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佐野 雄一; 坂本 淳志; 竹内 正行; 鈴木 英哉*; 松村 達郎; 川野邊 一則*; 浅野 周作*; 牧 泰輔*; 前 一廣*
no journal, ,
マイナーアクチニド(MA)回収用に開発された新抽出剤(TDdDGA, HONTA)を用いた溶媒抽出プロセスを対象に、ランタニド元素の抽出・逆抽出時における物質移動係数を評価した。TDdDGA系では溶媒へのアルコールの添加等により逆抽出時の物質移動係数が増大することやHONTA系では物質移動係数が相対的に小さいこと等を確認した。
佐々木 祐二; 吉塚 和治*
no journal, ,
Csを溶媒抽出で回収するにはクラウン化合物を溶解する希釈剤を新たに調査する必要がある。ここでは、幾つかの希釈剤を用いてクラウン化合物の溶解性などの溶媒物性や得られた抽出溶媒を用いCs抽出について調べた。その結果、誘電率の高い溶媒を用いたほうがCs分配比は高い傾向にある。さらに誘電率の高い溶媒である2-ノナノンを使った結果は酸濃度によって分配比が増減することを示した。
佐々木 祐二; 松宮 正彦*
no journal, ,
DGA(ジグリコールアミド)化合物は硝酸溶液から希土類元素を抽出し、その分配比は高い。さらに軽希土類元素と重希土類元素との相互分離比が比較的高く、相互分離テーマに都合の良い化合物である。一方、相互分離比が十分に高くないので、バッチ式の多段抽出を行いNdとDyの回収率を求めた。実験と計算結果の比較を行い、計算の有効性を確かめた。
森田 圭介; 鈴木 英哉*; 松村 達郎
no journal, ,
原子力発電における使用済燃料の再処理によって発生する高レベル放射性廃液(HLLW)は、ガラス固化体として300m以深の地層中に処分される。ジルコニウム及びモリブデンはガラス固化に悪影響を及ぼすことから、HLLWからあらかじめ分離しておくことが望ましい。近年、鈴木らはCHON原則を満足する
-ジアルキル-2-ヒドロキシアセトアミド型抽出剤がZr及びMoを効率よく抽出できることを見出した。しかしながら、その詳細な抽出挙動等は調べられていない。そこで本研究では、-ジドデシル-2-ヒドロキシアセトアミド(DDdHAA)及び最も良く抽出し、以降Mo, Pd, Ag, Sb, Sn, Y, Ln, Feの順に抽出する。Zr及びMoに高い選択性を有することが明らかとなった。
土田 裕介; 松宮 正彦*; 佐々木 祐二; 赤間 健*; 有田 裕二*
no journal, ,
本研究はSドナー, Nドナーを有する市販化合物から、抽出剤として用いることができる化合物を探索し、塩酸もしくは硝酸溶液から、白金族元素, 金、及び銀の溶媒抽出を行った。また、それらの化合物と金属イオンの関係についてDFT計算を実施し、計算化学的手法から各種パラメータと抽出の傾向について考察した。本研究により、Sドナーを持つ抽出剤による金の抽出性能が比較的高いこと等が分かった。
鈴木 英哉*; 伴 康俊; 津幡 靖宏; 筒井 菜緒; 樋川 智洋; 黒澤 達也*; 柴田 光敦*; 川崎 倫弘*; 松村 達郎
no journal, ,
現在、日本原子力研究開発機構では高レベル廃液中からマイナーアクチノイド(MA)を回収するための新しい分離技術であるSELECTプロセスの研究開発を行っている。SELECTプロセスにおいて、マイナーアクチノイド(MA)に対する高い分離能と高い実用性を持つ抽出剤(HONTA、ADAAM)が開発された。2種の抽出剤(HONTA, ADAAM)を混合して用い、MAと希土類元素(RE)との相互分離について検討した結果、非常に良好な相互分離を達成できた。さらに、本研究ではアメリシウム(Am)とキュリウム(Cm)の良好な分離係数が得られ、効率的なAmの単独回収にも成功した。
坂本 淳志; 佐野 雄一; 竹内 正行
no journal, ,
原子力機構では、現在の再処理工程に用いられているPUREX法を改良したコプロセッシング法の開発に取り組んでいる。コプロセッシング法では、Puを単離させないことによる核拡散抵抗性の向上を目指していると共に、除染性能を向上させることで精製段の削減を目指している。本発表では、遠心抽出器によるコプロセッシング法プロセスの開発状況について報告する。
元川 竜平
no journal, ,
近年、我々はPUREXプロセスの模擬抽出系(リン酸トリブチル(TBP)-オクタン/ジルコニウム(IV)-硝酸)において有機相中でつくられる溶液構造に注目した研究を進めてきた。PUREXプロセス自体は、1949年にLanhamとRunionによって報告された確立されている方法であるが、その溶質によってつくられる会合・凝集など、長距離秩序については未だに明らかにされていない部分が多い。これに対して我々は、2012年以降、中性子散乱法, 放射光, 計算機シミュレーションを中核にする方法を駆使することで、溶液中でつくられるナノ構造と各溶質間にはたらく分子間相互作用を明らかにする研究を進めてきた。一連の研究は、TBP-オクタン混合液(抽出前の有機相)のナノ構造を明らかにする研究から始まり、これに硝酸のみを抽出させた有機相がつくるナノ構造を解明する研究を経過して、硝酸ジルコニウムをTBPで抽出した有機相のナノ構造を理解する研究へと段階的な発展を遂げてきた。本講演では特に、抽出錯体(Zr(NO
)
(TBP)
)の濃度を変化させた際に有機相中でつくられる溶液構造(階層構造)について最新の知見を報告するとともに、第三相生成との関係性や熱力学的な考察によって得られる知見について紹介する。また、抽出錯体溶液の構造解析において、中性子線とX線の特徴をどのように使い分けることができるかや、スピン偏極した入射中性子線を利用する先端的な中性子散乱技術(偏極解析技術)を構造解析に利用することの有効性についても紹介したい。
下条 晃司郎
no journal, ,
令和元年度日本溶媒抽出学会奨励賞の受賞に伴い、第38回溶媒抽出討論会にて受賞講演を行う。受賞題名は「新規抽出剤やイオン液体の特異性に基づいた革新的抽出分離システムに関する研究」であり、これまで検討を重ねてきた、新規抽出剤の開発およびイオン液体を用いた溶媒抽出法に関して一連の研究成果を発表する。
岡村 浩之; 上田 祐生; 元川 竜平; Mu, J.*; Masters, A. J.*; Antonio, M. R.*
no journal, ,
溶質濃度が高い実用的な液-液抽出条件下では、有機相中で金属-抽出剤錯体クラスターが生成することがある。このような条件においては、金属-抽出剤の化学量論を決定するスロープ解析法の適用が困難になり、理想からのずれは、非線形や非整数の傾きとして現れる。そこで本研究では、クラスター形成を考慮した、実用的な液-液系のための新たな抽出平衡解析法を開発し、古典的平衡論解析の拡張に挑戦した。分子動力学(MD)シミュレーションのスナップショットを解析したところ、
-オクタン中で1から9個のZr(NO)(TBP)錯体が凝集したクラスターを形成していることが明らかになり、各クラスターの組成とモル分率を算出できた。
個のZr(NO)(TBP)錯体から構成されるクラスターの抽出平衡を考慮し、MD解析で得られた各クラスターのモル分率と分配比から、抽出平衡定数K
( = 1-9)を算出した。得られたKから計算した分配比の曲線は、実験値とよく一致することが明らかになった。したがって、MDシミュレーションにより、クラスター化/凝集液-液抽出系における実験値を正確に再現できることが明らかになり、古典的平衡論解析の拡張に成功した。
上田 祐生; 菊池 圭; 杉田 剛; 徳永 紘平; 元川 竜平; 長縄 弘親
no journal, ,
リン酸トリブチル(TBP)を用いた 従来のPUREXプロセスにおいて多量のZr(IV)が含まれる場合、抽出錯体, 遊離の抽出剤, 酸、および水の凝集を起源として生成する不溶性の第三相や沈殿による目的物の抽出阻害が問題であった。本研究では水にほとんど溶解しないフルオラス化合物に着目し、TBPと同一のリン酸エステル構造を有するフルオラスリン酸エステル抽出剤を合成し、本抽出剤のZr(IV)抽出特性、抽出機構、および第三相生成の抑制効果をTBPと比較検証した。開発した新規抽出剤は、TBPと比較し第三相の生成を著しく抑制するとともに、幅広い硝酸濃度領域においてTBPよりも高いZr(IV)抽出能力を示すことが明らかとなった。
菊池 圭; 上田 祐生; 杉田 剛; 長縄 弘親
no journal, ,
フルオラス溶媒とは、主にフルオロカーボンから構成される溶媒であり、高い熱安定性および低粘度などの性質を持つ。加えて、水溶解度が殆ど無いため溶媒抽出において、有機溶媒に比べて再利用性が高いことが期待される。しかしながら、これまでに開発されたフルオラス抽出剤は、フッ素原子による電子求引が配位部位の反応性を低下させてしまうという欠点があった。本研究では、新規フルオラス抽出剤を開発しランタノイドの抽出を行った。新規フルオラス抽出剤は、フッ素原子と配位部位の間にスペーサーとしてプロピル基を導入することで、高い抽出能力を持つことが期待された。本研究で合成した新規フルオラス抽出剤は、低酸濃度条件において、高いランタノイド抽出能力を示した。さらに、平衡論解析および水と硝酸の抽出量の測定を行うことで、詳細な抽出機構を検討した。