2011 Fiscal Year Annual Research Report
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21360472
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| Research Institution | Japan Atomic Energy Agency |
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Principal Investigator |
渡邉 雅之 独立行政法人日本原子力研究開発機構, 原子力基礎工学研究部門, 研究主幹 (70354842)
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| Keywords | ナノ空間 / 分離 / 吸着 / 炭素材料 / グラファイト / カーボンナノチューブ / 活性炭 / アクチノイド |
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| Research Abstract |
本研究では、ナノサイズの微小空間を利用して核種を分離する革新的な高精度核種分離システムの構築を目指している。申請者は、最近ナノ空間を有するカーボンナノチューブ(以降ナノチューブ)などに、三価アクチノイド(AnIII))が三価ランタノイド(Ln(III))よりも選択的に吸着され、これによりAn(III)がLn(III)から吸着分離できるという現象を発見した。本研究の目的は、この吸着分離機構の解明を行い、ナノ空間を利用ずる高レベル廃液のシンプルで新しい高精度核種分離システムを構築することにある。
当該年度については、主にバッチ法による分離試験を対象となるさまざまな原子価をとるアクチノイドを用いて行い、分離条件の探索を行った。
分離試験は、より系統的にデータの取得に努めた。未処理の活性炭、グラファイト、ナノチューブを用いて、各種元素のバッチ分離試験を行った。その結果、官能基の効果ばかりでなく比表面積(BET測定)やナノサイズのサイズ効果により、An(III)とLn(III)が吸着されていることが明らかとなった。また、U(VI)やPu(IV)など他のアクチノイドを用いた吸着試験を行い、これらがより酸性条件下で吸着することも見いだした。したがって、An(III)とLn(III)の分離のみではなく、アクチノイド全般の分離システムとして構築が可能であることを見出した。
また、研究の過程で、ダイヤモンドやナノダイヤモンドについても、吸着性能を見出すことに成功した。
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