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

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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。