ヘリウムイオン照射によるアクチノイド分離用抽出剤の放射線分解

Radiolysis of extractants for separation of actinides by irradiation with helium ion beam

須郷 由美; 田口 光正; 佐々木 祐二  ; 森田 泰治  

Sugo, Yumi; Taguchi, Mitsumasa; Sasaki, Yuji; Morita, Yasuji

放射性廃棄物処分における負担の軽減化を目指して、使用済核燃料から、高い放射能毒性を持つ長寿命の線放出核種、いわゆるマイナーアクチノイドを選択的に分離回収した後、安定核種や短寿命核種へと核変換する技術の開発が各国で進められている。われわれは、マイナーアクチノイドと強力に錯形成するテトラオクチルジグリコールアミド(TODGA)をはじめとする新規なアクチノイド分離用抽出剤をこれまでに開発してきた。実際の分離プロセスでは、, , 線が混在する強い放射線場にさらされるため、これら放射線による抽出剤の分解挙動を十分に把握する必要がある。これまでに、線や電子線パルスの照射に加え、タンデム加速器を利用して核種から放出される粒子に相当する低エネルギーのHeイオンの照射実験を行い、線質の違いによりTODGAの放射線分解挙動が著しく異なることを見いだしてきた。本研究では、線質の違いについてより詳細に検証するため、サイクロトロンを利用して抽出剤の放射線分解におけるイオンの入射エネルギー依存性を調べた。その結果、入射エネルギーが低くなるほど、つまり線エネルギー付与(LET)が高くなるほど、吸収線量の増加に伴う抽出剤の分解率の変化が小さくなることがわかった。これは、LETが高いほどイオンの飛跡に沿って高密度で局所的に活性種が生成するため、活性種間での相互作用が大きくなり分解反応に寄与する活性種が減少したためと考えられる。

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