二酸化ウランの溶出におよぼす炭酸イオンの影響

The Effect of carbonate ion for the leaching of uranium dioxide

諸井 悠里子*; 桐島 陽*; 秋山 大輔*; 佐藤 修彰*; 北村 暁  ; 紀室 辰伍   

Moroi, Yuriko*; Kirishima, Akira*; Akiyama, Daisuke*; Sato, Nobuaki*; Kitamura, Akira; Kimuro, Shingo

福島第一原子力発電所の過酷事故を契機として、原子力利用における柔軟性を確保しつつ今後のバックエンド対策を着実に進めるために、使用済み燃料の直接処分についての技術的検討を行っていく必要がある。本研究では、日本の地下水に炭酸イオンが諸外国と比較して多く含まれていることに着目し、使用済燃料の主要な構成物である二酸化ウランの溶解挙動におよぼす炭酸イオンの影響をバッチ試験から調査した。深部地下環境を模擬するために、溶出試験はArガスを使用して嫌気雰囲気を維持したグローブボックス内で行い、還元剤として亜ジチオン酸ナトリウムを用いた。二酸化ウランのペレットを最長25日間炭酸濃度の異なる溶液に浸漬した結果から、炭酸イオン濃度が増加するとウランの溶出が促進されることが明らかとなった。また、得られた結果からウランの溶解速度を求めると、炭酸イオン濃度とともに溶解速度が増加することが明らかとなった。

The technical investigations of direct disposal of spent nuclear fuel are necessary for the progress of back-end strategy, which was affected by the severe accident of Fukushima No.1 Nuclear Power Plant. In this study, the effect of carbonate ion for the leaching of uranium dioxide, which is the main component of spent nuclear fuel, was tested by the batch experiment. The leaching tests carried out in Ar gas atmosphere in glove box and sodium dithionite was used as reductant to simulate the deep underground environment. As a result, the leaching of uranium dioxide was clearly promoted by the carbonate ion. In addition, the dissolution rate of uranium also increased with the concentration of carbonate ion.