| 研究概要 |
使用済みウラン核燃料の湿式再処理施設周辺の環境放射能安全防護の確保のために, 溶解液中に残留するヨウ素を気相に放出して, 銀吸着材により固定化する技術の確立が重要課題の一つである. 残留ヨウ素の化学形は, IまたはIO_3であるから, 溶解液中にNO_Xを吹き込んで生成する酸化還元両性をもつHNO_2によって, Iの酸化とIO_3の還元を行って, 揮発性のI_2に変換することが試みられている. しかし, これらの酸化還元反応速度は殆ど不明である. 本研究の目的は上述の反応速度の解明である. 得られた主な成果は, 以下のように要約される.
(1)酸性水溶液中の亜硝酸の自己分解は, 三段階の逐次可逆反応機構に従い, 硝酸生成段階が律速過程である. また, この反応は比較的緩慢であるため, 初期において溶存酸素の影響を大きく受ける. さらに, 本反応の総括反応速度定数および総括反応平行定数の温度依存性も明らかにした.
(2)亜硝酸によるIのI_2への酸化は迅速反応であり, 反応速度はI, H及びHNO_2の濃度により複雑に変化する. さらに, 温度依存性は複雑で, 条件により負の温度係数を示す場合もある. 初期反応速度解析に基づいて, 広い濃度および温度範囲にわたる複雑な依存性を定式化した総括反応速度式を導いた. また, Iの初濃度がHNO_2のそれより大きい範囲の結果から, 液相における一酸化窒素の溶存酸素による酸化速度の定式化も行った.
(3)亜硝酸によるIO_3のI_2への還元反応は, 初期の誘導期の後に, 円滑にI_2を生成する自触媒効果もつ複雑な反応であり, I_2の依存性をもたない反応機構とI_2の依存性をもつ機構の二つがあると考えられる. 前者の寄与は小さく, 後者の自触媒反応の総括反応速度定数の各種反応成分に対する濃度依存性と温度依存性を定式化した.
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