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報告書

濃縮工学施設における廃止措置の進捗状況; 平成26年度下半期

松本 孝志; 高橋 信雄; 林原 健一; 石森 有; 美田 豊; 垣屋 秀好

JAEA-Technology 2016-020, 80 Pages, 2016/11

JAEA-Technology-2016-020.pdf:17.8MB

人形峠環境技術センターの濃縮工学施設は、ウラン濃縮プラントの技術的基盤を確立することを目的として建設された施設である。施設内に2つのプラントがあり、天然ウラン及び、回収ウランを用いた濃縮ウランの製造試験を昭和54年度から平成元年度まで行った。平成26年度からは廃棄物調査や澱物調査等を実施する区画を整備するため、平成31年度までの計画でウラン濃縮プラントを構成するプロセス設備やユーティリティ設備などの管理区域内設備を解体・撤去する。本報告書は、濃縮工学施設の廃止措置の基本計画に基づき、廃止措置進捗状況として平成26年度下半期の実績工程、廃止措置方法、写真による廃止措置経過及び部屋・作業員種別毎の作業人工実績、についてまとめた。

報告書

濃縮工学施設における廃止措置の進捗状況; 平成26年度上半期

松本 孝志; 森本 靖之; 高橋 信雄; 高田 正晴; 吉田 英明; 中島 伸一; 石森 有

JAEA-Technology 2015-036, 60 Pages, 2016/01

JAEA-Technology-2015-036.pdf:9.15MB

人形峠環境技術センターの濃縮工学施設は、ウラン濃縮のプラント技術的基盤を確立することを目的として建設された施設である。施設内に2つのプラントがあり、天然ウラン及び、回収ウランを用いたウラン濃縮試験を昭和54年度から平成元年度まで行った。平成26年度からは廃棄物調査や澱物調査等を実施する区画を整備するため、平成31年度までの計画でウラン濃縮プラントを構成するプロセス設備やユーティリティ設備などの管理区域内設備を解体・撤去する。本報告書は、この濃縮工学施設の廃止措置の基本計画を記載するとともに、廃止措置進捗状況として平成26年度上半期の実績工程、廃止措置方法、写真による廃止措置経過及び、部屋・作業員種別毎の作業人工実績、についてまとめた。平成26年度上半期の解体作業に伴い発生した解体物は、メッシュコンテナ37基、200リットルドラム缶199本であり、二次廃棄物は271.4kg(可燃物91.9kg、難燃物179.5kg)であった。

報告書

エマルションフローを利用した液・液抽出法によるウラン廃液処理試験

菅田 信博; 大天 正樹; 遠藤 裕治; 吉田 英明; 美田 豊; 長縄 弘親; 永野 哲志; 柳瀬 信之

JAEA-Technology 2015-007, 43 Pages, 2015/03

JAEA-Technology-2015-007.pdf:5.33MB

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターのウラン濃縮施設には、ウラン濃縮技術開発に使用した核不拡散に係わる機微情報を有する遠心分離機が存在している。この遠心機は希硫酸及び水による超音波洗浄等の湿式除染により部品表面へ付着した放射性物質を分離処理し、処理した廃液中のウランを除去することにより、廃液処理後に発生する澱物の放射能濃度を低減させることで、澱物処理が削減できるかの可能性を検討している。このため、平成19年度より原子力基礎工学研究部門と連携を図り、エマルションフロー法によるウラン抽出分離技術の開発を進めてきている。開発したエマルションフロー法を利用した試験装置について、希硫酸及び水の実廃液を用いた試験を行い、基礎試験で確認した性能が得られるかを検証した。

論文

Application of ionic liquid as a medium for treating waste contaminated with UF$$_{4}$$

大橋 裕介; 浅沼 徳子*; 原田 雅幸*; 和田 幸男*; 松原 達郎; 池田 泰久*

Journal of Nuclear Science and Technology, 46(8), p.771 - 775, 2009/08

転換・濃縮施設で発生するウラン廃棄物の多くはUF$$_{4}$$で汚染されている。UF$$_{4}$$はイオン液体BMICl(1-buthyl-3-methylimidazolium chloride)にほぼ完全に溶解した。UF$$_{4}$$に汚染された金属廃棄物をBMIClによって除染した結果、想定したクリアランスレベル1Bq/g以下まで除染することができた。また、UF$$_{4}$$を溶解したBMIClについて、サイクリックボルタモグラムを測定した結果、UO$$_{2}$$への還元につながるUO$$_{2}$$$$^{2+}$$$$rightarrow$$UO$$_{2}$$$$^{+}$$と推察される非可逆的還元波が見られた。

報告書

電離イオン式測定器に関する技術開発; クリアランスレベル測定装置への適用性評価

美田 豊; 松村 敏博; 横山 薫; 杉杖 典岳

JAEA-Technology 2008-061, 35 Pages, 2008/10

JAEA-Technology-2008-061.pdf:3.87MB

人形峠環境技術センターでは、今後の廃止措置段階において、ウランで汚染した解体物及び廃棄物が多量に発生する。これらの解体物及び廃棄物の一部は、環境保全,処分費用低減の観点から、除染処理を行い、クリアランス化する計画としている。これを実現するためには、クリアランス検認に必要な、極めて低いレベルの$$alpha$$放射能を測定する技術が必要である。このような技術として電離放射線イオン移送型計測技術が有望であると考えている。電離イオン式測定器の基本技術である、電離イオン流体移送型計測技術は、原理的に、極低レベルの$$alpha$$放射能が測定可能であり、またサーベイメータのように人手による詳細操作の方法と比べ、大型物品まで一括して測定できるという長所がある。一方、本装置は、新しい技術であることから、実際の測定対象の測定実績が極めて少なく、実使用環境下でのバックランドからの影響や、検出限界,測定性能や信頼性に関する情報が不足している。そこで、本測定試験では、本装置を用いて、除染済実規模サンプルを用いた測定試験を行い、クリアランスレベル測定のための適用性について評価した。

報告書

ウラン化合物磁性材料実用化のための基礎的研究(最終報告書)

木村 昭裕; 横山 薫*

JNC-TN6400 2004-006, 167 Pages, 2004/09

JNC-TN6400-2004-006.pdf:2.47MB

ウラン化合物は、一般にこれまで数多く合成され、その物性が測定されてきたが、それらの一部には強磁性体となるものがあることが知られている。また、そのなかにはウランの寄与により、強い磁気異方性をもつ化合物もあることが報告されている。強い磁気異方性を有することは、永久磁石に必要な大きな保磁力を得るための必須の要件であるから、ウランと添加元素の組み合わせによっては、ウラン化合物は優れた永久磁石となる可能性がある。本研究ではその調査のため、強磁性ウラン化合物を作製し、振動磁化測定装置及び磁気天秤により、その磁性を観測した。さらに、永久磁石として利用できる可能性がある化合物については、実際に磁場中プレス、焼結等を実施し、それらの磁気特性を評価した。以上の試験から、UFe10Si2B0.25が永久磁石の原料となる要件を満たしていること、UFe13Si4はホウ素の添加によって保磁力及び残留磁化が増大し、同様に原料として利用できる可能性があること等を明らかにした。しかし、これらを原料として試作した試料からは、十分な保磁力及び残留磁化を得られず、今後新たな化合物の探索や加工プロセス等の改良が必要と考えられる。

報告書

NINGYO-TOGE 核燃料施設廃止措置と廃棄物処理技術の体系化を目指して!

安念 外典; 石森 有; 江間 晃; 高信 修; 長安 孝明; 美田 豊

JNC-TN6400 2003-001, 35 Pages, 2003/10

JNC-TN6400-2003-001.pdf:2.78MB

ウラン施設の廃止措置と廃棄物処理の技術開発は、人形峠環境技術センターの主要なプロジェクトの一つである。このプロジェクトを合理的、安全に進めるため、解体から廃棄物処理に全ての技術を体系的に結びつける必要がある。このため、人形峠では「解体エンジニアリング」の確立を目指している。本冊子は、解体エンジニアリングの4つの要素技術「滞留ウラン除去・回収技術」、「遠心機処理技術」、「CaF2殿物活用技術」と「解体エンジニアリングシステム」について示している。

口頭

イオン性液体を用いたウラン汚染物からのウラン回収技術の開発,1; ウラン汚染物のイオン性液体への溶解性

大橋 裕介

no journal, , 

核燃料施設から発生するウラン汚染物からウランを効率的に分離・回収する技術として、イオン性液体を反応媒体とした回収法を提案している。イオン性液体BMICl及び塩化コリン-尿素共融混合物により、使用済みNaF吸着剤及びウランで汚染された金属廃棄物の除染試験を行い、それぞれ、含有ウランのイオン性液体への溶解性,除染効果を確認した。結果として、3時間の浸漬によって、BMIClは使用済みNaF中のウランを86%溶解した。また塩化コリン-尿素共融混合物は同じ条件で64%のウランを溶解した。一方金属汚染物については、BMIClに3時間浸漬したところ、持ち出し基準の10分の1以下の放射能表面密度を満足した。

口頭

電離イオン式測定器に関する技術開発,2; 除染済み機材の計測試験

美田 豊; 松村 敏博; 杉杖 典岳; 山口 大美; 佐野 明*; 内藤 晋*; 前川 立行*; 吉村 幸雄*; 松本 孝志*

no journal, , 

核燃料施設から発生する大型解体物のクリアランス測定を可能にするために設計・製作された電離イオン式測定器を用いて、プラントで使用した機材を湿式化学除染した後の実規模試験体計測試験を行い、検出性能等を評価し、クリアランス検認システムとしての適用性を確認した。

口頭

インラインモニタサンプリングによる硬質塩化ビニル局所排気ダクトの座屈破損

松原 達郎; 遠藤 裕治; 山中 俊広; 倉本 隆雄; 大天 正樹; 杉杖 典岳

no journal, , 

使用済遠心機分解除染処理に使用している局所排気処理設備において、設備停止中にもかかわらず硬質塩化ビニル製の排気ダクトが破損する事象が発生した。原因を調査した結果、設備停止時にダンパー弁により隔離されるダクトの一部分に設置したエアスニッファによるエアサンプリングを停止しなかったために、ダクト内圧力が座屈耐力を超える負圧に到達し座屈破壊に至ったものと推定した。これを実証するため、到達圧力の調査、座屈応力解析を行うとともに、モックアップ試験装置を製作し、ダクト内負圧により硬質塩化ビニル製ダクトが座屈し瞬時に破壊する事象を確認した。

口頭

Development of decontamination technology using ionic liquid as a medium for treating waste contaminated with uranium

大橋 裕介

no journal, , 

BMICl及び塩化コリン尿素混合イオン液体を用いたウランに汚染されたNaF, 鋼材の処理についてプロセスの適用性について評価した。大気中でBMICl及びCCUにUF$$_4$$を加えた。その結果、BMIClについては100$$^{circ}$$C、6時間の処理で100%溶解した。CCUについては100$$^{circ}$$C、5時間で38%のウランが溶解した。また、使用済みNaFについては、BMIClを用いて100$$^{circ}$$C、3時間で86%のウランが溶解した。CCUを用いた場合は100$$^{circ}$$C、3時間で64%のウランが溶解した。ウランに汚染された鋼材については、BMIClで100$$^{circ}$$C、大気中で除染したところ、3時間以内にクリアランス濃度以下となった。さらに汚染した鋼材の鉄成分は汚染していない金属鉄より容易に溶解することがわかった。この溶液のサイクリックボルタモグラムを測定した結果、鉄III価の可逆的還元ピークが0V付近に、ウラニルの不可逆的還元ピークが-1.2V付近に見られた。この結果から、鉄の電解析出物はウランには混入しないことを示している。

口頭

人形峠周辺環境の環境監視測定結果

小野 高行; 石森 有; 川崎 悟; 安藤 正樹

no journal, , 

日本原子力研究開発機構人形峠環境技術センターでは、ウラン濃縮施設を運転するにあたり昭和54年に岡山県及び鏡野町(当時、上齋原村)と環境保全に関する協定を締結し、施設周辺の環境放射能の監視を行ってきた。今回この監視結果について報告する。

口頭

フッ素を含むスラッジ類の時間経過による固化及び溶出特性

綱嶋 康倫; 大橋 裕介; 島崎 雅夫; 野村 光生; 田中 祥雄

no journal, , 

ウラン製錬転換プラントやウラン濃縮プラントの操業廃棄物である澱物類については、有害物であるフッ素を多く含むため、セメント固化して廃棄体とする場合、フッ素の溶出が課題となっている。また澱物類は、硫酸カルシウムも多く含んでいるため、エトリンガイドの過剰生成による廃棄体の膨張も懸念されている。これらの課題に対応するために、酸化マグネシウム系固化材とリン酸水素カルシウムを用いた澱物類の固化方法を検討している。フッ素を含むスラッジ類の時間経過による固化及び溶出特性について報告する。

口頭

Operational results of clearance system in the uranium using facility

美田 豊; 杉杖 典岳; 小椋 弘彰; 大天 正樹; 石森 有; 江間 晃

no journal, , 

原子力機構人形峠環境技術センターの濃縮工学施設において、ウラン濃縮の技術開発に使用したウランで汚染した遠心分離機を放射性廃棄物として扱う必要のないもの(クリアランス)とした運用実績について報告を行う。遠心分離機のクリアランス対象物であるケーシング等の除染及び放射能濃度測定を行い、約10tonの金属をセンター内の花壇として再利用した。

口頭

ウラン取扱施設の廃止措置及びクリアランスの状況について

大天 正樹

no journal, , 

製錬転換施設は、平成20年から平成25年に主要機器の解体・撤去を行った。濃縮工学施設は、平成26年から主要機器の解体を継続している。ウラン濃縮原型プラントは、機器内部のウラン除去を平成14年から実施した。ウラン除去の技術成果を基に、第1運転単位のウラン除去を開始し、平成28年度の終了に向けて進めている。また、機器のクリアランスは平成25年5月に放射能濃度の測定及び評価を開始した。そして、国の確認と確認証交付を受けて、国内初となるウラン取扱い施設からのクリアランス物の払出しを行い、アルミ材による再生利用を実施した。

口頭

人形峠環境技術センターにおける分析について

野村 光生

no journal, , 

人形峠環境技術センター(以下、センターと言う)は、日本で初めてウラン鉱床の露頭が発見され、ウラン鉱石の採掘等に係る資源技術、ウラン濃縮で用いる六フッ化ウランへの製錬・転換技術、ウラン濃縮技術開発を推進し、現在は各施設の廃止措置の技術開発を進めている。センターでは施設の解体・撤去や廃棄物の処理・処分、鉱山跡措置などの「バックエンド」に係る技術開発を行い、製錬転換施設では、主要設備の解体撤去はほぼ終了し、解体物はドラム缶などに収納して建屋内に保管している。ウラン濃縮施設の廃止措置を進めるにあたり、遠心分離機等の表面に付着しているウラン化合物を七フッ化ヨウ素で回収し、合理的な除染技術開発に取り組んでいる。解体物等の放射能濃度について、クリアランスレベル以下であることを評価し、結果を国が確認することで資源として再生利用でき、遠心分離機の部品を構内整備などに有効利用している。センター所有の分析装置のうち、エネルギー分散型蛍光X線分析装置(以下、XPS言う)と、低分解能型の二重収束型ICP-MS(以下、HR-ICP-MSと言う)についてご紹介する。XPS(SPECTRO XEPOS)の特徴は、偏光光学系や二次ターゲットにより微量元素の測定を可能にし、FP法により簡単に分析が可能である。XPSとFP法だけでは高濃度のウラン含有試料の測定が困難なため、ウランに関する基礎的なデータを追加してU-Methodを作成し、実試料を使って測定値の比較を行い、殿物等の迅速分析に十分、活用可能であることを確認した。HR-ICP-MSは、分解能は低いが、DCD検出器によって高速同時定量が可能であり、同位体比測定が可能である。ウラン同位体比測定に広く用いられている表面電離型質量分析装置(以下、TI-MSと言う)は高額で、廃棄物等のウラン同位体比測定には、TI-MSほど高精度は必要ないため、今後のリプレイスに必要な予算や分析技術者の養成等を考えると、簡易迅速分析に適しており、迅速同位体比測定に十分活用可能であることを確認した。センターの今後の計画は、廃止措置を着実に進め、地域や国際貢献を行うための仕組である「ウランと環境研究プラットフォーム」構想を取りまとめ、これまでの研究開発を通じて蓄積されたウランの取扱いに 関する経験や人材を総合的に有するポテンシャルと、地域の特徴を活かした研究開発を通じて、廃止措置の安全向上のみならず地域・国際社会への貢献を進めてゆく。

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