【公開日：2025.06.10】【最終更新日：2025.05.16】
課題データ / Project Data
課題番号 / Project Issue Number
24AE0018
利用課題名 / Title
マイクロビームXAFSによる福島第一原子力発電所から発生する廃棄物のコンポジット固化体に固定化された元素の電子状態解析
利用した実施機関 / Support Institute
日本原子力研究開発機構 / JAEA
機関外・機関内の利用 / External or Internal Use
外部利用/External Use
技術領域 / Technology Area
【横断技術領域 / Cross-Technology Area】（主 / Main）計測・分析/Advanced Characterization（副 / Sub）-
【重要技術領域 / Important Technology Area】（主 / Main）マルチマテリアル化技術・次世代高分子マテリアル/Multi-material technologies / Next-generation high-molecular materials（副 / Sub）-
キーワード / Keywords
マイクロビーム,XAFS,XRF,福島第一原子力発電所,燃料デブリ,固化体,処分,放射光/ Synchrotron radiation
利用者と利用形態 / User and Support Type
利用者名（課題申請者）/ User Name (Project Applicant)
中瀬 正彦
所属名 / Affiliation
東京科学大学 科学技術創成研究院
共同利用者氏名 / Names of Collaborators in Other Institutes Than Hub and Spoke Institutes
牧涼介, Ikhwan Fauzia,岡村 知拓,伊藤あゆみ,中沢亮太, 桜木 智史,田中真悟,丸山恵史
ARIM実施機関支援担当者 / Names of Collaborators in The Hub and Spoke Institutes
小林 徹,谷田 肇,下条 晃司郎
利用形態 / Support Type
（主 / Main）共同研究/Joint Research（副 / Sub）-
利用した主な設備 / Equipment Used in This Project
報告書データ / Report
概要（目的・用途・実施内容）/ Abstract (Aim, Use Applications and Contents)
福島第一原子力発電所（1F）廃炉事業に伴い発生する廃棄物の処理、処分研究を進めている。我々が提案する「ハイブリッド固化体」は、多様な廃棄物を安定マトリクスで固化したもので、2022B、2023A、2024A期で詳細に分析している。2024Aは、U入りの模擬燃料デブリに適用した試料と、U入り模擬燃料デブリを人工岩石に固化した「コンポジット固化体」のマイクロビームXAFSを実施した。コンポジット固化体は廃棄物をマトリクスに単分散させるのではなく、結晶構造に固溶させた固化体と定義し、アクチノイドを含めた1F廃棄物(特に燃料デブリ)の廃棄体として有望と考えている。固化体内の化学状態や均一性評価のためにマイクロビームXAFSを実施した。
実験 / Experimental
SPring-8 BL22XUにおいて、放射光をKBミラーで集光したマイクロビームによりXRFマッピング図を取得し、そこから特徴的な部位を選定し、XAFS測定を行った。Uを用いた酸化物系模擬燃料デブリ(U、SUS、Zrの溶融・焼結体)、これのハイブリッド固化体、コンポジット固化体は東北大学多元研並びに東北大学金研アルファ放射体実験室で実施した。UのL3吸収端、Mn、Fe、ZrのK吸収端を用いて、蛍光法によるXAFS測定を行った。
結果と考察 / Results and Discussion
U入りの模擬デブリのハイブリッド固化体としてもSUSがマトリクスとして妥当であると結論づけた。一方でU入り模擬燃料デブリを固溶させたコンポジット固化体は、Uが低濃度で検出することができなかったが、U以外の元素は均一な化学状態で存在することができた。
図・表・数式 / Figures, Tables and Equations
その他・特記事項（参考文献・謝辞等） / Remarks(References and Acknowledgements)
なし。
成果発表・成果利用 / Publication and Patents
論文・プロシーディング（DOIのあるもの） / DOI (Publication and Proceedings)
口頭発表、ポスター発表および、その他の論文 / Oral Presentations etc.
- 中瀬 正彦ら. 燃料デブリの安定固化を目指した人工岩石固化体の開発と顕微XAFSによる評価, 第38回日本放射光学会年会放射光科学合同シンポジウム, 2025年1月12日.
特許 / Patents
特許出願件数 / Number of Patent Applications：0件
特許登録件数 / Number of Registered Patents：0件