放射性アルミニウム廃棄物の安定化処理技術の開発
材料試験炉(JMTR)の炉心構造材にはステンレス鋼の他，アルミニウム(Al)やベリリウム(Be)が多く使用されている．当該炉の廃止措置に当たって，放射性雑固体廃棄物(廃棄体)を作製するが，その埋設基準にはドラム缶内に健全性を損なう物質を含まないことおよび廃棄体の放射能が基準で定められた放射能量を超えないことが要求されている．とくに，Alはコンクリート等のアルカリ物質と反応し水素を発生することから，固化体中のボイド形成による強度低下，内圧上昇による廃棄体の破損等による施設管理が課題となっている．本研究では，バイヤー法を応用したAlの安定化処理技術の確立を目的とし，コールド試験にて基本的な処理工程...
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| Published in | 原子力バックエンド研究 Vol. 29; no. 1; pp. 2 - 9 |
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| Main Authors | , , , , , , , , , , , |
| Format | Journal Article |
| Language | Japanese |
| Published |
一般社団法人 日本原子力学会 バックエンド部会
15.06.2022
|
| Subjects | |
| Online Access | Get full text |
| ISSN | 1884-7579 1884-7579 |
| DOI | 10.3327/jnuce.29.1_2 |
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| Abstract | 材料試験炉(JMTR)の炉心構造材にはステンレス鋼の他，アルミニウム(Al)やベリリウム(Be)が多く使用されている．当該炉の廃止措置に当たって，放射性雑固体廃棄物(廃棄体)を作製するが，その埋設基準にはドラム缶内に健全性を損なう物質を含まないことおよび廃棄体の放射能が基準で定められた放射能量を超えないことが要求されている．とくに，Alはコンクリート等のアルカリ物質と反応し水素を発生することから，固化体中のボイド形成による強度低下，内圧上昇による廃棄体の破損等による施設管理が課題となっている．本研究では，バイヤー法を応用したAlの安定化処理技術の確立を目的とし，コールド試験にて基本的な処理工程を確立した．また，京都大学研究用原子炉(KUR)にてAl試験片を中性子照射し，本処理工程によるAl中に含まれる添加元素や不純物元素で生成する放射性核種の除去特性を調査した．結果として，本処理工程によりAlをアルミナ(Al2O3)に変換可能であり，通常の放射性廃棄物の処理方法と同様にセメント系充填材によって固化できる見通しが得られた． |
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| AbstractList | 材料試験炉(JMTR)の炉心構造材にはステンレス鋼の他，アルミニウム(Al)やベリリウム(Be)が多く使用されている．当該炉の廃止措置に当たって，放射性雑固体廃棄物(廃棄体)を作製するが，その埋設基準にはドラム缶内に健全性を損なう物質を含まないことおよび廃棄体の放射能が基準で定められた放射能量を超えないことが要求されている．とくに，Alはコンクリート等のアルカリ物質と反応し水素を発生することから，固化体中のボイド形成による強度低下，内圧上昇による廃棄体の破損等による施設管理が課題となっている．本研究では，バイヤー法を応用したAlの安定化処理技術の確立を目的とし，コールド試験にて基本的な処理工程を確立した．また，京都大学研究用原子炉(KUR)にてAl試験片を中性子照射し，本処理工程によるAl中に含まれる添加元素や不純物元素で生成する放射性核種の除去特性を調査した．結果として，本処理工程によりAlをアルミナ(Al2O3)に変換可能であり，通常の放射性廃棄物の処理方法と同様にセメント系充填材によって固化できる見通しが得られた． |
| Author | 佐野, 忠史 土谷, 邦彦 関, 美沙紀 藤原, 靖幸 堀, 順一 吉永, 尚生 大塚, 薫 永田, 寛 大森, 崇純 井手, 広史 藤田, 善貴 武内, 伴照 |
| Author_xml | – sequence: 1 fullname: 永田, 寛 organization: 日本原子力研究開発機構 – sequence: 1 fullname: 土谷, 邦彦 organization: 日本原子力研究開発機構 – sequence: 1 fullname: 藤田, 善貴 organization: 日本原子力研究開発機構 – sequence: 1 fullname: 大森, 崇純 organization: 日本原子力研究開発機構 – sequence: 1 fullname: 関, 美沙紀 organization: 日本原子力研究開発機構 – sequence: 1 fullname: 武内, 伴照 organization: 日本原子力研究開発機構 – sequence: 1 fullname: 井手, 広史 organization: 日本原子力研究開発機構 – sequence: 1 fullname: 藤原, 靖幸 organization: 京都大学複合原子力科学研究所 – sequence: 1 fullname: 堀, 順一 organization: 京都大学複合原子力科学研究所 – sequence: 1 fullname: 大塚, 薫 organization: 日本原子力研究開発機構 – sequence: 1 fullname: 佐野, 忠史 organization: 近畿大学原子力研究所 – sequence: 1 fullname: 吉永, 尚生 organization: 京都大学複合原子力科学研究所 |
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| Copyright | 2022 一般社団法人日本原子力学会 バックエンド部会 |
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| PublicationTitle | 原子力バックエンド研究 |
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| PublicationYear | 2022 |
| Publisher | 一般社団法人 日本原子力学会 バックエンド部会 |
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| References | [21] Donald D. Wagman, William H. Evans, et al: The NBS table of chemical thermodynamic properties, Journal of Physical and Chemical Reference Data Vol.11 Suppl. 2, American Ceramic Society and American Institute of Physics for the National Bureau Standards, pp.2-191 (1982). [1] 日本原子力研究開発機構: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構大洗研究所(北地区)JMTR原子炉施設(材料試験炉)に係る廃止措置計画認可申請書. (2019) [13] 長滝重義: アルミナセメントコンクリートの強度について. Vol.6, No.11, pp.16-38 (1968) [8] 日本碍子株式会社: 放射性アルミニウム廃棄物の処理方法. 特許3580597. 2004-10-27. [17] 兒島洋一, 本川幸翁, 大谷良行: アルミニウムの腐食のおはなし その6, Furukawa-Sky Review, 7, pp.38-44, (2011). [12] 杉木六郎: アルミナセメントの構造物への利用について. コンクリートジャーナル, Vol.2, No.1, pp.9-10 (1964) [7] 株式会社日立製作所: 放射性廃棄物の固化方法およびその装置. 特開平8-179097. 1996-7-12. [4] 原子力環境整備センター: 低レベル放射性廃棄物処分用廃棄体作製技術について(各種固体状廃棄物). pp.9-11 (1998). [14] 近藤連一: アルミナセメントの化学. コンクリートジャーナル, Vol.6, No.12, pp.4-8 (1968) [16] 金原幹夫, 望月文男: アルミニウム産業の資源とエネルギー問題. 軽金属, Vol. 30, No. 1, pp.53-61 (1980). [3] 電気事業連合会: 原子力発電所等の廃止措置及び運転に伴い発生する放射性廃棄物の処分について. 原子力規制委員会「第2回廃炉等に伴う放射性廃棄物の規制に関する検討チーム会合」(2015). https://www.nsr.go.jp/data/000096058.pdf (accessed 2020-6-15). [10] 日本碍子株式会社: 放射性アルミニウム廃棄物の処理装置. 特開平10-221493. 1998-8-21. [5] 日本原子力研究所大洗研究所: JMTR. p.11 (2003). [19] Walter H. Gitzen: Alumina as a ceramic material. The American Ceramic Society, p.17, (1970). [20] JIS A 5308: 2019. レディーミクストコンクリート. [2] 関美沙紀, 他: JMTRの廃止措置に向けた難処理廃棄物の廃棄体化のための処理方法の開発―炉内構造物と使用済イオン交換樹脂―. デコミッショニング技報, No.62 (2020). [11] 株式会社日立製作所, 日立エンジニアリング株式会社: 放射性アルミニウム廃棄物の処理方法及びその処理装置. 特開2003-028989. 2003-1-29. [6] 日本原子力研究開発機構: 第2回廃炉等に伴う放射性廃棄物の規制に関する検討チーム会合. 資料2-2 (2015). https://www.nsr.go.jp/data/000096060.pdf (accessed 2020-6-15). [15] JIS H 4000: 2014. アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条. [18] 平野眞一, 無機化学: 丸善出版株式会社, p.91 (2012). [9] 日揮株式会社，日本化薬株式会社: 金属アルミニウム含有放射性固体廃棄物の処理方法. 特開平10-153694. 1998-6-9. |
| References_xml | – reference: [5] 日本原子力研究所大洗研究所: JMTR. p.11 (2003). – reference: [1] 日本原子力研究開発機構: 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構大洗研究所(北地区)JMTR原子炉施設(材料試験炉)に係る廃止措置計画認可申請書. (2019)． – reference: [20] JIS A 5308: 2019. レディーミクストコンクリート. – reference: [12] 杉木六郎: アルミナセメントの構造物への利用について. コンクリートジャーナル, Vol.2, No.1, pp.9-10 (1964)． – reference: [9] 日揮株式会社，日本化薬株式会社: 金属アルミニウム含有放射性固体廃棄物の処理方法. 特開平10-153694. 1998-6-9. – reference: [19] Walter H. Gitzen: Alumina as a ceramic material. The American Ceramic Society, p.17, (1970). – reference: [21] Donald D. Wagman, William H. Evans, et al: The NBS table of chemical thermodynamic properties, Journal of Physical and Chemical Reference Data Vol.11 Suppl. 2, American Ceramic Society and American Institute of Physics for the National Bureau Standards, pp.2-191 (1982). – reference: [11] 株式会社日立製作所, 日立エンジニアリング株式会社: 放射性アルミニウム廃棄物の処理方法及びその処理装置. 特開2003-028989. 2003-1-29. – reference: [4] 原子力環境整備センター: 低レベル放射性廃棄物処分用廃棄体作製技術について(各種固体状廃棄物). pp.9-11 (1998). – reference: [18] 平野眞一, 無機化学: 丸善出版株式会社, p.91 (2012). – reference: [6] 日本原子力研究開発機構: 第2回廃炉等に伴う放射性廃棄物の規制に関する検討チーム会合. 資料2-2 (2015). https://www.nsr.go.jp/data/000096060.pdf (accessed 2020-6-15). – reference: [17] 兒島洋一, 本川幸翁, 大谷良行: アルミニウムの腐食のおはなし その6, Furukawa-Sky Review, 7, pp.38-44, (2011). – reference: [2] 関美沙紀, 他: JMTRの廃止措置に向けた難処理廃棄物の廃棄体化のための処理方法の開発―炉内構造物と使用済イオン交換樹脂―. デコミッショニング技報, No.62 (2020). – reference: [3] 電気事業連合会: 原子力発電所等の廃止措置及び運転に伴い発生する放射性廃棄物の処分について. 原子力規制委員会「第2回廃炉等に伴う放射性廃棄物の規制に関する検討チーム会合」(2015). https://www.nsr.go.jp/data/000096058.pdf (accessed 2020-6-15). – reference: [8] 日本碍子株式会社: 放射性アルミニウム廃棄物の処理方法. 特許3580597. 2004-10-27. – reference: [10] 日本碍子株式会社: 放射性アルミニウム廃棄物の処理装置. 特開平10-221493. 1998-8-21. – reference: [7] 株式会社日立製作所: 放射性廃棄物の固化方法およびその装置. 特開平8-179097. 1996-7-12. – reference: [16] 金原幹夫, 望月文男: アルミニウム産業の資源とエネルギー問題. 軽金属, Vol. 30, No. 1, pp.53-61 (1980). – reference: [14] 近藤連一: アルミナセメントの化学. コンクリートジャーナル, Vol.6, No.12, pp.4-8 (1968)． – reference: [13] 長滝重義: アルミナセメントコンクリートの強度について. Vol.6, No.11, pp.16-38 (1968)． – reference: [15] JIS H 4000: 2014. アルミニウム及びアルミニウム合金の板及び条. |
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| SubjectTerms | アルミニウム バイヤー法 安定化処理 廃棄体 材料試験炉(JMTR) |
| Title | 放射性アルミニウム廃棄物の安定化処理技術の開発 |
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