2021 Fiscal Year Annual Research Report
Study of acceleration effects of microorganisms on fuel debris degradation
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19H02647
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| Research Institution | Otsuma Women's University |
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Principal Investigator |
大貫 敏彦 大妻女子大学, 人間生活文化研究所, 特別研究員 (20354904)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
劉 江 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, 博士研究員 (00839095)
宇都宮 聡 九州大学, 理学研究院, 准教授 (40452792)
高野 公秀 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, リーダー (40501367)
田中 万也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主幹 (60377992)
香西 直文 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主席 (80354877)
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| Project Period (FY) |
2019-04-01 – 2022-03-31
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| Keywords | 燃料デブリ / 微生物 / 溶解・沈殿 / バイオ風化 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
1F環境下における燃料デブリを対象として、マトリックス構造の損傷及びU、Zr及びFeの漏出への微生物の影響を調べる試験的研究を行い、燃料デブリの劣化機構を明らかにすることを最終目的とする。具体的には、Fe、CeO2、ZrO2などの粉末試料、及び粉末を溶融・固化した模擬MCCI生成物を微生物培養液中に添加してマトリックスの劣化を調べ、微生物により劣化し易いマトリックスを調べ、マトリックスの劣化プロセス及びUやZrの溶出プロセスを明らかにする。
今年度は、UO2を対象とした溶解実験を継続して行った。実験に用いた微生物はBacillus sp.（BS)であり、シデロフォアを排出することから難溶解性のFe(III)を溶解促進させるものである。実験では、BSを培養した培地溶液中に、UO2粉末とFe(0)粉末の混合物を添加して30℃で一定期間振盪した。培地溶液中の元素濃度変化から、FeとUの一部が溶解した。培養終了後に固相を回収してSEM観察を行った。培養液中のU及びFe濃度を測定した結果、BSの添加によるU及びFe濃度の増加が認められ、BSによる溶解促進が確認された。固相を回収し、SEMにより分析した
結果、すべての粒子は、ナノサイズの粒子の集合体のようであった。粒子上にはUとFeが検出されたが、UとFeのモル比は分析箇所によって大きく変化していた。これらの結果から、固相の凝集体は基本的にUO2粒子であり、UO2粒子上に形成されたU(VI)化学種は液相に溶解し、Fe(0)が酸化溶解したFeイオンの一部がUO2粒子に吸着するか水酸化物または酸化物の微粒子としてUO2粒子上に析出したと考えられる。
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| Research Progress Status |
令和3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3年度が最終年度であるため、記入しない。
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[Presentation] Study on degradation of fuel debris by combined effects of radiological, chemical, and biological functions2021
Author(s)
T. Ohnuki, J. Liu, Y. Dotsuta, T. Kitagaki, T. Sumita, M. Morihira, A. Ikeda-Ohno, M. Nakase, K. Takao, T.
Organizer
The 2021 International Chemical Congress of Pacific Basin Societies
Int'l Joint Research
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