2023 Fiscal Year Annual Research Report
Development of Simplification Separation Process of a Nuclide and Effective Utilization Technique using Covalent Organic Framework, etc.
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22H00307
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| Research Institution | Tohoku University |
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Principal Investigator |
金 聖潤 東北大学, 工学研究科, 准教授 (50574357)
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| Co-Investigator(Kenkyū-buntansha) |
永石 隆二 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉環境国際共同研究センター, リーダー (00354895)
伊藤 辰也 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構, 福島研究開発部門 福島研究開発拠点 廃炉環境国際共同研究センター, 任期付研究員 (20757653)
松山 成男 東北大学, 工学研究科, 教授 (70219525)
呉 昊 東北大学, 工学研究科, 助教 (70881796) [Withdrawn]
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| Project Period (FY) |
2022-04-01 – 2027-03-31
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| Keywords | 放射性廃棄物 / 環境安全 / 有効利用技術 / 放射線医学 |
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| Outline of Annual Research Achievements |
本研究は発熱性元素、白金族元素及びオキソ酸イオンを単一カラムで一括して吸着・分離することができる簡素化分離プロセスの開発及び評価、吸着材の耐放射線性評価、吸着機構の解明について調査を行った。
(1) 発熱性元素、白金族元素及びオキソ酸イオン新規吸着材の開発及び評価：高レベル放射性廃液の成分・組成を非放射性の成分により模擬した硝酸水溶液中からの発熱性元素であるCs, Sr, Baを平均90％近く回収することが出来た。また、ガラス固化時に不適切とされるPdのほぼ100％を吸着分離することができ、ZrおよびReとMoを選択的に分離・回収できることを確認した。
(2) 吸着材の耐放射線性評価及び吸着材の化学的安定性評価：吸着材を硝酸水溶液と接触させた状態で照射し、水相への溶出有機炭素から吸着材の分解・劣化を推定することでγ線照射下における吸着材の安定性を評価した。溶出炭素は全て含浸した抽出剤由来のものであると仮定した場合、吸着材は吸収線量の増加と共に線形的に炭素保持率が低下していった。しかし、γ線照射による溶出炭素は十分に低いため、実廃液処理においても照射される放射線に耐え得る可能性があると評価した。
(3) 吸着機構の解明：吸着試験後の吸着材について、吸着材内の金属イオン分布、形態などをX線回折、X線光電子分光、マイクロ粒子線励起X線分析を用いて吸着元素の分布を取得した。
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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
模擬HLLW条件下で吸着材を用いて発熱性元素、白金族元素及びオキソ酸イオンを一括して吸着・分離することができる簡素化分離プロセスの開発評価及び放射線照射下の吸着材安定性試験による放射線の影響のみを考慮した場合の吸着材劣化挙動についての試験及び評価はほぼ終了しており、全体的な分離プロセスの調整段階である。これについては基礎技術をすでに持っているため、大きな障害はないと考えられる。
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| Strategy for Future Research Activity |
廃棄物処分の負担軽減、環境負荷低減及び資源化・有効利用の観点からは、放射性廃液からの発熱性元素、白金族元素及びオキソ酸イオンを一括して吸着・分離することができる簡素化分離プロセスの開発を検討した。今後は、MA(III) / Ln(III)相互分離用吸着材を調製し、吸着材の物性評価を行い、吸着材の耐放射線性評価、吸着材の化学的安定性評価及び二次廃棄物処理技術開発を行う。また、医療応用を目的とした90Yの高純度供給システムの開発を検討する。
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