PdのICP-MS測定のためのレーザー誘起光還元法による非接触・選択的パラジウム分離; 分離条件とPd回収率の関係

Non-contact and selective Pd separation based on laser-induced photoreduction for determination of Pd by ICP-MS; The Relation between separation conditions and Pd recovery

蓬田 匠   ; 浅井 志保; 佐伯 盛久*; 半澤 有希子  ; 堀田 拓摩 ; 江坂 文孝  ; 大場 弘則*  ; 北辻 章浩  

Yomogida, Takumi; Asai, Shiho; Saeki, Morihisa*; Hanzawa, Yukiko; Horita, Takuma; Esaka, Fumitaka; Oba, Hironori*; Kitatsuji, Yoshihiro

ウランの核分裂生成物の一つであるPdは、半減期が約650万年と長く、長期間に渡り放射線を放出して人体に影響を及ぼす可能性があることから、高レベル放射性廃液(HLLW)中の存在量を正確に把握する必要がある。しかし、これまでその存在量の実測報告例はない。本研究では、遠隔・非接触分離が可能なレーザー誘起光還元法のHLLWへの適用を念頭に、HLW模擬液を用いて種々の分離条件がPd回収率に与える影響を検討した。Pdの回収率は、還元剤として作用するエタノール濃度、レーザー光の照射時間とパルスエネルギーに依存し、それぞれ40%、20分、100mJとした場合に60%となった。また、Pd濃度0.24g mLから24g mLの広い濃度範囲において、主要な放射能源やスペクトル干渉源となる元素を99.5%以上の割合で除去し、Pdを高純度に分離できることを明らかにした。本条件によれば、レーザー誘起光還元法はHLLWなど実際の放射性廃棄物に含まれるPdのICP-MS測定前処理法として、十分に適用可能である。

Palladium-107 is a long-lived fission product, which can be found in high-level radioactive liquid wastes (HLLW). Determination of the Pd contents in HLLW is essential to evaluate the long-term safety of HLLW repositories. However, the Pd content in HLLW has not been reported because of difficulties in pretreatment for the measurement. In this study, we investigated applicability of laser-induced photoreduction to HLLW solution: it enables a simple and non-contact separation of Pd. The results showed the recovery of 60% was achieved at the conditions: 40% ethanol, 20 min irradiation, 100 mJ of pulse energy. Additionally, major radionuclides and potentially interfering components in ICP-MS were removed from the simulated HLLW over a wide concentration range of Pd from 0.24 to 24 mg L, showing the applicability of the proposed separation technique to HLLW samples.