2020 Fiscal Year Annual Research Report
Study on chemical treatment of debris generated by Fukushima accident by using atmospheric-pressure non-equilibrium plasma and solid adsorbents
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16H04628
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| Research Institution | Nagaoka University of Technology |
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Principal Investigator |
鈴木 達也 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70323839)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
岩熊 美奈子 都城工業高等専門学校, 物質工学科, 教授 (00342593)
阿部 達雄 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (20390403)
北垣 徹 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉環境国際共同研究センター, 副主任研究員 (30770036)
野上 雅伸 近畿大学, 理工学部, 教授 (50415866)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2021-03-31
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| Keywords | 原子力エネルギー / バックエンド / 廃棄物処理 / デブリ / 分離・分析 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
東日本大震災に伴う福島第１事故では、炉心が溶融し、燃料、被覆管、コンクリートなどが溶けて固まったデブリと呼ばれる物質が生成した。福島事故の処理として、デブリの処分は必要不可欠であり、デブリ内部に含まれる核種を把握することが重要である。当該研究では、デブリを化学転換し、溶解させることにより高精度な元素分析を可能とすると共に核燃料物質および放射性物質の分離技術に関する基本的な成立性を確認することを目的として行った。
令和2年度は、模擬デブリの試作、デブリの化学転換に関する基礎試験の実施、各種固体吸着剤の開発の継続とそれらの吸着剤を用いた種々核種の吸着特性の評価を行った。具体的内容は以下に示すとおりである。
U、Zr、鉄の酸化物の異なる組成からなる模擬デブリを試作した。また、 (Zr,U)O2とコンクリート粉末を加熱溶融し、模擬MCCI生成物を作製し、SEM-EDSにより(Zr,U)O2の一部は(Zr,U)SiO4を周囲に形成すること、μ-XAFSにより、化学形や作成条件に寄らずUは4価であることを確認した。
模擬デブリを用いて、酸化による脆化が可能であることを見出すと共に、熱化学反応による塩素化で酸に溶解させ得ること(95%超の溶解率)を確認した。
ピロリドン樹脂を合成し、種々アクチノイドの主要な元素の吸着挙動について評価した。モノアミド樹脂の選択性発現機構解明のため、中性塩水溶液系におけるFPイオンの吸着挙動について検討しZr(IV)がNaNO3系で選択的に吸着することを見出した。無機イオン交換体としてチタン酸スズを作成し、市販の陽イオン交換樹脂等と吸着性能を比較した。分解係数は陽イオン交換樹脂で、Fe>Ni>Pd>Rh>Ruの順であったが、チタン酸スズはFe>Ru>Pd>Ni>Rhであった。
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| Research Progress Status |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和2年度が最終年度であるため、記入しない。
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Research Products
(9 results)
