Talspeak法へのDIDPA溶媒適用性の検討

Study on applicability of DIDPA solvent to Talspeak method

藤原 武; 森田 泰治  

Fujiwara, Takeshi; Morita, Yasuji

日本原子力研究所(現・日本原子力研究開発機構)で開発を進めてきた4群群分離プロセスでは、使用済核燃料の再処理に伴って発生する高レベル放射性廃液から、ジイソデシルリン酸(DIDPA)溶媒を用いて超ウラン元素を一括で抽出分離するが、そのとき、3価の超ウラン元素と同様に希土類元素等も抽出される。核分裂生成物として生成する希土類元素の高レベル廃液中の濃度は、3価の超ウラン元素であるAmとCmの濃度に対して約50倍程度であるので、Am等の長寿命核種を短寿命核種に核変換処理を行う場合には、核変換対象核種の純度を核変換システム側の要求する水準に合わせるために、両者を分離する必要があるのが一般的である。また、長寿命核種群として最終処分を行う場合においても、固化体の減容化を図るためには両者を分離することが必要である。一方、Talspeak法は、抽出剤にジ-2-エチルヘキシルリン酸(DEHPA)を用い、錯形成剤にDTPAを用いることによって、水相側に3価の超ウラン元素を選択的に分離回収する3価の超ウラン元素と希土類元素との分離法である。そこで、Talspeak法の抽出剤にDIDPA溶媒を適用することによって、3価の超ウラン元素と希土類元素を分離する方法について検討を行った。本研究では、Talspeak法の抽出剤にDIDPA溶媒を適用した場合について、DTPA等の錯形成剤を用いた逆抽出操作によってAmと希土類元素とを分離するための諸条件を、バッチ試験により検討した。

In the 4-Group Partitioning Process developed in Japan Atomic Energy Research Institute (presently: Japan Atomic Energy Agency), the transuranic element and the rare earth elements are extracted from high-level liquid waste by diisodecylphosphoric acid (DIDPA). The concentration of the rare earth elements are about 50 times higher than that of Am and Cm in high-level liquid waste. It is, therefore, necessary to separate each other for the transmutation of Am and Cm, or volume reduction of the waste form of the long-lived nuclide. On the other hand, the Talspeak method is a separation method by the solvent extraction that gives selective stripping of Am and Cm from the solvent that contains the rare earth elements using di-2-ethylhexylphosphoric acid (DEHPA) as an extractant. In the present study, application of the DIDPA to the Talspeak method was examined for various conditions to separate Am from the rare earth elements by the batch examination.