2022 Fiscal Year Research-status Report

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

Research Project

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	ネプツニウム / プルトニウム
Outline of Annual Research Achievements	前年度までに得られた成果に基づく綿密な研究計画の立案およびオンライン会議での国際共同研究先の研究者との打ち合わせを重ねたうえでドイツに約2週間渡航し、国際連携先の研究機関ＨＺＤＲ（ドイツ・ドレスデン）にてプルトニウム（ＩＶ）を実際に用いた実験を先方機関の共同研究者らと一緒に実施した。前年度までの成果から、我々の提案する核燃料物質選択的沈殿法で扱う架橋NRP配位子の添加に伴いプルトニウム（ＩＶ）はイオン半径の類似したセリウム（ＩＶ）と同様の加水分解を伴う２次元金属有機構造体を形成するのか、それともこれまでに我々が明らかにしてきたトリウム（ＩＶ）、ウラン（ＩＶ）、ネプツニウム（ＩＶ）と同じくヘキサニトラト錯体を形成するのかが本実験で最も明らかにしたい点であった。結果として、プルトニウム（ＩＶ）は他のアクチノイド（ＩＶ）イオンと同様、ヘキサニトラト錯体［Ｐｕ（ＮＯ３）６］２－を形成することが単結晶X線構造解析より明らかとなった。各アクチノイド（ＩＶ）錯体における結合距離等の各種構造パラメータにはアクチノイド収縮に基づく系統性が見られることを確認した。また、核燃料物質選択的沈殿法の再処理技術としての性能評価指標として重要な溶解度についても上澄み液の紫外可視吸収スペクトルより見積もった結果、他のアクチノイド（ＩＶ）と遜色ない値であり、使用済み核燃料再処理条件下で十分な回収効率を見込めることを確認した。
Current Status of Research Progress	Current Status of Research Progress 3: Progress in research has been slightly delayed. Reason ２０２２年度、ついに念願であったドイツの国際共同研究先機関にてプルトニウムを用いた実験を実際に行うに至った。ただし、これが本研究における初回の渡独であり、研究目的の達成にはまだ不十分である。最大限の努力をしてはいるものの、特に最初の２年間はコロナ禍のせいで海外渡航が事実上不可能であったことから進捗の遅れは否めない。２０２３年度が当初の最終年度であるのに対し、この現状を踏まえて次年度１年延長を予定している。予算についてもそれに備えて計画的に支出する予定である。
Strategy for Future Research Activity	前年度までに得られた各種アクチノイド（ＩＶ）イオン（トリウム、ウラン、ネプツニウム、プルトニウム）およびセリウム（ＩＶ）イオンの核燃料物質選択的沈殿法における錯体化学的挙動や構造化学を総合し、アクチノイド化学もしくはｆ元素化学における系統性や各元素のユニークさを明らかにし、それらに基づいて包括的な論文の執筆を進める。また、アクチノイド（ＩＶ）の沈殿速度や溶解度など実際に再処理技術として重視すべきパラメータを精査し、それらに対する国内での予備検討の実施や国際共同研究先機関での実施予定内容の整理を行い、本国際共同研究の推進に最大限努める。
Causes of Carryover	「現在までの進捗状況」に記載した通り、本研究の進捗は「（３）やや遅れている」に該当する。最大限の努力をしてはいるものの、特に最初の２年間はコロナ禍のせいで海外渡航が事実上不可能であり、また２０２２年度にやっと国際共同研究先機関での実験を行うことができたがそれでも出入国時の水際対策に基づく多大なる支障があったことは事実である。この現状を踏まえ、２０２３年度が当初の最終年度であるのに対し、次年度１年延長を予定している。予算についてもそれに備えて計画的に支出する予定である。