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核分裂生成物の固体核燃料に対するぬれ性と放出挙動

研究課題

研究課題/領域番号 18H01918
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
審査区分 小区分31010:原子力工学関連
研究機関京都大学

研究代表者

黒崎 健  京都大学, 複合原子力科学研究所, 教授 (90304021)

研究分担者 宇埜 正美  福井大学, 附属国際原子力工学研究所, 教授 (00232885)
橋本 直幸  北海道大学, 工学研究院, 教授 (50443974)
研究期間 (年度) 2018-04-01 – 2021-03-31
研究課題ステータス 完了 (2022年度)
配分額 *注記
17,420千円 (直接経費: 13,400千円、間接経費: 4,020千円)
2020年度: 4,550千円 (直接経費: 3,500千円、間接経費: 1,050千円)
2019年度: 5,720千円 (直接経費: 4,400千円、間接経費: 1,320千円)
2018年度: 7,150千円 (直接経費: 5,500千円、間接経費: 1,650千円)
キーワード核燃料 / ぬれ性 / 核分裂生成物 / 原子力 / 二酸化ウラン / ヨウ素酸セシウム
研究成果の概要

固体核燃料と液体核分裂生成物(FP)化学種間のぬれ性に着目し、UO2をはじめとする蛍石型結晶構造を持つ固体とCsIをはじめとする各種セシウムハライド間のぬれ性評価試験ならびに模擬燃料からのFP放出試験を通じて、ぬれ性と燃料からのFP放出挙動の関係を明らかにすることを目的とした。
本研究において、固体酸化物の結晶方位、結晶構造、表面粗さ、および液体セシウムハライドの融体構造、結合様式等をパラメータとして、固液間のぬれ性を総合的に検証した。本研究で得られた全ての結果をもとに、ぬれ性の効果を新たに追加した新しいFP放出挙動モデルを構築・提案した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

1F事故以降、事故の原因究明や発電所を安定化させることを目的として、様々な基礎研究が行われているが、それらの中でも、高揮発性のFPであるCsとIの燃料からの放出挙動を評価することは優先度の高い重要な課題とされている。ところが、公開されているデータのばらつきは大きく、燃料からのFP放出挙動には多くの不確かさが残されている。本研究の着目点であるぬれ性とFP放出挙動を結びつけることができれば、多くの不確かさが残されているFP放出挙動の解明の一助となり、FP放出のソースターム評価や原子炉事故時の放射性物質の放出抑制技術の確立につながる。

報告書

(4件)
  • 2022 研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実績報告書
  • 2019 実績報告書
  • 2018 実績報告書
  • 研究成果

    (13件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 雑誌論文 (4件) (うち査読あり 3件、 オープンアクセス 1件) 学会発表 (9件) (うち国際学会 3件)

  • [雑誌論文] 原子力材料におけるDX利用と課題2022

    • 著者名/発表者名
      黒﨑 健
    • 雑誌名

      日本原子力学会誌ATOMOΣ

      巻: 64 号: 10 ページ: 569-571

    • DOI

      10.3327/jaesjb.64.10_569

    • ISSN
      1882-2606, 2433-7285
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [雑誌論文] Phase behavior of oxidized Ce and Gd-doped (U,Zr)O22022

    • 著者名/発表者名
      Yifan Sun, Shiho Watanabe, Hiroaki Muta, Yuji Ohishi, and Ken Kurosaki
    • 雑誌名

      J. Nucl. Sci. Technol.

      巻: 60 号: 4 ページ: 425-434

    • DOI

      10.1080/00223131.2022.2112782

    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] 液体CsIO<sub>3</sub>のUO<sub>2</sub>多結晶固体表面との相互作用2020

    • 著者名/発表者名
      石井 大翔, 大石 佑治, 牟田 浩明, 宇埜 正美, 黒崎 健
    • 雑誌名

      日本原子力学会和文論文誌

      巻: 19 号: 3 ページ: 147-151

    • DOI

      10.3327/taesj.J19.017

    • NAID

      130007889104

    • ISSN
      1347-2879, 2186-2931
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] Wettability of liquid cesium iodine and boron oxide on yttria-stabilized zirconia2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Ishii, Ken Kurosaki, Yukihiro Murakami, Yuji Ohishi, Hiroaki. Muta, Masayoshi Uno, Shinsuke Yamanaka
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 55 号: 8 ページ: 838-842

    • DOI

      10.1080/00223131.2018.1439413

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [学会発表] 原子力材料におけるDX利用と課題 (1) 新材料開発とマテリアルズ・インフォマティクス2022

    • 著者名/発表者名
      黒﨑 健
    • 学会等名
      日本原子力学会2022年春の年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 核燃料の今後の展望2021

    • 著者名/発表者名
      黒﨑 健
    • 学会等名
      日本原子力学会2021年秋の大会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] 多様な原子燃料の概念と基礎設計 -将来の原子炉のための燃料開発-2021

    • 著者名/発表者名
      黒﨑 健
    • 学会等名
      日本原子力学会2021年春の年会
    • 関連する報告書
      2020 実績報告書
  • [学会発表] Wettability of liquid CsI on metal-oxide polycrystalline surfaces2019

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Ishii, Yuji Ohishi, Hiroaki Muta, Masayoshi Uno, Ken Kurosaki
    • 学会等名
      International Topical Workshop on Fukushima Decommissioning Research
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] Wettability of liquid phase caesium compounds against metal oxides including UO2 and ThO22019

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Ishii, Yuji Ohishi, Hiroaki Muta, Masayoshi Uno, Ken Kurosaki
    • 学会等名
      The Minerals, Metals and Materials Society 2020
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液体ヨウ化セシウムの酸化物多結晶固体表面 に対する濡れ性2019

    • 著者名/発表者名
      石 井 大 翔 , 大石佑治, 牟田浩明, 宇埜正美, 黒崎健
    • 学会等名
      日本原子力学会 2019 年秋の大会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] SUS316 固体表面における液体 CsI の濡れ性2019

    • 著者名/発表者名
      石 井 大 翔 , 大石佑治, 牟田浩明, 鈴木恵理子, 中島邦久, 三輪周平, 逢坂正彦, 宇埜正美, 黒崎健
    • 学会等名
      日本原子力学会 2020 年春の年会
    • 関連する報告書
      2019 実績報告書
  • [学会発表] Wettability of liquid-state caesium halides (CsCl, CsBr, CsI) on single crystalline oxides (YSZ, TiO2, MgO)2018

    • 著者名/発表者名
      Hiroto Ishii, Yuji Ohishi, Hiroaki Muta, Masayoshi Uno, Ken Kurosaki
    • 学会等名
      The Nuclear Materials Conference 2018
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] 液体CsIの酸化物固体表面に対する濡れ挙動の評価2018

    • 著者名/発表者名
      石井大翔, 大石佑治, 牟田浩明, 宇埜正美, 黒崎健
    • 学会等名
      次世代イニシアティブ廃炉技術カンファレンス(NDEC3)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書

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公開日: 2018-04-23   更新日: 2024-01-30  

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