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2016 Fiscal Year Annual Research Report

Development of tritium migration model in soil and demonstration of suppression measures to tritium expansion

Research Project

Project/Area Number 25709087
Research InstitutionKyushu University

Principal Investigator

片山 一成  九州大学, 総合理工学研究科(研究院), 准教授 (90380708)

Project Period (FY) 2013-04-01 – 2017-03-31
Keywordsトリチウム / 土壌 / 汚染 / 同位体交換 / 粘土鉱物 / 吸着材
Outline of Annual Research Achievements

核融合炉の実現に向けて社会の理解を得るためには、その恩恵や安全対策だけでなく最悪の異常事象によって、公衆・環境がどれほどの影響を受けるのか、科学的根拠に基づいて誠実に説明していく必要がある。本研究では、未だ確立されていない土壌中でのトリチウム移行モデルの構築を目的とする。
H25年度は九州大学箱崎キャンパス内6か所の土壌を採取し、土性分析とトリチウム水透水実験を実施し、吸着・吸収・同位体交換反応により土壌粒子にトリチウムが捕捉されることを定量的に明らかにした。H26年度は土壌粒子に捕捉されたトリチウムの放出挙動に注目した実験を実施した。H27年度は土壌粒子のみならず、代表的粘土鉱物や吸着材をトリチウム水へ浸漬しトリチウム捕捉現象について調査した。
H28年度はトリチウム捕捉・放出挙動に強く寄与する吸着水、層間水、構造水の脱離挙動を把握するため、6つの土壌試料をアルゴン気流中で1000℃まで等速昇温加熱した。6つの試料からは、ピーク高さは異なるものの、加熱に伴う4つの放出ピークが観測された。ピーク1は約100℃、ピーク2は200~300℃、ピーク3は450~500℃、ピーク4は約580℃である。ピーク1および2は層間水、ピーク3および4は構造水の放出と考えられる。なお、水蒸気の放出は、低濃度ではあるが1000℃でも継続して観測されており、粘土鉱物構造内に安定に存在する構造水の放出には、長時間の高温加熱が必要であることがわかった。H27年にトリチウム水に浸漬させていた土壌試料のひとつを、同様に加熱し、トリチウム放出挙動を調べた。トリチウムの多くは、層間水の脱離とともに放出されることが明らかにされた。更には、トリチウム水の土壌漏洩事故を想定し、トリチウムの拡散を抑制するための手法として、土壌に吸着材を混在させる方法を提案し、土壌・吸着材混合充填層へのトリチウム水透水実験を実施した。

Research Progress Status

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Strategy for Future Research Activity

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Causes of Carryover

28年度が最終年度であるため、記入しない。

Expenditure Plan for Carryover Budget

28年度が最終年度であるため、記入しない。

  • Research Products

    (5 results)

All 2017 2016

All Journal Article (2 results) (of which Peer Reviewed: 2 results,  Open Access: 1 results,  Acknowledgement Compliant: 2 results) Presentation (3 results) (of which Int'l Joint Research: 2 results)

  • [Journal Article] Disposal procedure for contaminated surface of tritium handling facility in the decommissioning operation2017

    • Author(s)
      Toshiharu Takeishi, Kazuya Furuichi, Kazunari Katayama, Yoshiya Kawabata, Satoshi Fukada
    • Journal Title

      Fusion Engineering and Design

      Volume: 印刷中 Pages: 印刷中

    • Peer Reviewed / Acknowledgement Compliant
  • [Journal Article] Evaluation of Tritium Sorption Rate in Soil Packed Bed by Numerical Analysis2016

    • Author(s)
      Kazuya FURUICHI, Kazunari KATAYAMA, Hiroyuki DATE, Tatsuro HYUGA and Satoshi FUKADA
    • Journal Title

      Plasma and Fusion Research

      Volume: 11 Pages: 2405050,1-4

    • DOI

      10.1585/pfr.11.2405050

    • Peer Reviewed / Open Access / Acknowledgement Compliant
  • [Presentation] Tritium permeation to cooling water and environments for DEMO2016

    • Author(s)
      Kazunari Katayama, Youji Someya, Kenji Tobita, Kazuya Furuichi, Satoshi Fukada
    • Organizer
      Fourth IAEA DEMO PROGRAMME WORKSHOP
    • Place of Presentation
      Karlsruhe, Germany
    • Year and Date
      2016-11-15 – 2016-11-18
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] Disposal procedure for contaminated surface of tritium handling facility in the decommissioning operation2016

    • Author(s)
      Toshiharu Takeishi, Kazuya Furuichi, Kazunari Katayama, Yoshiya Kawabata, Satoshi Fukada
    • Organizer
      29th Symposium on Fusion Technology
    • Place of Presentation
      Prague, Czech Republic
    • Year and Date
      2016-09-05 – 2016-09-09
    • Int'l Joint Research
  • [Presentation] 土壌粒子へのトリチウム取込挙動の把握2016

    • Author(s)
      日向達郎、深田 智、片山一成、竹石敏治、古市和也
    • Organizer
      第11回核融合エネルギー連合講演会
    • Place of Presentation
      九州大学伊都キャンパス椎木講堂
    • Year and Date
      2016-07-14 – 2016-07-15

URL: 

Published: 2018-01-16  

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