2019 Fiscal Year Annual Research Report
MCCIデブリからのアクチノイド溶出機構および処理プロセスに関する基盤研究
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16H02447
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| Research Institution | Kyoto University |
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Principal Investigator |
佐々木 隆之 京都大学, 工学研究科, 教授 (60314291)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
桐島 陽 東北大学, 多元物質科学研究所, 教授 (00400424)
佐藤 修彰 東北大学, 工学研究科, 学術研究員 (70154078)
秋山 大輔 東北大学, 多元物質科学研究所, 助教 (80746751)
小林 大志 京都大学, 工学研究科, 准教授 (80630269)
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| Project Period (FY) |
2016-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 東京電力福島第一原子力発電所 / MCCI燃料デブリ / 溶出挙動 / ガラス固化 / 核分裂生成物 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
模擬MCCIデブリの状態および固相からの溶出性を、昨年度に引き続き評価し、これまで得られた成果を総括した。以下に概要を示す。制御棒B4Cと構造材SUSとの高温反応を伴いつつ、燃料が圧力容器下部より落下し、コンクリート部と反応してMCCIデブリの生成に至った。ウランとジルコニウムが固溶体を生成し、さらにセメント成分との高温反応によるガラス生成により、UO2ペレットそのものよりは化学的に安定な状態に至ったと考えられる。マイナーアクチニド（MA)や、核分裂生成物（FP）の中でも、希土類元素や遷移金属元素、アルカリ土類元素は、UO2固溶体相に存在し、溶出が抑制され安定な状態にあるものの、固溶限度を超えた分は、その後の冷却過程で、溶出したと考えられた。なおアルカリ金属元素は固溶体相に入らず、溶出したと考えられる。その後冷温停止の過程で、酸素が十分になく、またZrO2との固溶体化によりU3O8相の生成が抑制され、結果として、FPやMAの溶出は抑制されたと考えられる。MCCIデブリの場合も、UO2+x相の安定化と、SiO2やCaOによるガラス相生成により、核種溶出抑制効果が見られた。MCCIデブリについてはシリカやアルミナを含むコンクリートが入っているため、さらなる安定化にはホウ素を含有する化合物を添加し、安定なガラス固化体化を図ることが一案である。従来の高レベル廃液中に、ある程度の燃料成分が入った場合を想定したガラス廃棄体化を検討することで、対応できると思われる。一方で、MCCIデブリ中には固溶体による安定化部分とガラス化部分があるものの、コンクリートそのものの中に、放射性物質が固着しているような場合も想定され、これらはコンクリートの風化による核種溶出挙動の検討も今後必要と思われる。
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| Research Progress Status |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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| Strategy for Future Research Activity |
令和元年度が最終年度であるため、記入しない。
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