核変換による高レベル放射性廃棄物の大幅な低減・資源化核変換による高レベル放射性廃棄物の大幅な低減・資源化

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プロジェクト 1
【分離技術】

電解法、溶媒抽出法、イオン交換法、沈殿法などから、分離回収性能や二次廃棄物発生量、経済性を評価して、高レベル廃液やガラス固化体からの有望な分離回収技術を選定する。

プロジェクトリーダー
金子 昌章

専門分野:放射性廃棄物処理・処分、放射性廃棄物固化、核種移行挙動評価

分離技術

目的:長寿命核分裂生成物(LLFP)の高効率分離・回収技術の開発

湿式冶金*A及び高温冶金*Bの各主要技術について分離特性を検討

*A 電解採取法, 吸着法, 溶媒抽出法, イオン液体法, イオン交換樹脂法
*B 溶融塩電解/化学還元法, フッ化物揮発法

技術開発の要諦:
金属プロダクト(核変換処理対象), 高回収率(≧90%), 高純度(≧90%), 放射性二次廃棄物の極小化

HLLW濃度:原則として、溶質非希釈
HLLW液性:硝酸酸性(約2M)を前提
リサイクル:使用済み電極、吸着材、抽出剤の再生・再利用

Pd: Metal Recovery ratio of 92 % at the electrode by potentiostatic electrolysis
Se: Metal Recovery ratio of 20% with Pd
Cs: Adsorption ratio of 91% by natural zeolite
Zr: Distribution ratio (D) was confirmed to suggest recovery ratio of ≧90%.

FP Pd, Seの電解採取技術

◆模擬HLLWの基礎的電気化学特性を把握。定電位電解法における析出分離挙動を検証。金属Pd及びSeの析出を確認

電位規制による析出物の組成(Wt% at 0V;Pd≫Ag>Te>・・・)を確認
模擬HLLWを用いた定電流電解試験により分離性並びに電解槽工学特性を検討予定

FP Csの吸着分離技術

◆クラウンエーテル抽出などの溶媒抽出法との比較の結果, ゼオライト(天然モルデナイト)吸着法を選定(Phase I)

モルデナイトのCs選択的吸着性(Kd); Sb≫Te>Sn>Cs>Mo>Ce*>Pd>Na *No other RE
5M ギ酸アンモニウムによる2段洗浄 ; ≧90%のCs溶離を確認

FP Zrの溶媒抽出技術

◆TODGA(非リン系多座配位子)及びHDEHP(リン系単座配位子)のZr抽出分離特性(D)を比較評価(Phase I)

Zr抽出能(上左);TODGA > HDEHP(Zr単元系), HDEHP > TODGA(模擬HLLW)
Zr選択能(上右);HDEHP(RE非抽出, Mo共抽出) > TODGA(RE共抽出)
模擬HLLWを用いた抽出試験により, Zr回収率≧90%を満足する抽出条件を確認予定