Reformation of protective oxide layers on artificially abraded surfaces of FeCrAl alloy during 40000h exposure in flowing lead-bismuth eutectic

近藤 正聡*; 北村 嘉規*; 瓦井 篤志*; 斎藤 滋; 大林 寛生

Corrosion Science, 262, p.113646_1 - 113646_14, 2026/04

https://doi.org/10.1016/j.corsci.2026.113646

流動鉛ビスマス共晶合金(LBE)中におけるFeCrAl合金APMT(Fe-21Cr-5Al-3Mo)の耐食性を、非等温強制循環ループ(OLLOCHI)を用いた腐食試験により調べた。試験温度は723K、LBE中の酸素濃度は110wt%に制御した。流動LBEに2000時間及び4000時間浸漬した試験片では、深刻な腐食や侵食は検出されなかった。腐食試験中、APMT表面にはFeリッチ層、Crリッチ層、Alリッチ層からなる多重酸化物層が形成され、これらが腐食と侵食を抑制した。これらの酸化物層を研磨により除去した試験片をさらに2000時間流動LBE中に再浸漬した。その結果、研磨面に酸化層が再形成された。この挙動はこのFeCrAl合金が自己修復能力を有することを示唆している。2000時間の腐食試験後のマイクロスクラッチ試験の結果から、その場形成された多重酸化皮膜はせん断方向において高い付着強度を示したことが確認された。

再処理施設内作業におけるアメリシウム検出傾向

芳中 一行

JAEA-Review 2025-063, 50 Pages, 2026/03

JAEA-Review-2025-063.pdf:3.84MB

再処理施設の廃止措置において、通常、安全貯蔵期間が設けられない理由の一つにPu-241がAm-241に崩壊し工程設備内に蓄積することがある。東海再処理施設は、2007年に操業運転を終了してから18年が経過しており、最近の作業において、従前に比べるとAm-241の相対的割合が大きくなっていると考えられたため、作業の際に行われた核種分析の結果の記録から、その傾向を調査することとした。なお、本調査においては、主要核種であるCs-137との相対的割合に着目し、その傾向を分析し、考察を加えている。調査の結果、各工程設備ともAm-241の相対的割合が増加傾向にあることが確認できたが、その増加の様相は各工程により異なる。使用済燃料受入貯蔵工程周辺作業では、濃縮ウラン貯蔵プール等への出し入れの際に除染行為を行っていること、Cs-137の溶解性が影響していると考えられ、近年では検出された核種の80%90%に相当する割合がAm-241となるようなケースもあった。機械処理(せん断)工程周辺作業では、取り扱った使用済燃料中の組成に応じた増加傾向となっていると思われ、その全核種に対するAm-241の割合は大きいものでは40%を超えていた。ガラス固化処理工程周辺作業では、固化処理対象とした高放射性廃液の組成に応じた増加傾向になっていると思われ、その全核種に対するAm-241の割合は大きいものでもこれまでのところ10%を超えるものはなかった。低放射性廃液処理工程周辺作業では、廃液貯槽等の底部に沈殿している成分が影響していると思われ、Am-241は高い割合で検出される傾向があった。低放射性固体廃棄物の焼却処理工程周辺作業では、全体としては、取り扱った廃棄物に応じて検出される傾向にあると考えられるが、焼却炉内部壁面などで比較的高い割合でAm-241が検出された。

2024年度人形峠環境技術センターにおける研究・技術開発成果; トピックス

人形峠環境技術センター

JAEA-Review 2025-059, 51 Pages, 2026/03

JAEA-Review-2025-059.pdf:6.2MB

本報告書は、2024年度に人形峠環境技術センターが実施した研究開発や技術開発に係る主要な業務を概説するものである。人形峠環境技術センターでは、2001年まで核燃料サイクルにおける上流側(フロントエンド)と言われるウランの探鉱から採鉱、製錬、転換、そしてウラン濃縮までの技術開発を実施し、現在ではこれら開発に使用してきた施設・設備の解体・撤去に取り組んでいる。また、2016年に公表した「ウランと環境研究プラットフォーム」構想に基づき、ウラン廃棄物を安全に処理・処分するための研究開発にも取り組んでいる。ウランと環境をテーマとした研究開発は、人形峠周辺環境の特徴を活かした「環境研究」及び人形峠環境技術センターの施設やポテンシャルを活かした「ウラン廃棄物工学研究」に大別される。また、安全や現場管理に関する技術開発、保健物理や放射線生物学の視点から放射線影響評価に関する研究も進めている。本報告書では、環境研究や環境保全として、山地における地下水流動の特徴に関する調査、長寿命陰イオン系核種の鉱物固定化について報告する。ウラン廃棄物工学研究として、レーザーを利用した除染技術開発、廃棄体容器材料に関する調査について報告する。安全技術・設備開発として、人形峠環境技術センター内法面の防災対策、安全情報に関するデータ解析について、また放射線影響評価研究として、トロンの体内分布に関する数理モデル構築、ラドン泉地域における地中ラドンの調査について報告する。これら研究・技術開発の成果は、論文等を通じて積極的に外部発表するよう努めている。

幌延深地層研究計画における地下施設での調査研究段階(第3段階: 令和2年度以降の必須の課題2020-2024年度)研究成果報告書

中山 雅; 石井 英一; 青柳 和平; 早野 明; 大野 宏和; 尾崎 裕介; 望月 陽人; 武田 匡樹; 木村 駿

JAEA-Research 2025-016, 141 Pages, 2026/03

JAEA-Research-2025-016.pdf:13.37MB

幌延深地層研究計画は、国立研究開発法人日本原子力研究開発機構が堆積岩を対象に北海道幌延町で実施している地層処分技術に関する研究開発の計画である。幌延深地層研究計画は、「地上からの調査研究段階(第1段階)」、「坑道掘削(地下施設建設)時の調査研究段階(第2段階)」および「地下施設での調査研究段階(第3段階)」の3つの調査研究段階に分けて進めている。2020年度からは、北海道および幌延町により受け入れられた、「令和2年度以降の幌延深地層研究計画」で示した令和2年度以降の必須の課題である、(1)実際の地質環境における人工バリアの適用性確認、(2)処分概念オプションの実証、(3)地殻変動に対する堆積岩の緩衝能力の検証について、第3期および第4期中長期目標期間を目途に取り組むこととしている。本報告書では、上記の令和2年度以降の必須の課題のうち、2020年度から2024年度までに所期の目標を達成した課題について調査研究の成果を取りまとめた。今後これらの課題で得られた成果については、2024年度から実施している、「坑道スケールピットスケールでの調査・設計・評価技術の体系化」において、坑道やピットの配置に係る考え方、人工バリア材料などの設置方法、それらの閉じ込め性能を評価する手法の体系的な整理に反映していく。

Cesium sorption onto alkaline activated materials

萩原 大樹; 高久 敦*; 佐川 浩*; 菅野 太志*; 伊藤 あずさ; 安藤 太一*; 市原 正嗣*; 渡辺 勇輔; 小荒井 一真; 加藤 潤; et al.

Proceedings of Waste Management Symposia 2026 (WM2026) (Internet), 7 Pages, 2026/03

Alkaline activated materials (AAMs) are being considered for the immobilization of radioactive materials. The aim of this study was to investigate the possible cesium sorption mechanisms of a metakaolin-based AAM that had been stored at room temperature for an extended period. To evaluate the effectiveness of a radiocesium sorption strategy, cesium sorption experiments were conducted. Subsequently, the solid samples were analyzed using various characterization techniques. The results indicate that cesium was incorporated into micrometer-size fine particles within the AAM. Cs-Na ion exchange occurs within the zeolite framework, involving the Al-O-Si and Si-O-Si bands. Overall, cesium can be effectively sorbed into the AAM that has been stored for several days.

スライド式パッカーを用いた孔内軸変位計測における室内校正実験方法の改善

佐久間 圭佑; 石井 英一; 青柳 和平; 田村 友識

材料, 75(3), p.166 - 172, 2026/03

https://doi.org/10.2472/jsms.2025.00103

断層のせん断コンプライアンスを調べる方法として、スライド式パッカーを用いた孔内軸変位計測手法が開発されている。本研究では、本手法を適用するために必要となるパッカーのコンプライアンスを決定するための室内実験方法を再検討した。先行研究ではパッカー単体を用いて実験が行われたが、本研究ではより実際の原位置試験条件に近い2つのパッカーを連結させた状態でパッカーのコンプライアンスを決定した。その結果、パッカー単体での実験ではコンプライアンスを過大もしくは過少評価する可能性があり、パッカー圧が小さいほど、パッカーを連結させた状態の結果と違いが大きくなることが分かった。また、コンプライアンスはパッカー圧に依存し、パッカー圧が小さいほど大きいことが分かった。これらのことから、室内実験では2つのパッカーを連結させ、かつ、パッカー圧を原位置試験の値に近づけることが望ましいことが分かった。今回得られた知見は、スライド式パッカーを用いた孔内軸変位計測手法の信頼性を向上させる上で重要である。

幌延深地層研究センターゆめ地創館を活用したリスク・コミュニケーションについて(2022年度)

吉田 卓也; 井上 裕一; 堀越 秀彦*; 谷 康輔*

JAEA-Review 2024-062, 119 Pages, 2026/02

JAEA-Review-2024-062.pdf:3.12MB

幌延深地層研究センターは、深地層研究のための地下坑道等の研究施設、またその研究内容を解説するための施設と研究者が揃っており、敷地内には、実際の人工バリアを実規模で体感できる工学研究施設もあり、高レベル放射性廃棄物の地層処分について詳しく知るための国内最高の環境を有する施設である。これらの優位性を生かし、来場する国民各層を対象として高レベル放射性廃棄物に対する漠然とした疑問、不安などの意見について、アンケート等を活用した広聴を行っている。今回、2022年4月から2023年1月までに収集したアンケート等の意見(回答者2,673人)について統計分析の結果を報告する。

幌延深地層研究センターゆめ地創館を活用したリスク・コミュニケーションについて(2020年度)

牧田 伸治; 井上 裕一; 堀越 秀彦*

JAEA-Review 2024-055, 135 Pages, 2026/02

JAEA-Review-2024-055.pdf:3.37MB

幌延深地層研究センターは、深地層研究のための地下坑道等の研究施設、またその研究内容を解説するための施設と研究者が揃っており、敷地内には、実際の人工バリアを実規模で体感できる工学研究施設もあり、高レベル放射性廃棄物の地層処分について詳しく知るための国内最高の環境を有する施設である。これらの優位性を生かし、来場する国民各層を対象として高レベル放射性廃棄物に対する漠然とした疑問、不安などの意見について、アンケート等を活用した広聴を行っている。今回、2020年4月から2021年1月までに収集したアンケート等の意見(回答者1,535人)について統計分析の結果を報告する。

Methodology for evaluating matrix diffusion and sorption parameters in crystalline rocks; Application to laboratory and in-situ diffusion experiments at the Grimsel test site

深津 勇太; 小栗 朋美*; 浜本 貴史*; 石田 圭輔*; Martin, A.*; 舘 幸男

Journal of Contaminant Hydrology, 277, p.104865_1 - 104865_12, 2026/02

https://doi.org/10.1016/j.jconhyd.2026.104865

For long-term safety assessments of deep geological disposal, evaluating effective diffusion coefficients () and distribution coefficients () under in-situ conditions remains a critical yet challenging task due to practical limitations. This study aims to establish a methodology for evaluating these parameters under realistic geological conditions through an integrated analysis of a long-term in-situ diffusion (LTD-II) experiment and complementary laboratory through-diffusion experiments in Grimsel granodiorite. The proposed approach combines (i) post analysis of cored samples to characterize spatial variations in pore connectivity and anisotropic transport, (ii) numerical modeling that accounts for the borehole disturbed zone (BDZ), and (iii) laboratory diffusion experiments to verify the consistency and reliability of in-situ parameter estimation. The modeling reproduced both the depletion curves and the tracer concentration profiles observed in the LTD-II experiment, particularly the sharp gradients within a few millimeters from the injection hole, which were attributed to BDZ. The derived and K values for sorbing tracers (Na, Cs, and Ba) were consistent between laboratory and in-situ conditions for transport distances up to several centimeters, confirming the reliability of the parameter derivation approach for sorbing species over short distances. In contrast, non-sorbing tracers (HTO and Cl) exhibited depth-dependent concentration variations extending 50 cm from the injection hole. The D values of non-sorbing tracers were two to three times higher than those obtained in laboratory tests, yet remained within the same order of magnitude. These variations of non-sorbing tracers could be qualitatively explained by anisotropic transport along foliation and minor advection over several tens of centimeters, highlighting the importance of accounting for local structural and hydraulic variations when interpreting in-situ diffusion data. These results demonstrate that integrating in-situ diffusion data with laboratory verification and spatial profiling provides a methodology for deriving diffusion and sorption parameters representative of in-situ conditions, and clarifies the practical limitations and applicable range of transport modeling in crystalline rocks.

New insights into the Oklo natural fission reactors elucidated from isotopic studies using state-of-the-art analytical techniques

日高 洋*; 鏡味 沙耶; 齊藤 天晴; 横山 立憲; Pravdivtseva, O.*; Meshik, A.*; Bentridi, S.*; Durastanti Rabnga Mombo, E. D.*; Gall, B.*

Radiation Protection Dosimetry, 202(2), p.65 - 69, 2026/02

https://doi.org/10.1093/rpd/ncaf119

オクロ天然原子炉試料の同位体データは、個々の原子炉領域で生じた核反応の履歴を読み解くための重要な情報だが、そのほとんどは四半世紀以上前に取得されたものである。同位体分析に使用する質量分析装置の技術的進歩は目覚ましく、最新の技術によって従来よりも高精度な同位体データを取得することで、オクロ現象の解明に繋がる新たな知見を得ることが期待できる。本論文では、現在我々が実施している、先端的同位体分析技術に基づくオクロ現象に対する新しいアプローチについて論ずる。