2021 Fiscal Year Research-status Report
Selective separation of platinum group elements by hybrid inorganic ion exchanger for recycle on nuclear decommissioning
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21K04948
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| Research Institution | Tsuruoka National College of Technology |
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Principal Investigator |
阿部 達雄 鶴岡工業高等専門学校, その他部局等, 助教 (20390403)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
鈴木 達也 長岡技術科学大学, 工学研究科, 教授 (70323839)
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| Project Period (FY) |
2021-04-01 – 2024-03-31
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| Keywords | 無機イオン交換体 / 白金族分離 / 廃炉リサイクル / ハイブリッド / 選択的分離 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
現在，原子力発電所の多くは，４０年以上が経過している。福島の原子力発電所の事故に伴い，廃炉が多くなることが予想されている。廃炉から生じる可能性のある成分（鉄（Fe），モリブデン（Mo），スズなど）を回収して，無機イオン交換体を合成し，核燃料廃棄物中に多量に精製している放射線性が高く毒性のあるセシウム，ストロンチウム（Sr），アンチモン，ニオブ，セレン（Se）などを取り除き，有用な白金族元素を回収することを目的とした。
今年度は，チタン酸スズを合成し，Sr，Se，Fe，Moについて塩酸溶液中での吸着特性をバッチ試験で評価した。
塩酸濃度が0.1，0.3，1.0，3.0 mol/Lで試験を行ったところ，Se，Moに対して塩酸濃度0.1 mol/L，0.3 mol/L のとき100％に近い吸着率だった。一方，FeとSrについて吸着はほとんどみられなかった。FeとMoの混合溶液では，Feは塩酸濃度が0.1 mol/L のとき，Moは塩酸濃度が0.1 mol/L，0.3 mol/L のときに100％近く吸着した。SrとSeの混合溶液では，Seは塩酸濃度0.1 mol/L，0.3 mol/Lのとき100％に近い吸着率だった。Srは，ほとんど吸着しておらず，Seを選択的に吸着していた
また，新規の無機イオン交換体として，モリブドリン酸ジルコニウム，モリブドリン酸タングステンの合成を行い，軽白金族元素の塩酸及び硝酸溶液中での吸着特性をバッチ試験で評価した。
その結果，モリブドリン酸ジルコニウムは両系において，パラジウムのみを選択的に吸着することを確認し，モリブドリン酸タングステンに関しては薄い酸でルテニウムに選択性を持つことを確認した。
また，カラム試験で使用可能な多孔性シリカに担持させた複合系の吸着剤の開発も行い。同様の性質を持つことを確認した。
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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
概ね、順調に研究が進んでいる。
複数の異なる元素を含む無機イオン交換体の特徴のある吸着特性があることがわかった。
本研究の結果と既報の文献などからのイオン交換体の吸着性能、無機材料の合成法に関する情報をもとに新規無機イオン交換体を構成する元素や組み合わせの方向性がみえてきた。
今後さらなる吸着剤の開発や元素の吸着特性について研究を行う予定である。
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| Strategy for Future Research Activity |
本年度末に購入したマッフル炉を用いて、固層反応法等により複数元素を導入した新規ハイブリッド無機イオン交換体を合成する。
合成した無機イオン交換体の組成については、まだ不明なところもあるので安定した合成方法を確立すると共に更なる新規無機イオン交換体の合成についても検討を行う。
また、元素の吸着についても廃炉リサイクルに必要な核種に広げると共に、カラム法を用いた分離法の検討も行う予定である。
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