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使用済核燃料再処理廃液からの発熱性核種の選択分離とその癌放射線照射法への応用

研究課題

研究課題/領域番号 23360420
研究種目

基盤研究(B)

配分区分補助金
応募区分一般
研究分野 原子力学
研究機関東北大学

研究代表者

山崎 浩道  東北大学, 学内共同利用施設等, 教授 (00166654)

研究分担者 船木 善仁  東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 助教 (50261491)
金 聖潤  東北大学, サイクロトロン・ラジオアイソトープセンター, 准教授 (50574357)
石井 慶造  東北大学, 工学研究科, 教授 (00134065)
松山 成男  東北大学, 工学研究科, 准教授 (70219525)
菊池 洋平  東北大学, 工学研究科, 准教授 (50359535)
研究期間 (年度) 2011-04-01 – 2013-03-31
研究課題ステータス 採択後辞退 (2012年度)
配分額 *注記
15,730千円 (直接経費: 12,100千円、間接経費: 3,630千円)
2012年度: 10,270千円 (直接経費: 7,900千円、間接経費: 2,370千円)
2011年度: 5,460千円 (直接経費: 4,200千円、間接経費: 1,260千円)
キーワード保険物理 / 環境安全 / 放射線医学 / 放射性廃棄物
研究概要

Srに高選択性のDtBuCH18C6(di-t-butylcyclohexano-18-crown-6)化合物抽出剤をスチレン・ジビニルベンゼンポリマーを被覆した多孔性シリカ担体粒子(SiO_2-P)に含浸担持してDtBuCH18C6/SiO_2-P吸着材を創製した。吸着材の基本特性は、フーリエ変換赤外分光分析及び示差熱・熱重量分析により、その表面構造や重量組成・熱分解特性を測定評価した。
DtBuCH18C6/SiO_2-P吸着材はSEM観察により良好な調製が確認され、粒径は50□m程度であった。耐熱性に関してはSiO_2-P担体には見られないピーク(約160~180℃)が得られたのでDtBuCH18C6の分解であると推定される。SiO_2-P、抽出剤、改質剤の熱重量減少が仕込み量とよく一致した
DtBuCH18C6/SiO_2-P吸着材を用いて、硝酸溶液中における代表的なFP元素 (Cs, Sr, La, Nd, Sm, Gd, Zr, Mo, 白金族)の吸着試験を行うとともに、カラムに充填して抽出クロマトグラフ法による分離試験を検討した。
吸着材にSrのみの収着を確認した。また、2~3M硝酸で高い吸着性(分配係数は約180cm^3/g)を示した。Srに対する分配係数は温度の増加と共に低下した。Sr吸着量は平衡濃度60mM付近で平衡に達した(平衡吸着量:約0.30mmol/g)。また、Srの吸着はおおかたLangmuir型であるとわかった。EPMA分析によりSrはDtBuCH18C6/SiO_2-Pの内部まで収着したことを確認できた。
次に、破過試験において、線流速を小さくすると5%破過が増加した(0.64cm/minで全吸着容量0.26mmol/g)。破過試験回数によって吸着材カラムの劣化が見られた。充填したSr吸着材の量に対する通液した溶液量を考慮して評価する必要がある。全収着量を溶離するために、約38.2BVの溶離液が必要であった。また、Sr・Baとその他FP元素を分離することができた。

報告書

(1件)
  • 2011 実績報告書
  • 研究成果

    (4件)

すべて 2012 2011

すべて 雑誌論文 (2件) (うち査読あり 1件) 学会発表 (2件)

  • [雑誌論文] Equilibrium and Kinetic Studies of Selective Adsorption and Separation for Strontium using DtBuCH18C6 Loaded Resin2012

    • 著者名/発表者名
      Y.Wu, S.-Y.Kim, D.Tozawa, T.Ito, T.Tada, K.Hitomi, E.Kuraoka, H.Yamazaki, K.Ishii
    • 雑誌名

      Journal of Nuclear Science and Technology

      巻: 49 号: 3 ページ: 320-327

    • DOI

      10.1080/00223131.2012.660022

    • NAID

      10030137330

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
    • 査読あり
  • [雑誌論文] Selective Separation and Recovery of Cesium and Strontium from High Level Liquid Waste by Two Macroporous Silica-Based Supramolecular Recognition Absorbents2011

    • 著者名/発表者名
      Y.Wu, D.Tozawa, T.Ito, S.-Y.Kim, K.Hitomi, T.Tada, E.Kuraoka, H.Yamazaki, K.Ishii
    • 雑誌名

      Proc.of.GLOBAL 2011

    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 大環状化合物吸着剤を用いたCs及びSrの分離回収に関する研究;(2)複合吸着剤による方法2011

    • 著者名/発表者名
      呉艶、登澤大介、伊藤辰也、金聖潤、人見啓太朗、多田勉、山崎浩道、石井慶造
    • 学会等名
      日本原子力学会「2011年秋の大会」
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書
  • [学会発表] 大環状化合物吸着剤を用いたCs及びSrの分離回収に関する研究;(3)分離回収プロセスの検討2011

    • 著者名/発表者名
      伊藤辰也、登澤大介、呉艶、人見啓太朗、多田勉、金聖潤、山崎浩道、石井慶造
    • 学会等名
      日本原子力学会「2011年秋の大会」
    • 発表場所
      北九州国際会議場
    • 関連する報告書
      2011 実績報告書

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公開日: 2011-04-06   更新日: 2019-07-29  

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