2016 Fiscal Year Annual Research Report
Development of elemental separation using laser induced reaction and its application to high-level radioactive waste
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15H04248
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| Research Institution | National Institutes for Quantum and Radiological Science and Technology |
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Principal Investigator |
佐伯 盛久 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (30370399)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
浅井 志保 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 原子力基礎工学研究センター, 研究副主幹 (10370339)
松村 大樹 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 原子力科学研究部門 物質科学研究センター, 研究副主幹 (30425566)
田口 富嗣 国立研究開発法人量子科学技術研究開発機構, 高崎量子応用研究所 東海量子ビーム応用研究センター, 上席研究員(定常) (50354832)
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| Project Period (FY) |
2015-04-01 – 2020-03-31
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| Keywords | 原子力エネルギー / 反応・分離工学 / 廃棄物再資源化 / レーザープロセシング / 放射光 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
申請者は、白金族イオン（パラジウム、ロジウム、ルテニウム）を含む複数元素イオン混合溶液に紫外レーザーを照射し、白金族イオンだけを選択的に光還元・微粒子化して、ろ過により他の元素イオンと分離・回収する技術を考案した（レーザー微粒子化分離）。そこで本研究課題では、使用済核燃料溶解液（または高レベル放射性廃液）から２次放射性廃棄物の発生量を抑制しつつ、レーザー微粒子化分離法により白金族元素だけを選択的に分離・回収する技術を開発する。
本課題は、①時間分解X線吸収分光によるレーザー微粒子化反応観測法の確立、②高効率に白金族元素を回収できるレーザー照射技術の開発、③レーザー微粒子化元素分離による高レベル放射性廃液（または使用済核燃料溶解液）からの白金族元素回収試験、の３つのプロジェクトから構成されている。それぞれの平成２８年度実績について以下に説明する。
①：SPring-8放射光施設に既存の紫外パルスレーザーを輸送し、パラジウム水溶液系で時間分解X線吸収分光によるレーザー微粒子化反応のその場観測に成功した。
②：ここではレーザー照射条件（平均出力、パルスエネルギー、パルス間隔）を調整することにより、パラジウム回収率を向上させるための技術を開発する。今年度は、前年度に引き続き、パルスエネルギー・パルス間隔可変レーザーシステムの動作試験およびその改良を行った。
③：既存の紫外レーザーを使って使用済核燃料溶解液からのレーザー微粒子化分離によるパラジウム回収試験を行った。２次放射性廃棄物の発生量を抑制しつつ、90%以上の効率でアクチノイドを含まないパラジウムを回収することに成功した。この成果により、レーザー微粒子化分離が使用済核燃料溶解液からの白金族回収に利用できることを証明できた。
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| Current Status of Research Progress |
Current Status of Research Progress
2: Research has progressed on the whole more than it was originally planned.
Reason
今年度は、パラジウム水溶液系での時間分解X線吸収分光によるレーザー微粒子化反応観測に成功し、使用済核燃料溶解液からのレーザー微粒子化分離によるパラジウム回収試験にも成功した。目的にむかって着実に進展している。
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| Strategy for Future Research Activity |
「研究実績の概要」に記述した①ー③のプロジェクト毎に説明する。
①平成２８年度に行ったレーザー誘起パラジウム微粒子化の時間分解X線吸収分光実験の成果を論文発表する。また、ロジウム水溶液系におけるレーザー微粒子化反応の時間分解X線吸収分光測定にとりかかる。
②構築したパルスエネルギー・パルス間隔可変レーザーシステムを用いて、SPring-8放射光施設において時間分解X線吸収分光測定をするための準備をする。
③平成２８年度に行った使用済核燃料溶解液からのパラジウム回収試験結果に基づき、レーザー微粒子化分離技術の改良点を検討する。
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