| 研究課題/領域番号 |
15K06665
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| 研究機関 | 東京都市大学 |
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研究代表者 |
松浦 治明 東京都市大学, 工学部, 准教授 (70262326)
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| 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)
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| 研究期間 (年度) |
2015-04-01 – 2018-03-31
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| キーワード | 燃料デブリ / 選択フッ化 / 溶融塩電解 / 酸化ウラン / 酸化ジルコニウム / 固溶体 |
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| 研究実績の概要 |
福島第一原子力発電所の事故により発生した燃料デブリは現在も現場に留まっており、それを取り出した後、どのように処理処分するかの方策はまだ決まっていない。本研究では、その燃料デブリの処理処分方法の一つの選択肢として、選択フッ化と溶融塩電解を組み合わせた方法の成立性を検討するために、各種関連化合物のフッ化水素ガスによるフッ化の熱力学、ならびに溶融塩中における電気化学特性を調査している。本年度は、特に、選択フッ化についてさらなる検討を行い、次のような成果を得た。
１．燃料デブリ成分のウラン－ジルコニウム混合物のフッ化挙動について熱重量・示差熱分析を用いて評価し、固溶の進んだ混合物はフッ化速度の抑制効果が、とくにジルコニウム酸化物に対して顕著であることを見出した。
２．被覆管のジルカロイが一部残存している場合の処理を想定し、ジルコニウム単体やジルカロイ、ジルコニウム酸化物のフッ化水素ガスによるフッ化挙動について熱重量・示差熱分析測定を実施したところ、ジルカロイは試料形状の効果か、単体やジルコニウム酸化物と比較してフッ化が抑制されることが判明した。
３．燃料集合体等の構造材に使用されているステンレスとも処理対象物が一体化している可能性のあることを想定し、鉄金属やステンレス、各種鉄酸化物の熱重量・示差熱分析測定も実施した。鉄はもとが金属であっても酸化物であってもフッ化水素によって2フッ化鉄となり、フッ化速度の差はありそうだが、ウラン、ジルコニウムと比較してより低温にてフッ化されることが明らかとなった。
今後は以上の結果を踏まえ、試料の形態によるフッ化速度依存性の評価を行い、プロセスにおける最適なフッ化条件の検討材料を加えるとともに、溶融塩電解工程に移行させる前段階として、一部フッ化された試料の塩に対する溶解性の評価を開始する。
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| 現在までの達成度 (区分) |
現在までの達成度 (区分)
2: おおむね順調に進展している
理由
本年度は前課題によって取り組んできたウランージルコニウム混合物のフッ化に加えて、ジルカロイやステンレス等の構造材料のフッ化の基礎的な研究に着手できたので、おおむね順調と言える。
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| 今後の研究の推進方策 |
申請者の所属が変わり、ようやく前職場より装置を移送できたので、フッ化やウランを使用した実験以外の検討は所属期間で出来るようになった。熱分析装置も移送したので、まずはウランを使わない試料を用いた溶融塩への溶解性の評価の実験や、ジルコニウムの電気化学測定を実施していこうと計画している。もちろん東北大学多元物質科学研究所におけるフッ化実験も継続する。
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| 次年度使用額が生じた理由 |
本年度は結局すべての試験を東北大多元研にて行い、試薬やガス等の消耗品は現地調達されたため、その分の予算の支出はされなかった。その代わりに旅費の支出が多かった。
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| 次年度使用額の使用計画 |
次年度は本学のグローブボックスを用いた試験を再開するため、それに必要な試薬や電極等に支出予定である。
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