機構東海研究開発センター原子力科学研究所バックエンド技術部における2013年度(2013年4月1日から2014年3月31日まで)の活動をまとめたもので、所掌する施設の運転・管理、放射性廃棄物の処理と管理、施設の廃止措置に関する業務、関連する技術開発及び研究の概要をとりまとめた。

報告書

LA系アスファルト固化体の詰め替え技術の検討

入澤 啓太; 小松崎 利夫; 川戸 喜実; 榊原 哲朗; 中澤 修; 目黒 義弘

JAEA-Technology 2014-039, 28 Pages, 2014/12

JAEA-Technology-2014-039.pdf:6.13MB

東海再処理施設で作製されたLA系アスファルト固化体は200Lドラム缶内に封入されており、アスファルト固化体貯蔵施設に13,296本収納されている。LA系アスファルト固化体の処分に向け、処分場設置スペースの効率化を図るための減容化策の一つとして、200Lドラム缶からアスファルト固化体を角型容器に詰め替えるための要素技術を検討した。詰め替え工程として、(1)ドラム缶からのアスファルト固化体の取り出し、(2)ポストフィーリング部の分離、(3)角型容器への充填といった一連の工程を考案し、個々の工程に対して2通りの操作方法を検討し、それぞれの技術の作業効率等を調べた。

論文

System of the advanced volume reduction facilities for LLW at JAERI

樋口 秀和; 門馬 利行; 中塩 信行; 小澤 一茂; 藤平 俊夫; 須藤 智之; 満田 幹之; 黒澤 重信; 邉見 光; 石川 譲二; et al.

Proceedings of International Conference on Nuclear Energy System for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005) (CD-ROM), 6 Pages, 2005/10

日本原子力研究所は、表面線量率が2mSv/h以下の低レベル固体廃棄物を対象として、高い減容比と安定性が得られる溶融処理及び高圧縮処理を行う高減容処理施設を建設整備した。本施設により将来の処分に適した廃棄物パッケージを作製するとともに廃棄物の蓄積を減少することができる。本施設は解体分別保管棟及び減容処理棟から構成される。解体分別保管棟の解体設備では、タンクや塔槽類等200$$ell$$ドラム缶以上の大型廃棄物を、材質や形状に応じて、レーザー切断機,プラズマ切断機等適切な切断機器を選択して切断する。本設備は1999年7月より供用を開始し、前年度まで大型廃棄物を約600m$$^{3}$$処理し、約1/3に減容した。減容処理棟における処理対象廃棄物は、難燃物やガラス,コンクリート,金属等の不燃物である。放射能評価の容易な原子炉施設から発生した金属廃棄物は、高圧圧縮装置で減容する。その他の放射性物質の種類と量が多種多様な廃棄物は均一化することにより放射能評価が容易に行える金属または非金属溶融設備により減容を行う。減容処理棟は、2003年に整備を終了し、現在、作業者の訓練や均一化のための溶融条件把握のためのコールド運転を実施中であり、2005年度より実廃棄物を用いた運転を開始する予定である。

論文

Reduction of the operating gas pressure in a cesium-seeded large multicusp H$$^{-}$$ ion source

奥村 義和; 花田 磨砂也; 井上 多加志; 水野 誠; 小原 祥裕; J.Pamela*; 鈴木 靖生*; 田中 秀樹*; 渡邊 和弘

Production and Application of Light Negative Ions, p.35 - 40, 1991/00

ソースプラズマの閉じ込めを改善した大型負イオン源にごく少量のセシウムを添加することにより、負イオン源の運転ガス圧を大きく低下させることに成功した。体積生成型負イオン源においては、負イオン電流値を最大にする最適な運転ガス圧が存在し、それ以下のガス圧では負イオン電流値は急激に減少してしまう。しかしながらプラズマの閉じ込めを改善し、かつ、セシウムを添加することにより、最適ガス圧を1~2Paから、0.4Pa程度に、また負イオン電流が70%低下することを許容すれば、0.03Paまで下げることが出来た。この超低ガス圧の領域では、対電は蒸発したごく少量のセシウムにより維持されていることがわかった。

報告書

触媒燃焼によるイオン交換樹脂の減容処理,第3報; 総括反応速度の把握

矢幡 胤昭; 木下 弘毅*; 平田 勝

JAERI-M 90-075, 68 Pages, 1990/05

JAERI-M-90-075.pdf:1.7MB

酸化銅触媒を備えた流動層式焼却システム開発の一環として、今回はスケールアップのための工学データの取得を目的に実験を行なった。本実験では、常温および高温における流動化開始速度を実測し、理論式の適用性を評価した。また、イオン交換樹脂を燃焼する際の最適温度条件および流速条件を把握すると共に、得られた見かけの反応速度定数を用いることにより、焼却炉の処理能力を評価できる見通しを得た。今後は、この評価手法の連続処理への拡張および触媒反応部における運転条件の把握を行っていく予定であるが、今回得られた諸データは大型装置の設計および運転条件の設定に大きく寄与するものと考えられる。

報告書

触媒燃焼によるイオン交換樹脂の減容処理,第2報; ベンチスケール試験

矢幡 胤昭; 平田 勝; 寺門 範充*; 栗原 正義

JAERI-M 88-233, 29 Pages, 1988/11

JAERI-M-88-233.pdf:0.84MB

酸化銅触媒を備えた流動層式焼却炉を用い、タール及びススの発生を防止したイオン交換樹脂の減容試験を行った。流動媒体として活性アルミナを用い、1.4Nm$$^{3}$$/hの空気により流動化させた。樹脂はスクリューフィーダーによって約0.2kg/hの速度で焼却炉に供給した。樹脂は750$$^{circ}$$Cで直ちに熱分解及び熱焼するが、空気に同伴された未燃焼物は酸化銅触媒との接触反応により完全燃焼することができた。排ガス分析の結果、CH$$_{4}$$は約50ppm、COは約25ppm、SO$$_{2}$$は1500~2000ppmであった。SO$$_{2}$$の存在下でも触媒を650$$^{circ}$$Cに加熱することで、タール及びススは発生せず完全燃焼が得られた。このことから、触媒燃焼はイオン交換樹脂の減容処理に適していることが確認された。

報告書

触媒燃焼によるイオン交換樹脂の減容処理,第1報; 基礎試験

矢幡 胤昭; 寺門 範充*; 栗原 正義

JAERI-M 88-008, 25 Pages, 1988/01

JAERI-M-88-008.pdf:0.66MB

イオン交換樹脂焼却処理の基礎データを得るために、熱天秤を用いて樹脂の熱分解挙動を調べた。

論文

原研における原子炉解体廃棄物処理技術開発の現状

加藤 清

放射性廃棄物管理専門研究会報告書, p.24 - 28, 1987/00

原子炉解体技術開発の一環として、解体廃棄物の処理技術等の開発を57年度から下記のテーマについて進めてきた。(1)高放射化解体物理用コンテナ及び低中レベル廃棄物用パッケージ、(2)金属解体物の圧縮切断と高圧縮処理技術、(3)コンクリート解体物のセメント固化処理技術、(4)大型機器類の表面汚染固定処理技術、(5)解体廃棄物の管理システムの評価検討。これらの技術開発の現状を紹介する。 (内容については、主に原子力工業第32巻第9号(1986)に掲載されたものである。)

論文

III,原子炉解体技術開発の現状,6; 解体廃棄物処理処分技術

沼宮内 弼雄; 加藤 清

原子力工業, 32(9), p.74 - 79, 1986/00

原子炉施設の解体に際しては、金属解体物やコンクリート解体物などの放射性廃棄物が解体期間中に集中的に大量に発生する。このため、解体廃棄物の処理技術等の確立をはかる必要がある。原研における解体廃棄物処理処分関連技術の開発として、57年度から、(i)解体廃棄物のパッケージ技術、(ii)金属廃棄物の減容処理技術(圧縮切断と高圧縮処理法)、(iii)コンクリート廃棄物のセメント固化処理技術、(iv)大型機器やコンクリート解体物の表面汚染固定処理技術、(v)解体廃棄物の管理システムの評価検討について、技術開発を進めてきた。これらの技術開発の現状を簡単に解説する。

論文

A Comparison of the acid digestion of spent ion exchange resins using H$$_{2}$$SO$$_{4}$$-HNO$$_{3}$$ and H$$_{2}$$SO$$_{4}$$-H$$_{2}$$O$$_{2}$$

松鶴 秀夫; 小林 義威; 土尻 滋; 吾勝 常勲; 森山 昇

Nucl.Chem.Waste Manage., 4, p.307 - 312, 1983/00

使用済イオン交換樹脂の減溶処理を目的に、既存の酸分解反応系H$$_{2}$$SO$$_{4}$$-HNO$$_{3}$$の代替としてH$$_{2}$$SO$$_{4}$$-H$$_{2}$$O$$_{2}$$を提案した。両反応系を用いて、酸分解条件と酸化分解率との関係、放射性核種の反応系における挙動等について比較検討を行い、H$$_{2}$$SO$$_{4}$$-H$$_{2}$$O$$_{2}$$がよりすぐれた反応系である事で見出した。

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