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溶融フッ化物を用いた燃料デブリ混合物処理

研究課題

研究課題/領域番号 15K06665
研究種目

基盤研究(C)

配分区分基金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関東京都市大学

研究代表者

松浦 治明  東京都市大学, 工学部, 准教授 (70262326)

研究分担者 佐藤 修彰  東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (70154078)
連携研究者 上原 章寛  京都大学, 原子炉実験所, 助教 (30402952)
研究期間 (年度) 2015-04-01 – 2018-03-31
研究課題ステータス 完了 (2017年度)
配分額 *注記
4,940千円 (直接経費: 3,800千円、間接経費: 1,140千円)
2017年度: 1,040千円 (直接経費: 800千円、間接経費: 240千円)
2016年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2015年度: 2,470千円 (直接経費: 1,900千円、間接経費: 570千円)
キーワード燃料デブリ / フッ化 / 溶融塩電解 / ウラン / ジルコニウム / 熱重量測定 / 固溶体 / 不均化 / 溶融塩 / 溶解 / 電解 / フッ化物 / 塩化物 / 選択フッ化 / 酸化ウラン / 酸化ジルコニウム
研究成果の概要

福島第一原子力発電所事故により生成した燃料デブリの処理方法の一つとして、選択フッ化および溶融塩電解を組み合わせた乾式処理プロセスを構築すべく、それぞれのプロセス条件の最適化のために必要な基礎試験を実施した。選択フッ化はフッ化水素ガスを流しながら熱重量測定を実施し、還元雰囲気下で生成したデブリのフッ化速度が速いこと、選択溶解ではフッ化物浴とジルコニウム化合物の共存試験を実施し、低温ではフッ化ジルコニウムでも溶解速度の遅いこと、また溶融塩電解では塩化物浴にもフッ化物は溶解しジルコニウムが電解可能となることが示された。以上によりウランを選択的に回収するためのプロセスデザインの指針が得られた。

報告書

(4件)
  • 2017 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2016 実施状況報告書
  • 2015 実施状況報告書
  • 研究成果

    (16件)

すべて 2017 2016 2015

すべて 雑誌論文 (1件) (うちオープンアクセス 1件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (15件) (うち国際学会 5件)

  • [雑誌論文] Fluorination Behavior of Uranium-Zirconium Mixture by Hydrogen Fluoride2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ono, Nobuaki Sato, Atsushi Nezu, Takafumi Uchiyama, Haruaki Matsuura
    • 雑誌名

      ECS Transactions

      巻: 75 号: 15 ページ: 87-93

    • DOI

      10.1149/07515.0087ecst

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] 燃料デブリ処理のためのウラン-ジルコニウム酸化物の相関係とフッ化水素によるフッ化挙動2017

    • 著者名/発表者名
      大野 貴裕,内山 孝文,根津 篤, 佐藤 修彰,松浦 治明
    • 学会等名
      日本原子力学会春の年会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluorination of Uranium-Zirconium Mixture by Hydrogen Fluoride2017

    • 著者名/発表者名
      Haruaki Matsuura,Takahiro Ono, Takafumi Uchiyama, Atsushi Nezu, Nobuaki Sato
    • 学会等名
      The 6th Asian Symposium of Molten Salt Chemistry and Technology, Gyeongju, Korea, 13-16, June 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Redox behavior of zirconium in molten LiCl-KCl coexisting oxide2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Emori, Yukiko Okada, Takafumi Uchiyama, Haruaki Matsuura
    • 学会等名
      The 6th Asian Symposium of Molten Salt Chemistry and Technology, Gyeongju, Korea, 13-16, June 2017
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 選択フッ化と溶融塩電解による燃料デブリの処理 (1)選択フッ化プロセス2017

    • 著者名/発表者名
      松浦治明、内山孝文、根津篤、佐藤修彰
    • 学会等名
      日本原子力学会秋の大会、札幌、2017年9月
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 選択フッ化と溶融塩電解による燃料デブリの処理(2)フッ化物溶融塩へのフッ化ジルコニウムの溶解挙動2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤忠義、内山孝文、佐藤修彰、松浦治明
    • 学会等名
      日本原子力学会秋の大会、札幌、2017年9月
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 選択フッ化と溶融塩電解による燃料デブリの処理(3)溶融塩化物浴中におけるフッ化物イオン共存下でのジルコニウムの電気化学的挙動2017

    • 著者名/発表者名
      江森達也、内山孝文、松浦治明
    • 学会等名
      日本原子力学会秋の大会、札幌、2017年9月
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] Selective fluorination and molten salt electrolysis for fuel debris; HF fluorination of UO2 and ZrO22017

    • 著者名/発表者名
      H.Matsuura, T.Ono,T.Uchiyama, A.Nezu, N.Sato
    • 学会等名
      Asian Nuclear Fuel Conference 2017 (2017 Sep. 8-9, Jeju, Korea)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Electrochemical Behavior of Zirconium in Molten Chloride - Coexisting Fluoride for Fuel Debris Treatment2017

    • 著者名/発表者名
      Tatsuya Emori, Takafumi Uchiyama, Haruaki Matsuura
    • 学会等名
      Asian Nuclear Fuel Conference 2017 (2017 Sep. 8-9, Jeju, Korea)
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 溶融 LiCl-KCl 中に存在する酸化物イオン及びフッ化物イオンが及ぼす ジルコニウムの酸化還元挙動への影響2017

    • 著者名/発表者名
      江森達也、内山孝文、松浦治明
    • 学会等名
      第49回溶融塩化学討論会、2017.11.30-12.1、吹田
    • 関連する報告書
      2017 実績報告書
  • [学会発表] 酸化物が共存したフッ化ジルコニウムのフッ化物溶融塩への溶解挙動2017

    • 著者名/発表者名
      佐藤忠義、内山孝文、松浦治明
    • 学会等名
      日本原子力学会関東・甲越支部学生研究発表会
    • 発表場所
      芝浦工業大学豊洲キャンパス(東京都)
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] LiCl-KCl共晶溶融塩中における酸化物共存下でのジルコニウムの電気化学的挙動2016

    • 著者名/発表者名
      江森達也、岡田往子、松浦治明、内山孝文、井﨑恭子
    • 学会等名
      溶融塩化学討論会
    • 発表場所
      新潟大学駅南キャンパスときめいと(新潟県)
    • 年月日
      2016-11-24
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluorination Behavior of Uranium-Zirconium Mixture by Hydrogen Fluoride2016

    • 著者名/発表者名
      Takahiro Ono, Nobuaki Sato, Atsushi Nezu, Takafumi Uchiyama, Haruaki Matsuura
    • 学会等名
      PRiME2016
    • 発表場所
      ホノルル(アメリカ合衆国)
    • 年月日
      2016-10-02
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] フッ化水素によるウラン-ジルコニウム混合試料のフッ化挙動2016

    • 著者名/発表者名
      大野 貴裕,佐藤 修彰,根津 篤, 内山 孝文, 松浦 治明
    • 学会等名
      日本原子力学会秋の大会
    • 発表場所
      久留米シティプラザ(福岡県)
    • 年月日
      2016-09-07
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] フッ化水素によるウラン-ジルコニウム混合試料のフッ化挙動2016

    • 著者名/発表者名
      大野貴裕、佐藤修彰、根津篤、内山孝文、松浦治明
    • 学会等名
      日本原子力学会春の年会
    • 発表場所
      東北大学川内キャンパス(宮城県)
    • 年月日
      2016-03-26
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書
  • [学会発表] 選択フッ化および溶融塩電解法を用いた燃料デブリの処理―(4)種々の組成の酸化ウランージルコニウム混合物のフッ化挙動2015

    • 著者名/発表者名
      松浦治明、根津篤、赤塚洋、佐藤修彰
    • 学会等名
      日本原子力学会秋の大会
    • 発表場所
      静岡大学静岡キャンパス(静岡県)
    • 年月日
      2015-09-09
    • 関連する報告書
      2015 実施状況報告書

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公開日: 2015-04-16   更新日: 2019-03-29  

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