核燃料再処理のための溶媒抽出法の開発

1988 Fiscal Year Annual Research Report

• Project/Area Number: 62470150
• Research Institution: Tohoku University
• Principal Investigator: 井上 泰 東北大学, 工学部, 教授 (60005858)
• Co-Investigator(Kenkyū-buntansha): 栃山 修 東北大学, 工学部, 助教授 (70005479)
• Keywords: 核燃料再処理 / 高レベル廃棄物 / アクチノイド / ネプツニウム / アメリシウム / 溶媒抽出 / ジイソデシルリン酸 / アシルピラゾロン

Research Abstract

現在、使用済核燃料の再処理にはTBP溶媒抽出法を基礎とするピュレックス法が用いられているが、この方法は超長半減期核種を含む超ウラン元素(特にNpとAm)を燃料及び廃棄物からうまく分離できないという欠点を持っている。これを解決するため、より優れた溶媒抽出系を開発することが本研究の目的である。
前年度において既存抽出系評価の結果、二座配位の中性有機リン化合物、酸性有機リン化合物、β-ジケトン類似試薬等が有望であるとの評価を得た。これに基づき次の検討を行なった。
1.酸性有機リン化合物であるDIDPA(ジイソデシルリン酸)は弱酸性で3価アクチノイドを有効に抽出し、高レベル廃棄物中のアクチノイドの分離が可能である。そこで本試薬のNp(V)抽出に対する有効性を評価するため、酸濃度、Np濃度、共存不純物濃度の影響及び共存還元剤の効果を調べた。この結果、DIDPAの放射線分解により生成するモノイソデシルリン酸はNpのシュウ酸による逆抽出の際に問題となるがその生成量から考えて大きな障害とはならないこと、Np濃度が極端に低くなると抽出速度の還元剤添加による改善が有効ではないこと等を明らかにした。
2.β-ジケトン類似試薬であるアシルピラゾロンを数種合成し、Am(III)、Np(V)に対する抽出性能を調べた。この結果アシル基の置換基を変えることによる抽出力の改善には限度があり、再処理や廃棄物処理に関連して用いる為には適用可能な酸性度が低すぎることが判明した。現在試みとしてアシル基の代わりにホスホリル基をピラゾール環に導入することを検討中である。

Research Products

• [Publications] 久保田益充: JAERI-M. 88-002. (1988)
• [Publications] 栃山修: Solvent Ectr Ion Exch.7. (1989)
• [Publications] 井上泰: 第31回放射化学討論会講演予稿集. 202-203 (1987)