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アメリシウムの抽出方法 NEW

国内特許コード P210017522
整理番号 14187
掲載日 2021年4月16日
出願番号 特願2019-151070
公開番号 特開2021-031713
出願日 令和元年8月21日(2019.8.21)
公開日 令和3年3月1日(2021.3.1)
発明者
  • 鈴木 英哉
  • 松村 達郎
出願人
  • 国立研究開発法人日本原子力研究開発機構
発明の名称 アメリシウムの抽出方法 NEW
発明の概要 【課題】鉱工業分野や原子力分野で利用できるアメリシウムの効率的な抽出方法を提供することを目的とする。
【解決手段】アメリシウムを含む酸性水溶液を、下記一般式(A)で表されるイミノ二酢酸アミドの存在下で有機溶媒に接触させることにより、アメリシウムを有機溶媒に溶解させ、さらに、ジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)などの窒素ドナー系の水溶性錯化剤を含む酸性水溶液と接触させて逆抽出を行うことにより、アメリシウムを効率良く抽出することができる。
(式省略)
(式(A)中、R及びR’はそれぞれ独立して炭素数1~20の炭化水素基又は水素原子を表す。)
【選択図】図1
従来技術、競合技術の概要 原子力発電所で用いた後の核燃料(使用済燃料)の再処理に伴って発生する高レベル放射性廃液(HLLW)は、安定な形態にガラス固化し、数十年程度の間、冷却貯蔵を行った後、地下の深い地層中に処分(地層処分)することが検討されている。一方で、長半減期核種のアメリシウム(Am)や発熱性核種のキュリウム(Cm)等のマイナーアクチノイドを高レベル放射性廃液から分離し、核変換する「分離・変換技術」の研究開発が世界各国で進められている。分離・変換技術により、ガラス固化体の発生量の削減が可能となり、処分場面積や地層処分による環境負荷を大幅に低減することができる。

アメリシウムを核変換するためには、高レベル放射性廃液中からアメリシウムのみを分離する必要がある。しかしながら、高レベル放射性廃液中には多種多様な元素が含まれており、さらにアメリシウムと同一の安定原子価を有し、かつイオン半径が類似している希土類元素との相互分離が困難であることが知られている。また、3価のアメリシウムと3価のキュリウムは化学的性質が酷似しており、アメリシウムとキュリウムの相互分離は極めて難しい。そのため、高レベル放射性廃液中からアメリシウムを分離するためには、段階的な分離プロセスが必要となり、3種類の抽出剤を用いた分離プロセスが提案されている。

特許文献1,2にはイミノ二酢酸アミドを用いたアクチノイド、ランタノイド、又はレアアースの抽出方法が開示されている。しかしながら、アメリシウムを単独分離するためには改善が必要であった。
産業上の利用分野 本発明は、アメリシウムの分離方法に関し、より詳しくはイミノ二酢酸アミドを用いたアメリシウムの抽出方法に関する。
特許請求の範囲 【請求項1】
アメリシウムを含む酸性水溶液を準備する準備工程、
下記一般式(A)で表されるイミノ二酢酸アミドの存在下、前記準備工程で準備した酸性水溶液と有機溶媒を接触させる液液接触工程、
前記液液接触工程で接触させた酸性水溶液と有機溶媒を分液する分液工程、及び
前記分液工程で分液した有機溶媒に水溶性錯化剤を含む酸性水溶液を接触させる逆抽出工程、
を含むことを特徴とする、アメリシウムの抽出方法。
【化1】
(省略)
(式(A)中、R及びR’はそれぞれ独立して炭素数1~20の炭化水素基又は水素原子を表す。)

【請求項2】
前記準備工程で準備した酸性水溶液が、硝酸イオン(NO3-)を含む、請求項1に記載のアメリシウムの抽出方法。

【請求項3】
式(A)中、R及びR’がいずれも炭素数8のアルキル基である、請求項1または2に記載のアメリシウムの抽出方法。

【請求項4】
液液接触工程で使用する一般式(A)で表されるイミノ二酢酸アミドの濃度が0.1~0.3Mである、請求項1~3のいずれか一項に記載のアメリシウムの抽出方法。

【請求項5】
前記逆抽出工程で接触させる酸性水溶液に含まれる水溶性錯化剤が窒素ドナー系の水溶性錯化剤である、請求項1~4のいずれか一項に記載のアメリシウムの抽出方法。

【請求項6】
窒素ドナー系の水溶性錯化剤がジエチレントリアミン五酢酸(DTPA)である、請求項5に記載のアメリシウムの抽出方法。

【請求項7】
前記逆抽出工程で接触させる酸性水溶液が、0.01~0.05MのDTPAを含む、請求項6に記載のアメリシウムの抽出方法。

【請求項8】
前記準備工程で準備した酸性水溶液が、アメリシウムと、キュリウム、イットリウム、ランタノイド、ストロンチウム、バリウム、ルテニウム、ロジウム、パラジウム、ジルコニウム、セシウム、モリブデンから選択される1種類以上の非抽出対象元素とを含み、アメリシウムを前記非抽出対象元素と分離する、請求項1~7の何れか1項に記載のアメリシウムの抽出方法。

【請求項9】
前記アメリシウムと非抽出対象元素を含む酸性水溶液が使用済燃料の再処理廃液である、請求項8に記載のアメリシウムの抽出方法。
画像

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thum_JPA 503031713_i_000002.jpg
出願権利状態 公開
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