2024年度学院等開講科目物質理工学院材料系原子核工学コース

核燃料サイクル工学

開講元: 原子核工学コース
担当教員: 塚原剛彦 / 鷹尾康一朗 / 原田琢也 / 髙須大輝
授業形態: 講義 (対面型)
メディア利用科目: -
曜日・時限 (講義室): 月3-4 (M-110(H112)) / 木3-4 (M-110(H112))
クラス: -
科目コード: NCL.C401
単位数: 200
開講時期: 2024年度
開講クォーター: 3Q
シラバス更新日: 2025年3月14日
使用言語: 英語

シラバス

授業の目的（ねらい）、概要

核燃料サイクル全体の概要、ウラン濃縮の原理、燃料加工技術、使用済燃料の再処理法、高レベル放射性廃棄物をはじめとした放射性廃棄物の処理･処分法、核種分離技術、これら技術の基礎となるランタノイド・アクチノイドの化学について講義する。

到達目標

授業到達目標として、以下を挙げる。
①ウランの採掘、製錬、濃縮、燃料加工、再処理からなる核燃料サイクルの基本と放射性廃棄物処理・処分法を理解する。
②放射性元素及び核燃料の基礎特性について理解すると共に、これらの違いについて説明ができる。
③原子力利用に関して科学的な判断ができる能力を養う。

キーワード

核燃料サイクル、分離変換、アクチノイド・ランタノイドの化学、放射性廃棄物処理処分

学生が身につける力

専門力
教養力
コミュニケーション力
展開力 (探究力又は設定力)
展開力 (実践力又は解決力)

授業の進め方

講義中に示した内容の理解を深めるため、演習あるいはレポートを実施する。

授業計画・課題

	授業計画	課題
第1回	核燃料サイクルの概要	核燃料サイクルの概要について学ぶ
第2回	ウランの濃縮技術の概要	ウラン濃縮技術の基礎について学ぶ
第3回	ウラン濃縮法の原理	ウラン濃縮法のうちガス拡散法、遠心分離法、レーザー法等の原理について学ぶ
第4回	5f電子の化学-1	ランタノイド・アクチノイドの電子構造・配位化学等について学ぶ-1
第5回	5f電子の化学-2	ランタノイド・アクチノイドの電子構造・配位化学等について学ぶ-2
第6回	溶媒抽出の原理と実際	ウラン等の溶媒抽出法の基礎について学ぶ
第7回	使用済み核燃料再処理の概要	使用済燃料から目的核種を抽出分離する手法の基礎について学ぶ
第8回	使用済み核燃料再処理（Purex法）とガラス固化	使用済燃料再処理（PUREX法）とガラス固化について学ぶ
第9回	核燃料サイクル導入の意義	収支計算によるサイクルの合理性及びその意義について学ぶ
第10回	ウランの採掘と製錬	ウラン等の採掘と精錬の手法について学ぶ
第11回	使用済み核燃料に含まれる核種とその性質	使用済燃料に含まれる放射性核種の基礎について学ぶ
第12回	先進高レベル放射性廃棄物処理-1	使用済燃料再処理技術の最新動向について学ぶ-1
第13回	先進高レベル放射性廃棄物処理-2	使用済燃料再処理技術の最新動向について学ぶ-2
第14回	核種分離分析と核変換	分離変換の基礎と応用について学ぶ

準備学修(事前学修・復習)等についての指示

学修効果を上げるため，教科書や配布資料等の該当箇所を参照し，「毎授業」授業内容に関する予習と復習（課題含む）をそれぞれ概ね100分を目安に行うこと。

教科書

使用しない

参考書、講義資料等

講義中に適宜、資料を配布する。
M. Benedict, T.H. Pigford, H.W. Levi,“Nuclear Chemical Engineering (2nd ed.)”, McGraw-Hill, 1980.
原子力化学工学（清瀬量平訳：日刊工業新聞社）：第Ｉ，III，IV，V，VI，VII巻
Radiochemistry and Nuclear Chemistry, Fourth Edition
Gregory Choppin (Author), Jan Rydberg (Author), Jan-Olov Liljenzin (Author)

成績評価の方法及び基準

講義の際に出される演習問題及びレポート

履修の条件・注意事項

化学に関する基礎知識を有していることが望ましい。

連絡先 (メール、電話番号) ※”[at]”を”@”(半角)に変換してください。

tsukahara.t.ab[at]m.titech.ac.jp / 3067

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