核燃料サイクルバックエンドにおける基礎化学的研究ー大学・原研プロジェクト共同研究ー

1992 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 03303015
• Research Institution: KYUSHU UNIVERSITY
• Principal Investigator: 古屋 広高 九州大学, 工学部, 教授 (30112311)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 星 三千男 日本原子力研究所, 化学部, 室長 ; 吉原 賢二 東北大学, 理学部, 教授 (90004423) ; 中原 弘道 東京都立大学, 理学部, 教授 (00027137) ; 山脇 道夫 東京大学, 工学部, 教授 (30011076) ; 大橋 弘士 北海道大学, 工学部, 教授 (20001315)
• Keywords: 超ウラン元素 / TRUサイクル / 燃料 / 廃棄物 / 再処理 / 廃棄物処分 / ガラス固化体 / 地層環境

Research Abstract

次の4つの領域に分かれ研究を行った。(1)TRU(超ウラン元素)リサイクルの為の核化学的研究、(2)燃料・廃棄物の固体化学的研究、(3)再処理・廃棄物の基礎化学的研究、(4)廃棄物処分の基礎化学的研究。得られた研究成果は次の通りである。
(1)の領域ではまず核分裂片の角度異方性に関する実験からTh-232の核分裂機構を明かにした。次にガスジェット結合型イオン源、オンライン同位体分離器を用いて希土類核種の収量の高効率測定を実現した。また、レーザー誘起蛍光分光法を用いてアクチノイド元素の超微細構造と同位体シフト測定のための基礎技術を確立した。
(2)の領域ではまずUO_2中のPdの拡散機構を様々な分析方法を用いて明かにした。次に基礎データが不足しているU-Np酸化物系について熱力学的データを詳細に測定した。また、ガラス固化体の照射による機械的強度変化のメカニズムを明かにするとともに、ZrO_2、Al_2O_2系セラミック固化体についても特性評価を行った。
(3)の領域ではまず原子炉中性子スペクトルにおけるTc-99の(n,n′),(n,p)反応の断面積を測定した。次に各種無機イオン交換体のアクチノイド元素に対する吸着溶離特性を評価した。次にパルスカラム抽出の基礎因子を検討し再処理抽出計算コードの精度を向上させた。次にアクチノイドイオンの溶液間移動エネルギーを正確に測定する為の新しい移動促進剤の有用性を確認した。また、新しい溶媒系を用いてアクチノイド元素の相互分離の研究を行った。
(4)の領域ではまず同位体による深部地下水の流動特性評価手法を武蔵野台地での調査を基に検証した。次にアクチノイド元素の吸着及びコロイドとの相互作用に及ぼす天然有機物の影響を実験的に検討した。次に鉄コロイドへのNpの付着挙動を実験的、理論的に検討した。また、コロイド粒子の環境中での移行特性についても実験的に検討した。

Research Products

• [Publications] Y.Inagaki: "Microstructure of Simulated High-level Waste Glass Doped with Short-Lived Actinides,238Pu and 244Cm." Mat.Res.Soc.Symp.Proc.92-118. 199-206 (1992)
• [Publications] 米山 充: "二酸化ウランにおけるパラジウムの移行挙動(III)" JAERE-M. 49 (1992)
• [Publications] H.Ohashi: "Stability Constants and Structure of Uranyl and Thorium Chloro-Complex" Rare Earths(Extended Abstracts for Rare Ezrths '92 in Kyoto). 462-463 (1992)
• [Publications] 嶋田 純: "環境トリチウム測定のための新電解濃縮システムについて" 筑波大学水理実験センター報告. 第15号. 63-68 (1992)
• [Publications] S.Tanaka: "Geochemical Behavior of Neptunium" J.Nucl.Sci.Technol.29(7). 706-718 (1992)
• [Publications] 田中 知: "核燃料サイクルバックエンドを支えるアクチノイド元素の基礎化学-VI熱力学データと核種移行挙動" 日本原子力学会誌. 34(7). 630-635 (1992)
• [Publications] H.Nakahara: "Experimental Understanding of Mass Division Ohennomena in Actinide Region" Proc.Int.Workshop on Dynamical Aspects of Nuclear Fission. 192-202 (1992)
• [Publications] A.Osa: "Measurement of β-ray Maximum Energy with an HPGe Detector by Means of β^+-annigilation Photons Coincidence" Nucl.Instrum.Methodes. B70. 551-555 (1992)
• [Publications] K.Okano: "Recent Studies on Short-lived Fission-Product Nuclei Using the On-Line Isotope Separator KUR-ISOL" JAERI-M. 92-028. 343-351 (1992)
• [Publications] 木原 壯林: "液液、液膜界面反応解析法としての界面電荷移動ボルタンメトリー" 表面. 30. 367-378 (1992)
• [Publications] S.Miyazaki: "Steric Effects of Pofymethylene Chain Length on the Liquid-Liquid Extraction of Be(II),Sc(III),Y(III)with Vis(4-Acylpyrazol-5-One)Dervatives" Anal.Chim.Acta. 259. 25-32 (1992)
• [Publications] K.Nishizawa,: "Zinc Isotope Effects in Complex Formation with a Crown Ether" Solvent Extraction and Ion Exchange. 11. (1993)
• [Publications] K.Nishizawa,: "Strontium Isotope Effects in Complex Formation with a Crown Ether" Solvent Extraction and Ion Exchange. 11. (1993)
• [Publications] S.Shinohara: "Gamma Rays of Short-lived Ruthenium Nuclides Produced in the Spontaneous Fission of ^<252>Cf" Radiochimica Acta. 56. 127-131 (1992)
• [Publications] M.Maeda: "New Separation Process of Neptunium,Plutonium and Uranium Using Butyraldehyde as Reductants in Reprocessing" Nucl.Tech.(1992)
• [Publications] Y.Meguro et al.: "Synergistic Extraction of Americium(II)with 2-Thenoyltrifluoroacetone and Crown Ethers" J.Radioanal.Nucl.Chem.Articles. 160. 435-442 (1992)
• [Publications] K.Shirahashi et al.: "Precipitation Begavior of Transuranium Elements during Denitration of High-Level Radioactive Liquid Waste by Formic Acid" J.Nucl.Scie.Technol.29(6). 559-565 (1992)
• [Publications] Y.Kondo: "Precipitation Behavior of Platinum Group Metals from Simulated High-Level Liquid Waste in Sequential Denitration Process" J.Nucl.Scie.Technol.29(2). 140-148 (1992)