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廃炉環境国際共同研究センター; 名古屋大学*
JAEA-Review 2022-033, 80 Pages, 2022/12
JAEA-Review-2022-033.pdf:4.08MB
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3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株式会社福島第一原子力発電所(1F)の廃炉等を始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、令和元年度に採択された「一次元光ファイバ放射線センサを用いた原子炉建屋内放射線源分布計測」の令和元年度から令和3年度の研究成果について取りまとめたものである。本課題は令和3年度が最終年度となるため3年度分の成果を取りまとめた。本研究では、1Fの廃炉を進めるにあたり把握する必要がある、原子炉建屋内作業環境の放射線源の位置分布を測定するセンサとして、最も確実に汚染源の位置分布の把握を行うことができ、密着型で、かつ「点」ではなく「線」に沿った放射線源分布が把握できる、一次元光ファイバ放射線センサの開発を行った。従来型の飛行時間型光ファイバ放射線センサについて、光ファイバの材質の検討及び光ファイバ径の小口径化を行うことで、高線量率・高散乱線環境へ適用可能なセンサを見出し、光ファイバの多チャンネル化を行うことで低線量率に対しても感度を維持できるシステムの構築を行った。加えて、1F原子炉建屋内に局所的に存在するSv/hオーダーを超える環境へ適用可能であり、さらには、飛行時間法のファイバ両端での受光の必要性という課題を解決する全く新しい方式のセンサとして、光ファイバの片側から光の波長スペクトルを読み出し、光ファイバ内での光の減衰量に波長依存性が存在することを利用して、放射線入射位置を逆推定する波長分解型光ファイバ放射線センサを開発した。
邉見 光; Walker, A.*; 山口 徹治
Radiochimica Acta, 109(7), p.539 - 546, 2021/07
被引用回数：0 パーセンタイル：0.00(Chemistry, Inorganic & Nuclear)プルトニウム(IV)の収着挙動を非静電的モデル(NEM)を用いて解析するため、低酸素濃度条件下で炭酸塩溶液中の石英へのPu(IV)の収着を系統的に調べた。Pu(IV)の収着データは、pHと炭酸塩濃度の関数としてバッチ収着実験から得られたものである。Pu(IV)の石英への収着は、4価アクチノイドとして化学的に類似していると考えられるTh(IV)と同様の傾向を示した。石英へのPu(IV)の分配係数
dは、pH8から11の条件では、全炭酸塩濃度の2乗に反比例することがわかった。しかし、モデル化研究の結果、
SOTh(OH)
及びSOThOH(CO
)
のTh(IV)収着モデルは、石英へのPu(IV)収着のシミュレーションに適用できないことが明らかになった。イオン半径がTh(IV)よりも小さいPu(IV)では、負に帯電した配位子間の静電反発により、SOM(OH)及びSOMOH(CO)の生成が制限されていることが推測された。SOPu(OH)及びSOPu(OH)としてPu(IV)収着モデルを開発した。また、石英のデータと比較するために、白雲母へのPu(IV)の収着データを取得した。
富永 大輝*; 川北 至信; 中川 洋; 山田 武*; 柴田 薫
JPS Conference Proceedings (Internet), 33, p.011086_1 - 011086_5, 2021/03
後方散乱型中性子分光器、特にJ-PARC MLFのBL02(DNA)分光器用に最適化された二重円筒型石英試料セルを開発した。一端を閉じられた石英ガラス管を0.55mmの厚みまで削り、内筒を底部の突起によって外筒に同芯になるように挿入する。この石英セルは、標準的に用いられているアルミセルの表面に触れさせたくない試料に用いられる。石英セルと標準アルミセルの容器散乱の効果を重水バッファ試料を使って中性子準弾性散乱実験(QENS)により確かめた。Qが1[1/A]未満の領域では石英セルとアルミ容器の弾性散乱プロファイルはほぼ同一であった。一方Qが1[1/A]以上の領域では、石英ガラスのFSDPのために、プロファイルが異なることが分かった。この領域では、吸収補正や石英セルの個々の厚みの差を考慮した解析が必要である。
西谷 健夫; 杉江 達夫; 森下 憲雄; 横尾 典子*
Fusion Engineering and Design, 74(1-4), p.871 - 874, 2005/11
被引用回数：13 パーセンタイル：64.84(Nuclear Science & Technology)ITERの分光計測用の窓材としては2種類のロシア製溶融石英、KU-1とKS-4Vが候補になっている。KU-1はOH基を約800ppm添加することにより耐放射線性を高めており、逆にKS-4Vは不純物を極力少なくすることにより耐放射線性を高めている。ITERにおける窓の取付け位置の線量は数MGyであり、そのような線量領域の照射効果の温度依存性のデータはほとんどなかった。そこで、原研高崎研究所のCo-60
線照射施設を用い、KU-1とKS-4Vの透過率変化を室温,100,200,300
Cの4点において、10MGyの線量まで測定した。試料寸法は
16mm
8mmである。190
2500nmの波長域で測定したが、400nm以上では有意な変化は見られなかった。KS-4Vでは100C以上においてほとんど温度依存性がみられないが、215nmにおいても70%近い透過率を保っている。これに対し、KU-1では温度依存性が大きく、高温ほど透過損失が小さいが、室温200Cでは215nmにおいて1%以下に減衰している。以上のことからITERの分光計測用窓材としてはKS-4Vが優れており、100C程度で加熱して使用すれば、さらに透過損失の増加を抑制できることがわかった。
西谷 健夫; 杉江 達夫; 河西 敏; 金子 順一*; 山本 新
Journal of Nuclear Materials, 307-311(Part2), p.1264 - 1267, 2002/12
被引用回数：23 パーセンタイル：78.97(Materials Science, Multidisciplinary)紫外域の分光計測は炭素等の軽元素不純物のモニターとして重要である。ITERにおいてロシア製KU-1溶融石英は可視及び紫外域の窓材の有力な候補であるが、紫外域の中性子照射下における透過損失のデータはほとんどない。そこでFNSを使用して、KU-1溶融石英窓の14MeV中性子照射下における透過損失の実時間測定を行った。直径16mm,厚さ8mmのKU-1溶融石英サンプルはFNSの回転トリチウムターゲットの直前に設置した。重水素ランプにより紫外線をサンプルに入射し、透過光を光ファイバーに集光させ、照射室外の分光器で200-400nmの波長域の透過率を測定した。中性子フルエンスは7.410
n/m
であった。照射による著しい損失増加が200-300nmの波長域で観測され、特に215nmと245nmにおいて吸収ピークを確認した。215nmの吸収ピークでは510n/mのフルエンスで透過率が厚さ1cmに対し10%まで減少することがわかった。このことからITERにおける分光測定では窓の透過率をその場較正する必要があることを示した。
佐藤 文信*; 大山 幸夫; 飯田 敏行*; 前川 藤夫; 池田 裕二郎
Fusion Engineering and Design, 41, p.207 - 212, 1998/00
被引用回数：2 パーセンタイル：24.33(Nuclear Science & Technology)D-T中性子による核融合炉のプラズマ診断装置の窓材料の発光は計測の雑音源となるため、発光の定量的な評価が重要である。そこで、ポリクロメータ、光ファイバー等からなる発光測定装置を製作し、D-T中性子照射中の高純度シリカガラス、人工石英、人工サファイア等の発光量を測定した。シリカガラスの発光スペクトルは450nmに大きなピークを持ち、これは酸素空孔での自己トラップ励起からの脱励起過程によるものと考えられる。発光量はD-T中性子束と比例関係にあり、D-T中性子による高純度シリカガラスの可視領域の発光量は、1MeVのエネルギー付与あたり光子5
3個であった。コバルト-60線源による照射では1MeVのエネルギー付与あたり光子13550個であったため、中性子による発光効率は線のものよりもかなり低いことがわかった。これらの結果は、今後の核融合炉プラズマ診断装置の設計に役立つものである。
B.Clozel*; 小室 光世*; 中島 悟*; 永野 哲志; 正木 信行; 林 久人*
秋田大学鉱山学部資源地学研究施設報告, 0(57), p.25 - 55, 1992/03
主に堆積岩中に胚胎する世界のウラン鉱床6地域の岩石試料について、鉱物の放射線損傷を電子スピン共鳴分光法(ESR)及びカソードルミネッセンス(CL)法により調べた。粘土鉱物の中でカオリン鉱物を含む粘土フラクション粉体のESRスペクトルには、放射中心と同様のシグナルが観察された。従って、岩石の風化や変質の際の、ウラン等の放射性元素の挙動の指標としては、カオリン鉱物が最も適している。同じ試料のCL法による観察では、ウランの含有量の高い試料中の石英粒子の周縁部に、30ミクロン程度の放射線損傷リムが存在していることが観察された。このリムは、ウランの含有量が低くても年代の古い試料には存在しており、石英の堆積時から現在までの放射線被曝歴を示している。従って、これら2つの手法は、鉱床生成時から現在にかけてのウランの2次的移動・濃集過程の解析手段として用いることができる。
大平 茂; 三角 昌弘; 奥野 健二; 成瀬 雄二
Proceedings of the 12th Symposium on Ion Sources and Ion-Assisted Technology, p.213 - 216, 1989/00
核融合炉第一壁材料のトリチウム透過漏洩量測定実験を行なう為に開発されたイオン源について(その構造及び重水素を使った性能試験について)述べた。本イオン源はクォーツキャピラリー型イオン源の改良型であり、低エネルギー、大電流の原子状イオンビームが得られる特徴がある。引出エネルギー200eV以上では1mA以上のビーム電流が得られた。アノード電流が高くなるとイオンビーム中の原子状イオン(D
)の割合は大きくなりI
=10Aで83%に達した。イオン源内のガス圧力に対しては、イオン種の割合は高い圧力の時にD
が増加する傾向があった。
廣木 成治; 阿部 哲也; 稲川 幸之助*; 小原 建治郎; 村上 義夫
JAERI-M 84-012, 14 Pages, 1984/02
核融合装置第1壁に付着する不純物の重量変化を高精度でかつ連続的に測定するため、推奨振動子微量天秤を試作した。この装置は、試料用と参照用の2枚の振動子の発振周波数差を信号として検出するものであり、両方の振動子に加わる発振周波数の不安定要因を相殺することができる。そして、水晶振動子の発振周波数の安定性に関係する電磁波雑音の有無、温度、励振電力、負荷容量(静電容量)の変動などについて検討し、最適な回路システムを作成した。また、この装置を用いてガス吸着量の測定を行い、その有用性について考察した。
鈴木 富男; 新藤 雅美; 近藤 達男
JAERI-M 83-093, 16 Pages, 1983/07
高温ガス炉冷却材近似ヘリウムのような微量の不純物を含む雰囲気で腐食試験を行うのに適した試験装置を開発した。この試験装置の特徴は以下の通りである。1)反応容器は透明石英製である。2)4つの試験片が各々独立した容器に納められ、同時に同じ雰囲気中で試験がてきる。3)熱サイクル、恒温のいづれでも酸化試験ができる。4)定量的な重量増加量の測定と腐食生成物の放射化分析のためにはく離酸化物が回収可能な構造になっている。この装置は精製、不純物添加の機能を有し、高温ガス炉近似ヘリウムを連続的に供給できるヘリウムガスループに接続されている。熱サイクル腐食試験装置を使用した長時間酸化試験の代表的な実験結果の一例として、はく離酸化物を回収して重量変化を求めた結果および腐食生成物の放射化分析を行った分析例を示した。
久保 和子
Journal of the Physical Society of Japan, 16(1), p.108 - 113, 1961/00
被引用回数：0抄録なし
邉見 光
no journal, ,
プルトニウム(IV)の収着挙動を非静電的モデル(NEM)を用いて解析するため、低酸素濃度条件下で炭酸塩溶液中の石英へのPu(IV)の収着を系統的に調べた。Pu(IV)の収着データは、pHと炭酸塩濃度の関数としてバッチ収着実験から得られたものである。Pu(IV)の石英への収着は、4価アクチノイドとして化学的に類似していると考えられるTh(IV)と同様の傾向を示した。石英へのPu(IV)の分配係数dは、pH8から11の条件では、全炭酸塩濃度の2乗に反比例することがわかった。しかし、モデル化研究の結果、SOTh(OH)及びSOThOH(CO)のTh(IV)収着モデルでは、石英へのPu(IV)収着を再現できなかった。これは、イオン半径がTh(IV)よりも小さいPu(IV)では、負に帯電した配位子間の静電反発により、SOM(OH)及びSOMOH(CO)の生成が制限されている可能性があることが推測された。SOPu(OH)及びSOPu(OH)としてPu(IV)収着モデルを開発した。また、石英のデータと比較するために、白雲母へのPu(IV)の収着データを取得した。
