核燃料物質選択的沈殿剤開発のための日独アクチノイド化学共同研究拠点

2020 Fiscal Year Research-status Report

• Project/Area Number: 20KK0119
• Research Institution: Tokyo Institute of Technology
• Principal Investigator: 津島 悟 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 特任准教授 (80312990)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 鷹尾 康一朗 東京工業大学, 科学技術創成研究院, 准教授 (00431990) ; 金子 政志 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 原子力科学研究所 原子力基礎工学研究センター, 研究職 (50781697)
• Project Period (FY): 2020-10-27 – 2024-03-31
• Keywords: NRP沈殿剤 / 使用済み核燃料再処理 / NUMAP法

Outline of Annual Research Achievements

本研究では, 申請者らが提案する核燃料物質選択的沈殿法(NUMAP法)に基づき, 核燃料物質であるウランやトリウムを用いた検討に加え, 再処理における重要な分離・回収対象であるにもかかわらず国内ではmgを超えるバルク量の取扱いが困難なネプツニウムおよびプルトニウムを使用した国際共同研究をドイツで実施することにより, アクチノイド錯体化学の直接的かつ系統的理解に基づいた現行軽水炉および将来の革新的原子力システムの双方に柔軟に対応可能なNUMAP法の沈殿剤の開発を目的としている。このため、日本からドイツに赴き、現地でホット試験を実施することが中長期的には不可避な課題である。しかしながら、初年度のアクティビティは、コロナウイルスの世界的蔓延による制限を大きく受け、日本からドイツへの渡航は断念せざるを得ない状況であった。このことから、研究アクティビティは、日独で連携を密にしながらもそれぞれの地でそれぞれのタスクを実施した。国内では東工大において架橋NRPおよびその金属錯体を合成し, 得られた各錯体の単結晶X線構造解析および固体紫外可視吸収スペクトル測定を実施した。得られた錯体構造および分光学データに基づき, 国内のJAEA側およびドイツHZDRにおいて量子化学計算による構造最適化および電子状態解析を行なった。

Current Status of Research Progress

3: Progress in research has been slightly delayed.

Reason

実績概要にも書いた通り、コロナ禍により人の往来の制約を受けている部分はあるものの、初年度はもともとネプツニウムやプルトニウムの実験予定を入れておらず、実験は国内で実施可能な範囲で対応し、またそれに対応した量子化学計算も日本側ドイツ側それぞれで問題なく実施した。ドイツでの現地コールド試験は令和３年度以降にシフトせざるを得ない状況にあるものの、令和２年度の範囲内での遅れは限定的とも言える。

Strategy for Future Research Activity

令和３年度以降の日独の往来お再開状況の見通しはは不透明ではあるものの、遅くとも後期以降に日本からドイツへの渡航が緩和されるものと仮定して、その機会に合わせてドイツでの実験を計画予定である。これによりアクチノイド錯体化学の直接的かつ系統的理解に基づいた現行軽水炉および将来の革新的原子力システムの双方に柔軟に対応可能なNUMAP法に基づくアクチノイド沈殿剤の開発を目指す。

Causes of Carryover

コロナ禍により、当初予定にあった日本からドイツへの渡航について延期せざるをせず、旅費として計上されていた金額の一部を次年度に繰越せざるを得ない状況に至った。繰り越した金額は令和３年度以降に再び旅費として計上する予定でいる（当初予定よりも令和３年度分の渡航回数・渡航期間の増加を予定している）。