| 研究課題/領域番号 |
17K19086
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| 研究機関 | 東京工業大学 |
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研究代表者 |
大貫 敏彦 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 教授 (20354904)
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| 研究分担者 |
宇都宮 聡 九州大学, 理学研究院, 准教授 (40452792)
高野 公秀 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, リーダー (40501367)
香西 直文 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力科学研究所 先端基礎研究センター, 研究主席 (80354877)
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| 研究期間 (年度) |
2017-06-30 – 2020-03-31
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| キーワード | CsMP / 化学状態 / 溶解 |
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| 研究実績の概要 |
核燃料の溶融時において発生したCsマイクロ粒子及びIマイクロ粒子を実験により生成し、その生成機構を明らかにすることを目的として、Cs及びIマイクロ粒子の生成の条件とその構造、組成、化学的な性質を解明する。具体的には、原子炉の核燃料の溶融に引き続くコンクリート構造物への落下を模擬し、模擬燃料をコンクリート構造物上で溶融してCs及びIマイクロ粒子を作製する。模擬燃料中の化学組成（特に、CsやI含有割合）や酸素分圧などの条件を変えて作製したCs及びIマイクロ粒子を電子顕微鏡や放射光などによる局所分析を行い、生成条件と構造や組成との関係を明らかにする。以上の結果を総合して、Csマイクロ粒子及びIマイクロ粒子の生成機構を解明し、新たな人為起源エアロゾルの生成機構を提案することを最終的な目標とする。
R2年度は、模擬燃料中のZr、Cs、Iの溶融におけるFe及びZnの存在の影響について検討した。実験では、Zr酸化物とCsIを含む模擬燃料にZn,Feなどを添加してベルジャー内で集光加熱した。ベルジャーの内壁に沈着した粒子を回収し、一部試料を水洗し、水接触試作成した。それらの試料をSEMで分析するとともにた放射光分光で分析した。
その結果、Fe及びZnを添加しない系では、マイクロ粒子中にCs及びIはCsIの化学状態で存在すること、さらに、水洗によりほとんどのCs及びIが溶出することを明らかにした。一方、Fe及びZnを添加した場合には、水洗後にほとんどのIが流出したが、一部のCsが流出しなかった。放射光による分析から、流出しないCsの化学形ははCsI以外であることを明らかにした。これらの結果から、Csマイクロ粒子中のCsの化学状態にはCsIとそれ以外の化学形があることが分かった。
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