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選択的な光還元・微粒子化反応に基づく新規パラジウム分離法の開発

研究課題

研究課題/領域番号 16K17927
研究種目

若手研究(B)

配分区分基金
研究分野 分析化学
研究機関国立研究開発法人日本原子力研究開発機構

研究代表者

蓬田 匠  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 (40743349)

研究期間 (年度) 2016-04-01 – 2019-03-31
研究課題ステータス 完了 (2018年度)
配分額 *注記
4,290千円 (直接経費: 3,300千円、間接経費: 990千円)
2018年度: 1,430千円 (直接経費: 1,100千円、間接経費: 330千円)
2017年度: 1,170千円 (直接経費: 900千円、間接経費: 270千円)
2016年度: 1,690千円 (直接経費: 1,300千円、間接経費: 390千円)
キーワードパラジウム / 光還元 / 沈殿分離 / 非接触分離 / 光化学反応 / 質量分析 / ICP-MS
研究成果の概要

高レベル放射性廃棄物に含まれるパラジウム107(Pd-107)は、数百万年以上の長期間にわたり放射線を出すため、放射性廃棄物の地層処分時に存在量の把握が求められる。Pd-107の正確な測定には、多種多様な元素を含む試料からPdを分離する必要がある。しかし、既存のPd分離法は近接かつ長時間の分離操作が不可避であり、高い放射能を持つ試料の分析は困難である。本研究では遠隔かつ単純な操作でPdを分離するため、レーザー誘起光還元法をPd沈殿の生成に用いた。25元素含有混合溶液に20分のレーザー照射を行い、生成したPd沈殿を分析した結果、他元素の除去率99%以上で選択的にPdを回収できることを実証した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

本研究では、溶液中にレーザーを照射して高純度のPd沈殿を生成できる分離法を開発した。この方法は、放射性廃棄物の地層処分時の安全評価対象核種であり、分析報告例が非常に希少な放射性核種、Pd-107の存在量を把握するための測定前処理に有用である。原子力分野において重要な、放射性廃棄物処理・処分のための分析法開発に直接貢献できる。また、一般産業分野では、Pdの選択的回収技術として材料分野への展開も期待でき、社会的意義が非常に大きい。加えて、他の白金族金属の共存下において、Pdを選択的に回収できた。このPd選択的な沈殿生成は、白金族金属の溶液化学的な挙動を知る上で非常に重要であり、学術的意義も大きい。

報告書

(4件)
  • 2018 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2017 実施状況報告書
  • 2016 実施状況報告書
  • 研究成果

    (18件)

すべて 2019 2018 2017 2016 その他

すべて 雑誌論文 (5件) (うち査読あり 4件、 オープンアクセス 2件、 謝辞記載あり 1件) 学会発表 (12件) (うち国際学会 1件) 備考 (1件)

  • [雑誌論文] Determination of 107Pd in Pd purified by selective precipitation from spent nuclear fuel by laser ablation ICP-MS2018

    • 著者名/発表者名
      Asai Shiho、Ohata Masaki、Yomogida Takumi、Saeki Morihisa、Ohba Hironori、Hanzawa Yukiko、Horita Takuma、Kitatsuji Yoshihiro
    • 雑誌名

      Analytical and Bioanalytical Chemistry

      巻: 411 号: 5 ページ: 973-983

    • DOI

      10.1007/s00216-018-1527-3

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] In Situ Time-Resolved XAFS Studies on Laser-Induced Particle Formation of Palladium Metal in an Aqueous/EtOH Solution2018

    • 著者名/発表者名
      Saeki Morihisa、Matsumura Daiju、Yomogida Takumi、Taguchi Tomitsugu、Tsuji Takuya、Saitoh Hiroyuki、Ohba Hironori
    • 雑誌名

      The Journal of Physical Chemistry C

      巻: 123 号: 1 ページ: 817-824

    • DOI

      10.1021/acs.jpcc.8b09532

    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] <sup>107</sup>PdのICP-MS測定のためのレーザー誘起光還元法による非接触・選択的パラジウム分離 ─分離条件とPd回収率の関係─2017

    • 著者名/発表者名
      蓬田 匠, 浅井 志保, 佐伯 盛久, 半澤 有希子, 堀田 拓摩, 江坂 文孝, 大場 弘則, 北辻 章浩
    • 雑誌名

      分析化学

      巻: 66 号: 9 ページ: 647-652

    • DOI

      10.2116/bunsekikagaku.66.647

    • NAID

      130006135719

    • ISSN
      0525-1931
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス
  • [雑誌論文] 時間分解X線吸収分光による水溶液中パラジウムイオンのレーザー微粒子化反応研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久, 田口 富嗣, 大場 弘則, 松村 大樹, 辻 卓也, 蓬田 匠
    • 雑誌名

      電気学会研究会資料,電子材料研究会(EFM-17-010~021)

      巻: - ページ: 15-18

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [雑誌論文] Determination of 107Pd in Pd Recovered by Laser-Induced Photoreduction for Inductively Coupled Plasma Mass Spectrometry2016

    • 著者名/発表者名
      浅井志保 , 蓬田 匠 , 佐伯盛久 , 大場弘則 , 半澤有希子 , 堀田拓摩 , 北辻章浩
    • 雑誌名

      Analytical Chemistry

      巻: 88 号: 24 ページ: 12227-12233

    • DOI

      10.1021/acs.analchem.6b03286

    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
    • 査読あり / オープンアクセス / 謝辞記載あり
  • [学会発表] In Situ Time-Resolved XAFS Studies on Laser-Induced Particle Formation of Platinum Groups Metal Ions in a H2O / EtOH Solution2019

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久;松村 大樹;蓬田 匠;田口 富嗣;辻 卓也;齋藤 寛之;中西 隆造;大場 弘則
    • 学会等名
      日本化学会第99春季年会(2019)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] 使用済燃料から回収した金属パラジウムのLA-ICP-MSによる同位体測定2018

    • 著者名/発表者名
      浅井 志保;大畑 昌輝;蓬田 匠;佐伯 盛久;大場 弘則;半澤 有希子;堀田 拓摩;北辻 章浩
    • 学会等名
      日本分析化学会第67年会
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
  • [学会発表] Separation of platinum-group metals from radioactive waste liquid by laser induced particle formation2018

    • 著者名/発表者名
      Saeki, Morihisa;Asai, Shiho;Yomogida, Takumi; Hanzawa, Yukiko;Taguchi, Tomitsugu;Horita, Takuma;Kitatsuji, Yoshihiro;Oba, Hironori
    • 学会等名
      4th International Workshop on Advanced Techniques in Actinide Spectroscopy (ATAS 2018)
    • 関連する報告書
      2018 実績報告書
    • 国際学会
  • [学会発表] レーザー誘起光還元法により使用済燃料から回収したPd中107Pdの定量2017

    • 著者名/発表者名
      浅井 志保、蓬田 匠、佐伯 盛久、大場 弘則、半澤 有希子、堀田 拓摩、北辻 章浩
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年春の年会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] レーザー誘起光還元法を利用した白金族元素分離法の開発―放射性廃棄物処分分野での応用にむけて―2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久、大場 弘則、田口富嗣、横山 淳、浅井 志保、蓬田 匠、半澤 有希子、中嶋 信昭
    • 学会等名
      日本原子力学会2017年春の年会
    • 発表場所
      東海大学湘南キャンパス(神奈川県平塚市)
    • 年月日
      2017-03-27
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [学会発表] Laser Raman spectroscopic studies on isoploymolybdate(VI) in a highly acidic solution2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久, 蓬田 匠, 松村 大樹, 斉藤 拓巳, 岡本 芳浩, 大場 弘則
    • 学会等名
      2nd Asian Symposium on Laser Induced Breakdown Spectroscopy (ASLIBS 2017)
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] パラジウム水溶液中におけるレーザー微粒子化反応の時間分解XAFS研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久, 松村 大樹, 辻 卓也, 蓬田 匠, 田口 富嗣, 大場 弘則
    • 学会等名
      第20回XAFS討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 光還元・沈殿生成反応によるパラジウム分離法の開発; エタノール添加によるPdの溶存状態変化と回収率の関係2017

    • 著者名/発表者名
      蓬田 匠, 浅井 志保, 佐伯 盛久, 半澤 有希子, 堀田 拓摩, 江坂 文孝, 大場 弘則, 北辻 章浩
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 時間分解XAFS分光による水溶液中パラジウムイオンのレーザー微粒子化反応研究2017

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久, 松村 大樹, 辻 卓也, 蓬田 匠, 田口 富嗣, 大場 弘則
    • 学会等名
      2017年光化学討論会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Direct measurement of 107Pd in Pd metal recovered from spent nuclear fuel with laser ablation ICP-MS2017

    • 著者名/発表者名
      浅井 志保, 大畑 昌輝, 蓬田 匠, 佐伯 盛久, 大場 弘則, 半澤 有希子, 堀田 拓摩, 北辻 章浩
    • 学会等名
      RSC Tokyo International Conference 2017
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] 原子力発電所で使われた燃料からのパラジウムの回収と定量2017

    • 著者名/発表者名
      浅井 志保, 蓬田 匠
    • 学会等名
      日本分析化学会第66年会
    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書
  • [学会発表] Time-resolved XAFS study on photo-induced particle formation of palladium in presence of molybdenum ion2016

    • 著者名/発表者名
      佐伯 盛久、松村 大樹、田口 富嗣、蓬田 匠、大場 弘則
    • 学会等名
      第32回化学反応討論会
    • 発表場所
      大宮ソニックシティ(埼玉県さいたま市)
    • 年月日
      2016-06-01
    • 関連する報告書
      2016 実施状況報告書
  • [備考] 分析化学研究グループ

    • URL

      https://nsec.jaea.go.jp/analy_chem/top.php

    • 関連する報告書
      2017 実施状況報告書

URL: 

公開日: 2016-04-21   更新日: 2020-03-30  

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