原子力水化学のための非均質照射場の超高速反応ダイナミクスの研究

• 研究課題/領域番号: 23360430
• 研究種目: 基盤研究(B)
• 配分区分: 補助金
• 応募区分: 一般
• 研究分野: 原子力学
• 研究機関: 独立行政法人日本原子力研究開発機構
• 研究代表者: 永石 隆二 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門・原子力基礎工学研究センター, 研究主幹 (00354895)
• 研究協力者: 近藤 孝文 ; 長縄 弘親 ; 熊谷 友多 ; 伊藤 辰也 ; 邉志切 琢磨 ; 小川 徹
• 研究期間 (年度): 2011-04-01 – 2015-03-31
• 研究課題ステータス: 完了 (2014年度)
• 配分額: 17,550千円 (直接経費: 13,500千円、間接経費: 4,050千円); 2014年度: 1,820千円 (直接経費: 1,400千円、間接経費: 420千円); 2013年度: 4,420千円 (直接経費: 3,400千円、間接経費: 1,020千円); 2012年度: 5,330千円 (直接経費: 4,100千円、間接経費: 1,230千円); 2011年度: 5,980千円 (直接経費: 4,600千円、間接経費: 1,380千円)
• キーワード: 原子力水化学 / 非均質照射場 / 懸濁溶液 / パルスラジオリシス法 / 過渡反射分光 / 放射線分解 / 放射線誘起反応 / 化学状態 / 凹面鏡 / 反射分光 / 電子線パルス / チェレンコフ光 / 海水 / ゼオライト / 酸化物 / 積分球 / 高濃度塩水溶液 / 放射線分解生成物 / 反応速度 / ジルコニア / 純水 / 表面構造 / ゼータ電位 / ガンマ線分解 / 定常照射 / 水素分子

研究成果の概要

原子力では炉水をはじめ、容器や構造材の腐食、地層処分での核種移行、再処理での溶媒抽出等は水の放射線分解と密接に関係している（原子力水化学）が、実際の水溶液は他の気体や固体、液体が混ざった懸濁状態（非均質照射場）で、均一な水溶液では説明できない、より複雑な放射線誘起の現象が起きている。
そこで本研究では、非均質照射場の反応ダイナミクスを超高速で捉えるため、新規の反射分光装置・手法の開発に試み、その見通しを得るとともに、表面・電気化学的な測定やパルス・定常照射による放射線分解実験を通して、懸濁溶液の化学状態を明らかにした。併せて、福島第一原子力発電所事故後の水素安全対策に貢献した。

研究成果

• [雑誌論文] Adsorption Behaviors of Platinum Group Metals in Simulated High Level Liquid Waste Using Macroporous (MOTDGA-TOA)/SiO2-P Silica-based Absorbent (2013)
  • 著者名/発表者名: Tatsuya Ito
  • 雑誌名: Separation Science and Technology 巻: 48 号: 17 ページ: 2616-2625
  • DOI: 10.1080/01496395.2013.807290
  • 査読あり
• [雑誌論文] Hydrogen production in gamma radiolysis of the mixture of mordenite and seawater (2012)
  • 著者名/発表者名: Yuta Kumagai
  • 雑誌名: Journal of Nuclear Science and Technology 巻: 50 号: 2 ページ: 130-138
  • DOI: 10.1080/00223131.2013.757453
  • NAID: 120006683976
  • 査読あり
• [雑誌論文] 放射性汚染水処理に関わるゼオライト系吸着剤と海水との混合物からの水素発生量の測定と評価 (2011)
  • 著者名/発表者名: 熊谷友多,永石隆二,木村敦,田口光正,西原健司,山岸功,小川徹
  • 雑誌名: 日本原子力学会和文論文誌 巻: 10 号: 4 ページ: 235-239
  • DOI: 10.3327/taesj.J11.021
  • NAID: 10029980720
  • ISSN: 1347-2879, 2186-2931
  • 査読あり
• [雑誌論文] ゼオライトによる放射性汚染水処理での放射線効果の検討 (2011)
  • 著者名/発表者名: 永石隆二
  • 雑誌名: 放射線化学 巻: 92 ページ: 15-22
  • NAID: 120006683994
• [学会発表] 水の放射線分解への海水成分や固体材料の影響に関する工学的展望 (2015)
  • 著者名/発表者名: 永石隆二
  • 学会等名: 先端放射線化学シンポジウム (SARAC 2015)
  • 発表場所: 東京大学 本郷キャンパス（東京都・文京区）
  • 年月日: 2015-03-05
  • 招待講演
• [学会発表] Consideration of Radiolytic Behavior in Diluted and Concentrated Systems of Seawater for Computational Simulation of Hydrogen Generation (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Nagaishi, Masao Inoue, Ryutaro Hino, Toru Ogawa
  • 学会等名: Nuclear Plant Chemistry Conference 2014 (NPC 2014)
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-10-29
• [学会発表] Revaluation of Hydrogen Generation by Water Radiolysis in SDS Vessels at TMI-2 Accident (2014)
  • 著者名/発表者名: Ryuji Nagaishi, Keisuke Morita, Isao Yamagishi, Ryutaro Hino, Toru Ogawa
  • 学会等名: Nuclear Plant Chemistry Conference 2014 (NPC 2014)
  • 発表場所: ロイトン札幌（北海道・札幌市）
  • 年月日: 2014-10-27
• [学会発表] 吸着塔に充填した多孔性吸着材からの水素発生量の評価 (3) 廃吸着塔内のエネルギー吸収率と水素発生率の評価 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永石隆二, 森田圭介, 山岸功, 田代信介, 斉藤隆一
  • 学会等名: 日本原子力学会 2014年秋の大会
  • 発表場所: 京都大学 吉田キャンパス（京都府・京都市）
  • 年月日: 2014-09-08
• [学会発表] 【技術トピックス】水の放射線分解による水素発生
  • 著者名/発表者名: 永石隆二
  • 学会等名: 2012年度 軽水炉燃料・材料・水化学 夏期セミナー
  • 発表場所: 松江
  • 招待講演
• [学会発表] ゼオライトによる汚染水処理における水素発生機構について
  • 著者名/発表者名: 永石隆二
  • 学会等名: 第7回高崎量子応用研究シンポジウム
  • 発表場所: 高崎
  • 招待講演
• [学会発表] Studies of Irradiation Effects on Zeolite Wastes after Decontamination of Radioactive Water
  • 著者名/発表者名: Ryuji Nagaishi
  • 学会等名: The 4th Asia Pacific Symposium on Radiation Chemistry (APSRC-2012)
  • 発表場所: 黄山・中国
• [学会発表] Hydrogen production in radiolysis of the mixture of mordenite and seawater
  • 著者名/発表者名: Yuta Kumagai
  • 学会等名: 14th International Congress of Radiation Research
  • 発表場所: Warsaw, Poland
• [学会発表] 放射性汚染水処理に関わるゼオライト系吸着剤と海水との混合物からの水素発生(2) 汚染水処理を想定した水素発生量の評価
  • 著者名/発表者名: 永石隆二
  • 学会等名: 日本原子力学会2011年秋の大会
  • 発表場所: 北九州
• [学会発表] ゼオライトによる放射性汚染水処理における放射線効果の検討
  • 著者名/発表者名: 永石隆二
  • 学会等名: 第54回放射線化学討論会
  • 発表場所: 大阪
• [学会発表] 放射性汚染水処理における放射線効果に関する研究(4) ゼオライト系吸着剤の放射線耐性に関する照射実験
  • 著者名/発表者名: 永石隆二
  • 学会等名: 日本原子力学会2012年春の年会
  • 発表場所: 福井
• [図書] 3.1.6 原子力工学と放射線効果ー再処理および地層処分における放射線効果, 第Ⅳ分冊 第3章 放射線利用・研究炉, 原子力・量子・核融合事典 (2014)
  • 著者名/発表者名: 永石隆二
  • 総ページ数: 2
  • 出版者: 丸善出版