Re-evaluation of radiation-energy transfer to an extraction solvent in a minor-actinide-separation process based on consideration of radiation permeability

放射線の透過性を考慮したマイナーアクチノイド分離プロセスにおける抽出溶媒への放射線エネルギー付与量の再評価

樋川 智洋   ; 津幡 靖宏   ; 甲斐 健師   ; 古田 琢哉   ; 熊谷 友多   ; 松村 達郎  

Toigawa, Tomohiro; Tsubata, Yasuhiro; Kai, Takeshi; Furuta, Takuya; Kumagai, Yuta; Matsumura, Tatsuro

マイナーアクチノイド分離プロセスの放射線に対する成立性を評価するうえで、抽出溶媒の吸収線量の予測は不可欠である。本論文では、溶媒抽出時に現れるエマルションなどの構造を考慮した吸収線量評価手法を提案する。モンテカルロ法に基づいた放射線輸送コードであるPHITSを活用し、高レベル放射性廃液からのマイナーアクチノイド一括回収するプロセスを対象として、抽出溶媒への放射線エネルギー付与シミュレーションを行った。シミュレーションの結果、アルファ線によるエネルギー付与量はエマルション構造に、ベータ線及びガンマ線については抽出に用いる装置サイズに依存することを示した。さらにこれまでの線量評価では評価されてこなかった透過力の高いガンマ線によるエネルギー付与がマイナーアクチノイドの大量処理を考えるうえで重要になることを示唆した。

Absorbed-dose estimation is essential for evaluation of the radiation feasibility of minor-actinide-separation processes. We propose a dose-evaluation method based on radiation permeability, with comparisons of heterogeneous structures seen in the solvent-extraction process, such as emulsions forming in the mixture of the organic and aqueous phases. A demonstration of radiation-energy-transfer simulation is performed with a focus on the minor-actinide-recovery process from high-level liquid waste with the aid of the Monte Carlo radiation-transport code PHITS. The simulation results indicate that the dose absorbed by the extraction solvent from alpha ray depends upon the emulsion structure, and that from beta and gamma ray depends upon the mixer-settler-apparatus size. Non-negligible contributions of well-permeable gamma rays were indicated in terms of the plant operation of the minor-actinide-separation process.