Separation of trivalent actinides from lanthanides by using R-BTP resins and stability of R-BTP resin

R-BTP含浸抽出剤を用いた三価アクチニドとランタニドの分離

星 陽崇*; Wei, Y.*; 熊谷 幹郎*; 朝倉 俊英; 森田 泰治  

Hoshi, Harutaka*; Wei, Y.*; Kumagai, Mikio*; Asakura, Toshihide; Morita, Yasuji

先進的湿式再処理プロセスの開発において、マイナーアクチニド(MA=Am, Cm)の分離は最も重要な課題の一つである。MAは長半減期の放射性元素であるため、核分裂生成物と分離する必要がある。しかしながら、その化学的類似性からMAとランタニド(Ln)の分離は非常に困難である。近年、SやN等のソフトな配位子を含む抽出剤がMA(III)に対して選択性を有することが見いだされた。KoralikらはN-ドナー配位子を持つ2,6-bis(5,6-dialkyl-1,2,4-triazine-3-yl)-pyridine(R-BTP)がMA(III)に対し高い選択性があることを報告している。しかし、相互に分離するには多段の分離手法が必要である。抽出クロマトグラフィーは少量の物質を処理する手段としては最も有望な分離技術の一つである。新規に粒径50のポーラスシリカにスチレン-ジビニルベンゼンポリマー添着した担体にR-BTP抽出剤を含浸させて吸着剤を調製した。本吸着剤は吸脱着速度が速く、また、膨潤しにくいため抽出クロマトグラフィーへの利用に適している。Ln(III)とトレーサー量のAm(III)を含む模擬高レベル廃液の分離を検討した。R-BTP吸着剤を充填したカラムにより、Am(III)とLn(III)は相互に分離された。Amに対して極めて高い除染係数(10)が得られ、全元素が定量的に回収された。

For the development of advanced aqueous reprocessing system, it is one of the most important subjects to separate minor trivalent actinides (MA = Am and Cm). Recently, extraction selectivity for MA(III) over Ln(III) has been found in some extractants containing soft donor, such as S or N, ligands. Kolarik et al. reported that a new N-donor ligand 2,6-bis(5,6-dialkyl-1,2,4-triazine-3-yl)-pyridine (R-BTP) shows high selectivity for MA (III) over Ln(III). The novel silica-based extraction resins were prepared by impregnating some R-BTP molecules into a macroreticular styrene-divinylbenzene copolymer which is immobilized in porous silica particles with a mean diameter of 50 m. Separation of simulated high level liquid waste solution containing Ln(III) and trace amount of Am(III) was studied. Am(III) was mutually separated from Ln(III) through a packed column with R-BTP impregnating resin, very high decontamination factor ( 10) for Am, and all the elements were recovered quantitatively.