大気圧プラズマによる放射性物質の除染技術の開発と安全性解析

2003 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 13558060
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 鈴木 正昭 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 教授 (70114874)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 森 伸介 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助手 (80345389) ; 赤塚 洋 東京工業大学, 原子炉工学研究所, 助教授 (50231808) ; 関口 秀俊 東京工業大学, 大学院・理工学研究科, 助教授 (50226643) ; 蓼沼 克嘉 (株)化研, 代表取締役(研究職)
• Keywords: 除染 / プラズマ除染 / 大気圧パルス放電 / フッ素化反応 / 除染の安全性

Research Abstract

本方法の基本的な除染機構は、CF_4/O_2プラズマ中の高密度のフッ素ラジカルによる、揮発性フッ化物の生成反応である。本研究の目的は、実用を目指して実験解析を行い、我々が提案する大気圧プラズマ除染技術の実用性を明らかにすることである。特に平成15年度は、14年度に作成したプラズマ装置を用いて以下の課題について研究を実施し、下記の成果を得た。
(1)実用的プラズマ生成装置の開発・試験:コールドの除染実験を行い除染速度と除染効率を求めることにより実用性を評価した。実用的プラズマ生成装置を用い、様々なパルス条件と電力条件によって発生するプラズマの諸特性(電子密度、ラジカル濃度など)を測定し、除染に最適な条件を明らかにした。
(2)ホットへの適用性:熱力学平衡計算により、ホット試験を行うことなしに、コバルト、ウランなどの放射性物質の除染・除去の可能性を類推し、放射性物質の除染・除去の可能性を確かめ、本プロセスのホットへの適用性と、実プロセスとしての有効性を確かめた。
(3)安全性解析:このプロセスの安全性を評価するため必要な方法論、すなわち、蒸発モデル、粒子成長モデル、捕集解析モデルを確立した。すなわち、安全性解析として環境への漏洩量の評価手法を確立することを目的に、プラズマプロセスで発生する微粒子の成長モデル、捕集モデルを作成し、大気への漏洩料を評価し、安全性を評価する手法を得た。
(4)研究の総括:3年間の研究成果を総括し、実プロセスとしての有効性を明らかにする。

Research Products

• [Publications] M.Suzuki, S.Mori: "Plasma Processes of Nuclear Waste Materials under Atmospheric Pressure"30th IEEE International Conference on Plasma Science. 7CA. 01-02 (2003)
• [Publications] A.Yamamoto, K.Matsubayashi, M.Suzuki: "Aerosol Particles Generated in a Plasma Process and Penetrations through an Airfilter"Proc.16th Intl.Symp.Plasma Chemistry (ISPC16), Taormina. 3. 562-567 (2003)