海水ウラン採取に関する研究

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総量約42億トンと計算される海水中の溶存ウランを工業的に採取する技術の確立は、エネルギー政策上極めて重要である。海水からのウランの採取法として、ウランを選択的に吸着する固体吸着剤を用いる吸着法が実用性が高い。本研究では、経済的な海水ウラン採取プロセスの確立をめざして、1.吸着速度が大きく、また繰り返し使用に対して耐久性のある吸着剤の製造方法の確立、2.大量の海水との接触に適した中空繊維および粒状繊維吸着剤を用いる接触装置の評価、および3.海流、波などの自然力を利用した吸着剤と海水との接触装置の開発を行った。本研究によって得られた新しい知見、成果は次の点である。1.アミドキシム型球状樹脂について、湿潤時に直径140-170Aの細孔を多く含む樹脂が高いウラン吸着速度を有することが明らかになった。合成した樹脂のウラン吸着量は20日間で約0.2g/L-樹脂という値を示した。2.アミドキシム化反応の特徴を検討し、アミドキシム、イミノジオキシム基とカルボン酸基とがブロック構造を形成している状態が高いウラン吸着性能を示すことで明らかにした。3.中空繊維吸着剤を充填した層高90cmのカラムにポンプで海水を流通させる吸着試験を太平洋沿岸で行い、25日間でカラムの平均吸着量として、1g/kgという吸着速度を得た。4.アミドキシム繊維からマット状吸着体を作成し、流動層で流動化した。旋回スリット分散器を用いることにより、マット状吸着体内部への海水通過量を十分確保できることを示した。5.循環流動層方式の接触装置を用いたウラン吸着実験を行い、6日間の連続運転の結果、天然海水を用いた場合でも、長期間安定した装置の運転が可能であることを検証した。6.海流を直接利用して、吸着剤流動層を流動化し、ウランを吸着する方法について、流動層形状および海流取り込み効率の検討を行った。また、オープンスペースでの実験により、この装置の流動化が良好であることを確認した。