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Selective separation of heat-generating nuclide by silica gels loaded with ammonium molybdophosphate; Adv.-ORIENT cycle development

モリブドリン酸アンモニウム担持シリカゲルによる発熱核種の選択的分離; 先進オリエントサイクル研究開発

遠藤 祐介*; Wu, Y.*; 三村 均*; 新堀 雄一*; 小山 真一 ; 大西 貴士 ; 大林 弘 ; 山岸 功 ; 小澤 正基

Endo, Yusuke*; Wu, Y.*; Mimura, Hitoshi*; Niibori, Yuichi*; Koyama, Shinichi; Onishi, Takashi; Obayashi, Hiroshi; Yamagishi, Isao; Ozawa, Masaki

高速炉を機軸とする新しい燃料サイクルの開発を目指した先進オリエントサイクル開発の一環として、発熱元素Csを分離するための複合吸着剤(モリブドリン酸アンモニウム担持シリカゲル,AMP-SG)を複数の方法で調製し、吸着溶離試験を実施した。AMP-SG複合吸着剤は、高レベル廃液相当の2$$sim$$3M HNO$$_{3}$$溶液においても10$$^{3}$$cm$$^{3}$$/g以上の高いCs分配係数を示した。Cs吸着等温線はラングミュア式に従い、この式から求めた最大吸着量は0.24mmol/gであった。アンモニウム塩溶液はCsの回収及び吸着剤再生に有効な溶離剤であり、カラムに吸着したCsの94%を5M NH$$_{4}$$NO$$_{3}$$-1M HNO$$_{3}$$溶液で溶離できた。硝酸-硝酸アンモニウム混合液を用いたクロマトグラフィでは、同族元素であるCsとRbを高純度で分離できることを確認した。

The separation of heat-generating nuclide (Cs) from high-level liquid wastes is important in relation to the waste volume reduction. The present paper deals with the preparation of Cs-selective ion-exchangers (silica gels loaded with ammonium molybdophosphate, AMP-SG), uptake properties and characterization. The AMP-SG exhibited large distribution coefficient above 10$$^{3}$$ cm$$^{3}$$/g for Cs even in the 2-3 M HNO$$_{3}$$ solution. The uptake isotherm of Cs followed a Langmuir-type equation, and the maximum Cs capacity was 0.24 mmol/g. The breakthrough curves of Cs had S-shaped profile, and the 94% of Cs adsorbed on the AMP-SG column was eluted with 5 M NH$$_{4}$$NO$$_{3}$$ - 1 M HNO$$_{3}$$ solution. The eluent containing ammonium salt is suitable for both the recovery of Cs and the regeneration of AMP-SG. The precise chromatographic separation of Cs and Rb was also accomplished by using mixed solutions of NH$$_{4}$$NO$$_{3}$$ and HNO$$_{3}$$.

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