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公開番号2025029241
公報種別公開特許公報(A)
公開日2025-03-06
出願番号2023133755
出願日2023-08-21
発明の名称抽出溶媒系廃棄物の減容化方法
出願人愛知電機株式会社,国立研究開発法人日本原子力研究開発機構,国立大学法人九州大学
代理人
主分類G21F 9/06 20060101AFI20250227BHJP(核物理;核工学)
要約【課題】核物質等を含む抽出溶媒系廃棄物の減容化を図る技術を提供する。
【解決手段】核物質等を含む試料に、抽出剤を溶解した希釈剤を加え、当該抽出剤に核物質等を吸着させて錯体を形成し、溶媒抽出法によって、当該錯体を含む水溶液を分離する。分離した錯体を含む水溶液にプラズマを照射することで、水溶液を引火性のない廃液とガスに分解することで減容化する。放射性である場合には、減容化した廃液はガラス固化処理し、地層処分可能となる。
【選択図】図1
特許請求の範囲【請求項１】
核物質等の抽出性元素と核分裂生成物等の非抽出性元素を含む試料に抽出剤と希釈剤を加えた有機溶媒において、前記抽出剤に前記抽出性元素を吸着させて錯体を形成し、当該有機溶媒を溶媒抽出法によって前記非抽出性元素を含む水溶液と前記錯体を含む水溶液に分離し、前記錯体を含む水溶液にプラズマを照射することで、当該錯体を含む水溶液を減容化することを特徴とする抽出溶媒系廃棄物の減容化方法。
続きを表示（約 260 文字）【請求項２】
前記プラズマは、マイクロ波プラズマであることを特徴とする請求項１記載の抽出溶媒系廃棄物の減容化方法。
【請求項３】
前記抽出剤は、リン系抽出剤又はアミド系抽出剤であることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の抽出溶媒系廃棄物の減容化方法。
【請求項４】
前記希釈剤は、ドデカン又はケロシン等の炭化水素類またはオクタノール等のアルコール類あるいはジヘキシルエーテル等のエーテル類であることを特徴とする請求項１又は請求項２の何れかに記載の抽出溶媒系廃棄物の減容化方法。

発明の詳細な説明【技術分野】
【０００１】
本発明は、溶媒抽出法によって抽出したレアアース・レアメタル等、或いは、核物質を含む溶液の減容化を図るための技術に関する。
続きを表示（約 1,200 文字）【背景技術】
【０００２】
携帯電話のバッテリーで使用されるリチウムをはじめ、工業製品として使用されるレアアース・レアメタル等を再利用する手法の一つとして溶媒抽出法が用いられる。また、原子力発電所で発生する使用済み核燃料から核物質を回収する場合にも溶媒抽出法は用いられる。
【０００３】
後者を例に説明すれば、原子力発電所で発生する使用済核燃料は、再処理工場においてウランやプルトニウムなどの再利用可能な核物質が回収される。核物質の回収には前述した溶媒抽出法が多く用いられる。図７に溶媒抽出法の一例を示す。
【０００４】
図７に示すように、原子力発電所で発生する使用済核燃料には、回収対象の核物質等（抽出性元素）の他に、回収対象でない核分裂生成物等（非抽出性元素）が含まれる。当該使用済核燃料は、硝酸等に溶かされて水溶液（使用済核燃料溶解液）とされ、当該水溶液中で、回収対象の核物質等はイオン化する。
【０００５】
この使用済核燃料溶解液に、ＴＢＰやＣＭＰＯなどの抽出剤をドデカンやケロシン等の希釈剤に溶かした有機溶媒と混合することによって混合液を形成し、イオン化した核物質等を前記抽出剤に吸着させることで錯体を形成する。
【０００６】
そして、錯体と核分裂生成物等との比重差を利用して、抽出性元素（核物質等）を含む水溶液と、非抽出性元素（核分裂生成物等）を含む水溶液に分離する。非抽出性元素を含む水溶液は、ガラス固化処理のうえ、地下の一次貯蔵施設に貯蔵されて十分冷却される。その後、厚い金属製の容器（オーバーパック）と、これを覆う水を通しにくい粘土からなる緩衝材によって人工バリアを形成し、３００［ｍ］より深い地層にある地中埋設施設に埋設することで天然のバリアを形成した地層処分がなされる。
【０００７】
一方、分離された抽出性元素（核物質等）を含む水溶液は、ドデカン等の引火性のある希釈剤を含むため、ガラス固化体への混入が難しい。
【０００８】
抽出性元素を含む水溶液を処分する方法としては、下記特許文献１又は２に示すような各種の処分技術が提案されている。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００９】
特開２０１４－２３０６０３号公報
特開平６－１６０５９３号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【００１０】
特許文献１記載の技術は、放射性アルカリ廃液を貯蔵タンクに供給する際に、光触媒の酸化チタンによって１回目の酸化分解処理をし、次に紫外線照射により２回目の酸化分解処理を行う。この２回の分解処理によって、ＴＢＰから放射化分解された微量のＤＢＰ（リン酸ジブチル）が分解処理される。その後、硝酸によって中和することによって、ガラス固化処分が可能な中和物を形成することができる。
（【００１１】以降は省略されています）

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