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フルオラス溶媒とイオン液体を抽出媒体としたトリウム燃料再処理への適用性検討

研究課題

研究課題/領域番号 18K19047
研究種目

挑戦的研究(萌芽)

配分区分基金
審査区分 中区分31:原子力工学、地球資源工学、エネルギー学およびその関連分野
研究機関東海大学

研究代表者

浅沼 徳子  東海大学, 工学部, 准教授 (70439660)

研究分担者 稲津 敏行  東海大学, 工学部, 教授 (70151579)
研究期間 (年度) 2018-06-29 – 2022-03-31
研究課題ステータス 完了 (2021年度)
配分額 *注記
6,240千円 (直接経費: 4,800千円、間接経費: 1,440千円)
2019年度: 3,250千円 (直接経費: 2,500千円、間接経費: 750千円)
2018年度: 2,990千円 (直接経費: 2,300千円、間接経費: 690千円)
キーワード溶媒抽出 / フルオラス溶媒 / イオン液体 / セリウム / 核分裂生成物
研究成果の概要

トリウム燃料再処理のための溶媒抽出法の媒体として、化学的安定性の高いフルオラス溶媒と抽出化学種の溶解性に優れるイオン液体を適用することを検討した。トリウムの模擬元素としてセリウムを使用した。硝酸水溶液中のセリウムは、ホスフェート型フルオラス抽出剤によりフルオラス相へ抽出され、その後、抽出剤として塩化トリオクチルメチルアンモニウムを含むイミダゾリウム型イオン液体へ分配した。核分裂生成物の模擬元素を使用したトリウム燃料の模擬溶解液からの抽出試験では、フルオラス溶媒を介してイオン液体相へセリウムを選択的に回収できることを確認した。

研究成果の学術的意義や社会的意義

新しい学問領域であるフルオラス科学を原子力工学分野の化学分離へ適用させる取り組みであり、異分野の融合を図ることにつながった。フルオラス溶媒もイオン液体も抽出媒体としての基礎的知見は蓄積されており、互いの長所短所を把握したうえで課題解決に臨むことができた。トリウム燃料再処理には技術的課題が多く、既存の概念だけでは解決困難だが、フルオラス溶媒とイオン液体を組み合わせた抽出プロセスは、提案者らの独自手法であり、本研究で原理的な成立性を確認できた。今後、工学的な見地による検討を進めることで、トリウム燃料サイクルの確立に貢献できるだけでなく、他の分野への適用も期待できる。

報告書

(5件)
  • 2021 実績報告書   研究成果報告書 ( PDF )
  • 2020 実施状況報告書
  • 2019 実施状況報告書
  • 2018 実施状況報告書
  • 研究成果

    (5件)

すべて 2022 2021 2020 2019 2018

すべて 学会発表 (5件) (うち国際学会 1件)

  • [学会発表] イオン液体TOMAC/OMITf2Nとフルオラス抽出剤TBP-C4F9による溶媒抽出試験~混酸中Ce(IV)とFP主要元素の抽出挙動検討~2022

    • 著者名/発表者名
      横内優,黒木裕也,砂川凌摩,稲津敏行,浅沼徳子
    • 学会等名
      日本原子力学会2022年春の年会
    • 関連する報告書
      2021 実績報告書
  • [学会発表] イミダゾリウム型イオン液体とフルオラス溶媒による硝酸中Ce(IV)の抽出2021

    • 著者名/発表者名
      横内優,砂川凌摩,山口恭弥,稲津敏行,浅沼徳子
    • 学会等名
      日本原子力学会2021年春の年会
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] フルオラス溶媒とイオン液体を用いたトリウム燃料再処理法の開発~TBP誘導体によるセリウム(IV)の抽出~2020

    • 著者名/発表者名
      横内優,山口恭弥,稲津敏行,浅沼徳子
    • 学会等名
      日本原子力学会2020年秋の大会学生ポスターセッション
    • 関連する報告書
      2020 実施状況報告書
  • [学会発表] ホスフェート型フルオラス抽出剤によるセリウムイオンの抽出2019

    • 著者名/発表者名
      横内優、山口恭弥、広瀬貴也、稲津敏行、浅沼徳子
    • 学会等名
      フルオラス科学研究会 第12回シンポジウム
    • 関連する報告書
      2019 実施状況報告書
  • [学会発表] Fluorous Extraction of Uranium2018

    • 著者名/発表者名
      Takaya Hirose, Koki Nakagawa, Noriko Asanuma, Toshiyuki Inazu
    • 学会等名
      The 10th Meeting of Tokai University Micro/Nano Enlightenment
    • 関連する報告書
      2018 実施状況報告書
    • 国際学会

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公開日: 2018-07-25   更新日: 2023-01-30  

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