TRU廃棄体からのアクチナイド分離回収法の開発(公募型研究における共同研究報告書)

Separation and recovery of actinides from the ra d io radioactive wastes

塩川 佳伸*; 山本 朝雄*; 長谷川 一樹*; 佐野 雄一   ; 青嶋 厚 

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放射性廃棄物に含まれているアクチナイドと希土類は共にIII価が安定で、その化学的性質はよく似ているため、その分離は容易ではなくイオン交換法・溶媒抽出法・溶融塩中での電解法などの様々な分離法が検討されてきた。よく知られているように、ウラン、ネプツニウム、ランタン、セリウム等の金属調製は従来乾式法で行われてきたが、我々は水溶液電位窓の外部領域を利用した定電流電解法によるアマルガム調製と得られたアマルガムの熱分解によって高純度金属が調製できることを明らかにして来た。この研究過程で、酢酸緩衝溶液中のウランとセリウムの電解速度を比較すると、同じ電流密度でも両者に明らかな差があり、ウランのアマルガム化は速やかに進行するのに対して、セリウムの還元速度は非常に遅いことが明らかとなった。即ち、水溶液電解法はその操作性やこれに必要な装置などが非常に簡便であり、定電位電解法を適用すれば、新たな元素分離の可能性が拓かれる可能性がある。特に、III価の希土類とアクチナイドの分離は原理的にクロマトグラヒィに頼っているのが現状であり、これが単純な電解法で行えるならばTRU廃棄物等の放射性廃棄物の処理が簡略化できる可能性がある。本研究で対象としたアクチナイドと希土類の、規制電位-1.90Vの定電位電解における還元速度はサマリウム、ユウロピウムを除くならば、アクチナイドと希土類では還元速度に大きな差が認められ、前者の還元速度は後者より速い。更に、両者では原子番号順に還元速度が遅くなる。即ち、アクチナイドではウラン、ネプツニウム、アメリシウムの順、即ち、原子番号順に遅くなり、希土類でもランタン、セリウム、プラセオジム、ネオジム、ガドリニウムの順に遅くなる。

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