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Advanced orient cycle; Progress on fission product separation and utilization

先進オリエントサイクル研究; 核分裂生成物の分離及び利用の進展

山岸 功 ; 小澤 正基; 三村 均*; 金村 祥平*; 水口 浩司*

Yamagishi, Isao; Ozawa, Masaki; Mimura, Hitoshi*; Kanamura, Shohei*; Mizuguchi, Koji*

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。

The present paper describes the progress on Fission Product (FP) separation in the Adv.-ORIENT (Advanced Optimization by Recycling Instructive Elements) cycle. The AMP-SG adsorbent (silica gel loaded with ammonium molybdophosphate) and CE-ALG microcapsule (alginate gel polymer enclosed with crown ether) were developed for separation of heat-generating elements, Cs and Sr, respectively. The AMP-SG adsorbed more than 99% of Cs from a simulated High-level Liquid Waste (HLLW). The CE-ALG adsorbed 0.0249 mmol/g of Sr. An electrodeposition is advantageous for both recovery and utilization of PGMs (Ru, Rh, Pd) and Tc. Pd was easily deposited on a Pt electrode. Reduction of Ru and Tc was accelerated in the presence of Pd or Rh. In the simulated HLLW, the redox reaction of Fe(III)/Fe(II) disturbed deposition of elements except for Pd. The deposit on Pt electrode from the simulated HLLW showed higher catalytic reactivity on electrolytic hydrogen production than that from solution containing only PGM.

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