| 研究課題/領域番号 |
20H02665
|
|---|
| 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 |
佐々木 隆之 京都大学, 工学研究科, 教授 (60314291)
|
|---|
| 研究分担者 |
桐島 陽 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (00400424)
秋山 大輔 東北大学, 多元物質科学研究所, 講師 (80746751)
|
|---|
| 研究期間 (年度) |
2020-04-01 – 2024-03-31
|
| 研究課題ステータス |
完了 (2023年度)
|
| 配分額 *注記 |
18,070千円 (直接経費: 13,900千円、間接経費: 4,170千円)
2023年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2022年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
2021年度: 2,340千円 (直接経費: 1,800千円、間接経費: 540千円)
2020年度: 10,400千円 (直接経費: 8,000千円、間接経費: 2,400千円)
|
|---|
| キーワード | 燃料デブリ / 東京電力福島第一原子力発電所 / 有機酸 / 炭酸 / 溶解挙動 / 有機物 / 錯生成反応 |
|---|
| 研究開始時の研究の概要 |
発電用原子炉の過酷事故で生じた燃料デブリの最終処分方策を考えるとき、デブリの長期安定性について検討しなければならないのは、地下水接触によりもたらされる化学影響である。デブリの構成元素（ウランや核分裂生成物、マイナーアクチニド）への有機酸や炭酸との錯生成能に着目し、事故時に発生したと考えられる燃料デブリの模擬を行うとともに、地下環境を再現した溶解実験を行う。得られた知見をもとに、デブリがどのように化学的な劣化を受けるかについて、熱力学的・分光学的に評価する。
|
| 研究成果の概要 |
燃料デブリの最終処分に向け、過度に保守的な前処理を施すことなく、できる限り現実的な処分方法を模索するため、想定されるデブリの有機酸や炭酸を含む水に対する化学的耐性を実験的に評価し、反応を熱力学的に解釈した。模擬燃料デブリとして、ウラン鉄酸化物やウランカルシウム酸化物やその類似体に着目し、ジカルボン酸や炭酸イオン存在下でのデブリからの核種溶出実験、および種々の分光法による固相や溶存種の状態分析を行った。その結果、それらが溶解濃度や溶解速度を増加させる傾向にあること、デブリ表面での核種の酸化還元等を伴う二次固相の生成により、固液間の新たな定常状態に達する可能性があることを見出した。
|
| 研究成果の学術的意義や社会的意義 |
本研究は、福島第一原発事故で発生したと考えられる代表的なウラン燃料デブリやその関連物質を実験室で模擬合成し、地上地下の天然水に普遍的に含まれる有機酸や炭酸を含む水に対する化学的耐性、すなわち核種の溶解反応と溶解前後のデブリ表面の化学状態変化について実験的に評価した。この基礎知見は、進行中の廃炉事業において回収が計画されているデブリの、過度に保守的でないより安全で合理的な処理処分方策の立案に有益な情報をもたらすものである。
|
