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酸素及び窒素原子が活性な官能基を持つハイブリットドナー型抽出剤による3価及び4価アクチノイドの3価ランタノイドからの選択的分離法

国内特許コード P120007537
整理番号 13130
掲載日 2012年5月15日
出願番号 特願2008-552126
登録番号 特許第4911538号
出願日 平成19年12月26日(2007.12.26)
登録日 平成24年1月27日(2012.1.27)
国際出願番号 JP2007074950
国際公開番号 WO2008081814
国際出願日 平成19年12月26日(2007.12.26)
国際公開日 平成20年7月10日(2008.7.10)
優先権データ
  • 特願2006-349646 (2006.12.26) JP
発明者
  • 矢板 毅
  • 塩飽 秀啓
  • 鈴木 伸一
  • 岡本 芳浩
出願人
  • 独立行政法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 酸素及び窒素原子が活性な官能基を持つハイブリットドナー型抽出剤による3価及び4価アクチノイドの3価ランタノイドからの選択的分離法
発明の概要

有機リン系化合物を用いることなく簡易かつ低コストな方法で、3価及び4価アクチノイドの分離回収方法を提供する。酸素原子と窒素原子の両方のドナー原子を持つハイブリットドナー型有機化合物である中性多座配位活性な官能基を有する抽出剤を用いて、4価アクチノイドのプルトニウム:Pu(IV)及び3価アクチノイドであるアメリシウム:Am(III),キュリウム:Cm(III)を、3価ランタノイド:Ln(III)等から選択的に分離回収する。

従来技術、競合技術の概要


プルトニウムを使用済核燃料(Nuclear Spent Fuels:SF)から分離回収する方法として、現在、PUREX法が実用化されている。この方法は、まず使用済核燃料物質を硝酸溶液に溶解し、この溶液からリン酸トリブチル(Tri-butyl phosphate:TBP)を含む有機溶媒を用いる溶媒抽出法により、ウラン(VI)及びプルトニウム(IV)を核分裂生成物から分離し、その後ウラン(VI)からプルトニウム(IV)を分離する方法である。



一方、アメリシウム(III)及びキュリウム(III)に関しては、プルトニウム(IV)のように再処理し再利用するのではなく、これまで高レベル廃棄物として取り扱われてきた。高レベル廃液からアメリシウム(III)やキュリウム(III)を含む超ウラン元素(Transuranics:TRU)を分離する方法としては、CMPO(カルバモイルメチルフォスフィンオキシド)やDIDPA(ジイソデシルリン酸)などを用いる溶媒抽出法などの湿式分離法がある。



更に、発電炉からの使用済核燃料の溶解液を対象に、第1抽出段において、ウラン(VI)のみを分離回収し、第2抽出段において、残り全てのアクチノイド、即ち、ネプツニウム(V)、プルトニウム(IV)、アメリシウム(III)、キュリウム(III)を分離回収し、得られた2種類のアクチノイド溶液であるウラン(VI)含有溶液及びアクチノイド含有溶液を別々に脱硝し、溶解性の良い酸化物固体に変換して貯蔵し、その後の需要に備える方法がある(特許文献1参照)。

【特許文献1】特開2002-243890号公報

【特許文献2】特開2005-214706号公報

産業上の利用分野


本発明は、原子力発電により発生する使用済核燃料(SF)の硝酸溶液中に存在する4価アクチノイドのプルトニウム:Pu(IV)及び3価アクチノイドであるアメリシウム:Am(III),キュリウム:Cm(III)を,同様に硝酸溶液中に存在する3価ランタノイド:Ln(III)から選択的に分離回収する方法に関する。

特許請求の範囲 【請求項1】 放射性核種を含む硝酸溶液から、酸素原子と窒素原子の両方が活性な官能基を持つハイブリットドナー型有機化合物である中性多座配位抽出剤を用いて、4価のプルトニウムおよび3価のアメリシウム、キュリウムを、3価ランタノイドから選択的に分離・回収することを特徴とする3価及び4価アクチノイドの分離回収方法。
【請求項2】 前記抽出剤が、
【化学式1】
(R1,2は、Cn2n+1、R39は、水素又はCn2n+1である。ただしnは整数を表す)
【化学式2】
(R1,2は、Cn2n+1、R39は、水素、又はCn2n+1である。ただしnは整数を表す)
又は、
【化学式3】
(R1は、Cn2n+1、R26は、水素、又はCn2n+1である。ただしnは整数を表す)
で表される化合物であることを特徴とする請求項1記載の3価及び4価アクチノイドの分離回収方法。
【請求項3】 前記[化1]又は[化2]で表される化合物は、R12がメチル基、R39が水素の場合はクロロホルムに溶解して用い、R12がメチル基、R39がヘキシル基、オクチル基の場合は脂肪族系化合物に溶解して用い、前記[化3]で表される化合物は、R1がメチル基、R26が水素又はアルキル基の場合はクロロホルムに溶解して用い、R1がオクチルキ基、R26が水素又はアルキル基の場合は脂肪族系化合物に溶解して用いることを特徴とする請求項2記載の3価及び4価アクチノイドの分離回収方法。
【請求項4】 前記硝酸溶液中の放射性核種の濃度が、0.01M~4.0Mであることを特徴とする請求項1記載の3価及び4価アクチノイドの分離回収方法。
産業区分
  • 原子力
  • その他無機化学
国際特許分類(IPC)
画像

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出願権利状態 権利存続中
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