Masking effects for Mo, Re, Pd and Ru by S and N-donor reagents through MIDOA and NTAamide extraction

佐々木 祐二; 森田 圭介; 嶋崎 翔馬*; 津幡 靖宏; 小澤 正基*

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 23(2), p.161 - 174, 2016/05

http://doi.org/10.15261/serdj.23.161

16種の水溶性試薬を使ってMo, Re, RuとPdのマスキング効果が調べられた。該当する試薬は窒素またはイオウを中心骨格に有した多座配位性の有機化合物である。対象元素を効率よく抽出するMIDOA(メチルイミノジオクチルアセトアミド)とNTA(ニトリロトリアセト)アミドを有機相に、水溶性の試薬を水相に添加してその分配比を調べることでマスキング効果を明らかにした。その結果、Pdはチオ尿素, システアミン, ジエチレントリアミンなど、Ruはチオ尿素, トリスアミノエチルアミン, ジエチレントリアミンなど、Moはメチルイミノジエチルアセトアミド, ヘキサエチルニトリロトリアセトアミドなどによるマスキング効果が観測された。一方、Reについては本実験で用いた試薬による効率的なマスキング効果は見られなかった。

Cesium (Cs) particle formation based on a laser photochemical reaction with a self-injection-seeded Ti:sapphire laser for Cs isotope separation

田村 浩司; 小澤 正基*

Journal of Nuclear Science and Technology, 52(6), p.872 - 877, 2015/06

https://doi.org/10.1080/00223131.2014.987184

セシウムのレーザー同位体分離を目指し、レーザー光化学反応を、狭帯域チタンサファイアレーザーによる2光子励起スキームに基づき、長寿命放射性核種のリスク低減のために検討した。水素ガス中でのセシウム励起により、セシウム水素化物の微粒子生成を確認した。この結果は、効率的セシウム同位体分離に有効な方法である。

Advanced-ORIENT cycle, its scientific progress and prospect for engineering feasibility

小山 真一; 山岸 功; 鈴木 達也*; 小澤 正基*; 藤田 玲子*; 岡田 賢*; 蓼沼 克嘉*; 三村 均*; 藤井 靖彦

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 8 Pages, 2011/12

MA及びLLFPの分離・変換・利用にかかわる先進オリエント計画のPhase 1プログラムとして、ラボスケールでの要素技術試験を実施している。3級ピリジン樹脂(TPR)による塩酸及び硝酸環境下での試験により、照射済燃料から希土類の分離、さらにAm及びCmの回収を可能とした。特に塩酸環境下において触媒電解抽出法により白金族及びTcの分離が可能となった。分離した白金族を電極として水素製造条件が向上することを明らかにした。実験結果に基づいて進捗一環として、個別の基礎研究を実施した。ナノ吸着剤であるAMP-SGにより、模擬高レベル廃液より90%以上のCsを回収した。塩酸環境下での構造材選択ため、ハステロイ-Bは室温で、Taは90Cまでの高濃度塩酸環境において耐食性があることを確認した。TPRの硝酸環境における熱化学的な安定性を検証した。これらラボスケールでの実験結果に基づいて、次のPhaseへの課題が明らかとなった。

第4回先進オリエントサイクル研究開発セミナー「先進原子力科学が拓く新資源戦略と課題」講演集; 2010年7月30日,六ヶ所村スワニーホール・大会議室

佐々木 祐二; 小山 真一; 小澤 正基

JAEA-Review 2010-057, 124 Pages, 2010/12

JAEA-Review-2010-057.pdf:38.56MB

本報告は2010年7月30日、六ヶ所村スワニーホール・大会議室において開催された第4回先進オリエント研究開発セミナー「先進原子力科学が拓く新資源戦略と課題」で使用された発表資料を収録したものである。本セミナーは放射性廃棄物の放射能の低減及び処理処分における負荷低減のための新しい戦略的構想「先進オリエントサイクル」に基づく研究・技術開発の進捗を報告,議論するものである。核燃料サイクルにおいては、放射性元素の回収・有効利用の可能性があるだけでなく、使用済燃料あるいは高レベル放射性廃液が軽白金族や希土類元素の資源ソースとしての位置づけることもでき、今後原子力・非原子力の専門家との議論を深める必要がある。ポスター発表のセッションを設けるとともに十数名の学生の参加もあり、今後の燃料サイクルのコンセプトや各要素技術について活発な議論が交わされた。

Separation and utilization of nuclear rare metals and actinides in advanced reprocessing system

小澤 正基

Proceedings of 389th Session of Xiangshan Science Conferences, p.27 - 29, 2010/12

核燃料サイクルにおけるコペルニクス的転回としての使用済核燃料中のレアメタル,レアアースに関する総合的評価を加え、それを達成するための先進オリエントサイクル構想と、分離・利用を支える湿式冶金技術について論ずる。併せて日本の再処理技術についてのレビューも行う。

Advanced orient cycle; Progress on fission product separation and utilization

山岸 功; 小澤 正基; 三村 均*; 金村 祥平*; 水口 浩司*

Proceedings of 13th International Conference on Environmental Remediation and Radioactive Waste Management (ICEM 2010) (CD-ROM), p.107 - 116, 2010/10

https://doi.org/10.1115/ICEM2010-40053

先進オリエントサイクル研究における、高レベル放射性廃液中の核分裂生成物の分離と利用の成果について報告する。発熱性元素のうち、Csをモリブドリン酸アンモニウム(AMP)を担持したシリカゲル吸着剤(AMP-SG)により、Srをクラウン化合物を内包したアルギネートマイクロカプセル吸着剤(CE-ALG)により分離する。AMP-SGは模擬廃液から99%以上のCsを吸着した。CE-ALGも0.0249mmol/gのSrを選択的に吸着した。Pd, Ru, Rh, Tcなどの希少FP元素については、電解回収後に水素製造用触媒として利用する。Pdは最も容易に還元される元素であり、Pt電極上に金属として析出した。単独では還元しにくいRu及びTcは、PdあるいはRhの共存下では還元析出が促進され、その共析効果は硝酸溶液よりも塩酸溶液で顕著であった。鉄を含む硝酸系模擬廃液では、Fe(III)/Fe(II)還元反応の影響のため、Pd以外の希少FP元素の還元が阻害された。希少FP元素を析出させたPt電極は、析出前のPt電極よりも水素製造の触媒活性が高いことを確認した。また、希少FP元素だけを含む溶液から析出させた電極よりも、模擬廃液から析出させた電極の方が高い水素製造活性を有することがわかった。

From waste to resource; Nuclear rare metals as a dream of modern alchemists

小山 真一; 鈴木 達也*; 小澤 正基

Energy Conversion and Management, 51(9), p.1799 - 1805, 2010/09

https://doi.org/10.1016/j.enconman.2009.11.013

Fission reaction of U will create more than 40 elements and 400 nuclides. Among them, Ru, Rh, Pd (light Pt-G), Tc, Mo, Cs, Sr and Lns etc. are truly rare metals but rich in the FBR spent fuel as Nuclear Rare Metals (NRM). Different missions assigned due to the different radioisotopic properties to each NRM. In modern utilization of the NRM, the first step is the separation of them from high level liquid wastes, where catalytic electrolytic extraction (CEE) method would be applicable. The paper suggests the reality on the recycle of NRM, with a recommendation to use light Pt-G and Tc as hydrogen production catalysts after proper stockpile.

使用済み核燃料からの有用な稀少金属の活用を考える

小澤 正基

エネルギーレビュー, 30(5), p.42 - 46, 2010/05

http://ci.nii.ac.jp/naid/40017102409

使用済み核燃料中の白金族や希土類などのレアメタルについて概説した。生成量,属性並びに分離・利用研究の現状と課題について述べ、研究開発の充実や核燃料サイクル構想自体の転換を提唱した。

Advanced hydrometallurgical separation of actinides and rare metals in nuclear fuel cycle

小澤 正基; 鈴木 伸一; 竹下 健二*

Solvent Extraction Research and Development, Japan, 17, p.19 - 34, 2010/00

新規溶媒抽出法,イオン交換クロマト分離法及び電解採取法など先進的湿式冶金分離技術による白金族,Tc及びアクチノイド元素の分離についてレビューした。N,N-dialkylamideによるU(VI)の選択的分離,ソフトドナーTPENや3級ピリジン樹脂による3価f元素の相互分離、及びPdなどを利用した触媒的電解採取法による白金族、Tcの分離を、それぞれ有望な分離法と評価した。このうちの幾つかの分離技術については"先進オリエントサイクル"研究の枠組みで研究開発されている。

Adv.-ORIENT cycle; Its scientific progress and the engineering feasibility

小澤 正基; 鈴木 達也*; 小山 真一; 山岸 功; 藤田 玲子*; 岡田 賢*; 蓼沼 克嘉*; 三村 均*; 藤井 靖彦*

Proceedings of International Conference on Advanced Nuclear Fuel Cycle; Sustainable Options & Industrial Perspectives (Global 2009) (CD-ROM), p.1117 - 1126, 2009/09

Feasibility studies on Adv.-ORIENT Cycle are progressed allowing to use hydrochloric acid as well as nitric acid. Tertiary pyridine resin enabled to separate MA/Ln and then Am/Cm precisely from the irradiated nuclear fuel, and very pure Am and Cm products were recovered. Catalytic electrolytic extraction of RMFP(Rare Metal Fission Product) was verified. RMFP-deposit electrodes made from simulated HLLW showed high catalytic reactivity on electrolytic production of hydrogen. Hastelloy-B and Ta were confirmed their anti-corrosiveness in highly concentrated hydrochloric acid media. Thermo-chemical stability for Tertiary Pyridine Resin was verified in either HCl or HNO media toward its practical use in the reprocessing. The separation and utilization of RMFP in spent fuel would not only open a new direction in fuel cycle mission, but also improve the existing process performance of reprocessing, vitrification and the repository tasks.