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Alpha-radiolysis of organic extractants for separation of actinides

アクチノイド分離に有用な抽出剤の$$alpha$$放射線分解

須郷 由美; 田口 光正; 永石 隆二; 佐々木 祐二; 広田 耕一; 森田 泰治

Sugo, Yumi; Taguchi, Mitsumasa; Nagaishi, Ryuji; Sasaki, Yuji; Hirota, Koichi; Morita, Yasuji

使用済核燃料からアクチノイドを分離するための抽出剤の耐放射線性を評価する際には、従来から最も簡便な方法である$$gamma$$線照射のみに頼ることが多かった。しかし、実際の分離プロセスでは、線エネルギー付与(LET)の小さい$$gamma$$線や$$beta$$線だけでなく、分離対象核種であるアクチノイドから生じる高LETの$$alpha$$粒子も抽出剤に吸収される。放射線分解生成物の種類や収量はLETに依存するため、$$alpha$$粒子による抽出剤の放射線分解特性をも把握する必要がある。本研究では、TODGAを溶解したドデカン溶液に、イオン照射研究施設のタンデム加速器から生じるHeイオンビームを深度制御細胞照射装置(TC1)を用いて、大気圧のもと水平方向にスキャン照射した。吸収線量に対するTODGA濃度の減衰曲線から放射線分解収量(G値)を求め、$$gamma$$線照射の場合と比較すると、$$alpha$$線照射では約1/4の値となった。よって、$$alpha$$線,$$beta$$線,$$gamma$$線が混在する実際の系での抽出剤の分解G値は、従来の$$gamma$$線照射試験のみで得られる値よりも低く見積もることができると考えられる。

The radiolytic stabilities of the organic extractants for the separation of actinides have been commonly evaluated by the irradiation with $$gamma$$-rays as the most convenient method. However in the actual partitioning process of HLW, the extractants will be exposed to alpha-particles emitted from actinides, as well as beta- and $$gamma$$-rays from various fission products. In this study, alpha-radiolysis of ${it N,N,N',N'}$-tetraoctyldiglycolamide (TODGA) in ${it n}$-dodecane was investigated by the irradiation with helium ion beam accelerated by a tandem accelerator using the TC1 irradiation apparatus in the TIARA facility. The sample was also irradiated with $$^{60}$$Co $$gamma$$-rays for comparison of the radiation chemical yields between $$alpha$$- and $$gamma$$-rays. It was found that TODGA had almost fourfold resistance to $$alpha$$-rays, as compared with $$gamma$$-rays. This result suggests that the radiolytic degradation of TODGA has been hitherto overestimated only by the irradiation with $$gamma$$-rays.

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