(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
使用済核燃料の再処理工程におけるテクネチウム除染工程からのＴｃ含有酸性溶液を、ＴＢＰ抽出溶媒で抽出処理してＵ、Ｐｕを抽出溶媒に回収し、
そのＴｃ含有抽出残液を、３−オクチル−Ｎ−オクチルカプロラクタムと５−オクチル−Ｎ−オクチルカプロラクタムの混合物を含む環状アミド抽出溶媒で抽出処理してＴｃを当該環状アミド抽出溶媒に回収し、
そのＴｃ含有環状アミド抽出溶媒からＴｃを炭酸塩ストリップ液で逆抽出して回収する
テクネチウムを選択的に分離回収する方法。
【発明の詳細な説明】
【０００１】
【発明の属する技術分野】
本発明は酸性水溶液中に存在するＴｃ（ＶＩＩ）イオン（化学形はＴｃＯ4-）を、環状アミド化合物を用いて抽出する方法に係わる。本発明は、特に、使用済核燃料のピューレックス法再処理工程の第一サイクルに設けられたテクネチウム除染工程から出てくるストリップ液（テクネチウムを含有する）を対象とし、その中に含まれるウラン、プルトニウムが、リン酸トリブチル（ＴＢＰ、抽出剤）によって回収された後の廃液中から、テクネチウムを回収するために用いられる。
【０００２】
【従来の技術】
使用済核燃料の再処理工程においては、核分裂性物質であるウラン、プルトニウムが分離回収される。又核分裂生成物の一つであるテクネチウムは、酸性水溶液中ではＴｃ（ＶＩＩ）イオン（化学形はＴｃＯ4-）として存在し、上記第一サイクルにおいて、ウラン、プルトニウムと共に抽出され易い。Ｔｃ（ＶＩＩ）イオンがウランとプルトニウムを分離する分配工程に流れ込むと、その触媒的作用により、ウランとプルトニウムの酸化還元反応等が影響を受け、結果としてその分離性能が悪化する。そのため、最近の再処理工場では、第一サイクルにテクネチウム除染工程を設け、ウラン、プルトニウムを抽出した有機溶媒からテクネチウムを洗浄除去し、そのテクネチウムは最終的に高レベル廃液に入れられる。このテクネチウムについては、分離回収する方策は何ら取られていない。
【０００３】
【発明が解決しようとする課題】
テクネチウム（Ｔｃ）は最終的に高レベル廃液に入れられるため、その処理処分戦略ではガラス固化体として深地層処分場に処分される。この廃棄物固化体は、超長期的には地下水に浸食され、含まれる放射性核種は地下水中に浸出して様々な移行機構と経路によりバリアーとしての地層中を移動する。Ｔｃは99Ｔｃという長半減期（約２１万年）核種であって崩壊による放射能減衰は期待出来ない。
【０００４】
さらにＴｃＯ4-という陰イオンが安定であるので、地層中での移行速度が比較的大きいとされる。その結果、廃棄物深地層処分におけるリスク評価では問題核種となっている。そこで、Ｔｃの高レベル廃液からの分離回収と核反応によるその安定化が検討されているが、未だに満足できる化学分離法は開発されていない。
【０００５】
【課題を解決するための手段】
本発明は、使用済核燃料の再処理工場において、Ｔｃが高レベル廃液に入り込む前、即ち、再処理工程の第一サイクルに設けられたテクネチウム除染工程（ウラン、プルトニウムを抽出した有機溶媒からテクネチウムを洗浄除去する工程）から出てくるＴｃストリップ液（Ｔｃを含有する硝酸酸性水溶液）について、その中に含まれるウラン、プルトニウムをリン酸トリブチル（ＴＢＰ、抽出剤）溶媒によって回収した後の抽残液から、環状アミドによりＴｃを抽出分離するものである。
【０００６】
即ち、本発明は、使用済核燃料の再処理工程におけるテクネチウム除染工程からのＴｃ含有酸性溶液を、ＴＢＰ抽出溶媒で抽出処理してＵ、Ｐｕを抽出溶媒に回収し、そのＴｃ含有抽出残液を環状アミド抽出溶媒で抽出処理してＴｃを抽出溶媒に回収し、そのＴｃ含有抽出溶媒からＴｃを炭酸塩ストリップ液で逆抽出して回収する方法である。
【０００７】
これは、高レベル廃液中からＴｃを分離するよりも優れて有利である。なぜなら、高レベル廃液中には極めて多種多量の核分裂生成物が存在しており、Ｔｃを高純度で分離する目標を達成するには、困難が予想されるからである。
【０００８】
高い酸性度の上記水溶液からのＴｃの選択的分離回収には、カルボニル官能基を有する環状アミド化合物、即ち、Ｃ4 Ｈ7 Ｒ1 ＣＯＮＲ2 （バレロラクタム：６員環）又はＣ5 Ｈ9 Ｒ1 ＣＯＮＲ2 （カプロラクタム：７員環）（ここでＲ1 ，Ｒ2 は有機鎖）〔有機鎖のＲ1 はＣ6 Ｈ13（ヘキシル基）、Ｃ8 Ｈ17（オクチル基）等であり、Ｒ2 はＣ8 Ｈ17（オクチル基）、Ｃ4 Ｈ9 （Ｃ2 Ｈ5 ）ＣＨＣＨ2 （２−エチルヘキシル基）等である〕を用いる。
【０００９】
【発明の実施の形態】
本発明における、使用済核燃料のビューレックス法再処理工程の第一サイクルに設けられたテクネチウム除染工程から出て来る、Ｕ、Ｐｕを負荷した抽出溶媒を洗浄したＴｃ含有ストリップ液（Ｕ、Ｐｕが残存する）から、Ｔｃを環状アミド化合物を使用して抽出分離する工程を図２に基づいて説明する。
【００１０】
（１）  再処理ビューレックス工程第一サイクルのＵ、Ｐｕ共抽出工程において、使用済燃料溶解液をＴＢＰ抽出溶媒と向流接触させて溶媒中にＵ、Ｐｕを抽出する（この有機溶媒には大部分のＴｃも抽出される）。この抽出溶媒を共抽出工程の末端で洗浄液で洗浄後、テクネチウム除染工程に導入する。その際に生じた共抽出工程の抽出残液は高レベル廃液として集められる。
【００１１】
（２）  テクネチウム除染工程において、共抽出工程からの抽出溶媒をＴｃストリップ液である５Ｍ硝酸水溶液と向流接触させてＴｃを酸溶液に逆抽出し、この溶液をＴｃストリップ液として取り出す。Ｔｃが酸溶液で洗浄除去された後の精製Ｕ、Ｐｕ含有溶媒を除染工程の末端で洗浄液で洗浄して除染工程から回収する。
【００１２】
（３）  Ｕ−Ｐｕ抽出段において、テクネチウム除染工程から取り出された一部のＵ、Ｐｕを含有するＴｃストリップ液をＴＢＰ抽出溶媒と向流接触させてＵ、Ｐｕを抽出溶媒中に抽出回収し、抽出段末端で洗浄液で洗浄後Ｕ、Ｐｕ再処理主工程に循環する。一方、抽出されなかったＴｃを含有する抽出残液をこの抽出段からＴｃフィードとして取り出す。なお、従来は、このＴｃ含有抽残液は高レベル廃液貯槽に導入されてガラス固化体処理されていた。
【００１３】
（４）  Ｔｃ抽出段において、Ｕ−Ｐｕ抽出段から取り出されたＴｃフィードを環状アミド抽出溶媒と向流接触させてＴｃを抽出する。Ｔｃ含有抽出溶媒はＴｃ抽出段の末端で洗浄液で洗浄した後Ｔｃ逆抽出段に導入する。その際に生じたこの抽出段における抽出残液は高レベル廃液に集められる。
【００１４】
（５）  Ｔｃ逆抽出段において、Ｔｃ抽出段から取り出されたＴｃ含有抽出溶媒をストリップ液（炭酸塩溶液）と向流接触させ、Ｔｃをストリップ液中に逆抽出した液をＴｃプロダクトとしてこの抽出段から取り出す。Ｔｃを含有しない使用済環状アミド抽出溶媒を環状アミド抽出溶媒としてＴｃ抽出段にリサイクルして再使用する。
【００１５】
【実施例】
次の３種類の環状アミド抽出剤が使用された。
【００１６】
（１）  ３−オクチル−Ｎ−（２−エチルヘキシル）カプロラクタム（３ＯＥＨＣＬＡ）と５−オクチル−Ｎ−（２−エチルヘキシル）カプロラクタム（５ＯＥＨＣＬＡ）の混合物（３，５，ＯＥＨＣＬＡと略す）
（２）  ３−オクチル−Ｎ−オクチルカプロラクタム（３ＯＯＣＬＡ）と５−オクチル−Ｎ−オクチルカプロラクタム（５ＯＯＣＬＡ）の混合物（３，５，ＯＯＣＬＡと略す）
（３）  ３−オクチル−Ｎ−（２−エチルヘキシル）バレロラクタム（３ＯＥＨＶＬＡ）と４−オクチル−Ｎ−（２−エチルヘキシル）バレロラクタム（４ＯＥＨＶＬＡ）の混合物（３，４，ＯＥＨＶＬＡと略す）
をそれぞれｎ−ドデカンで希釈して抽出剤濃度を１．０ｍｏｌ／ｄｍ3とした有機溶媒を、１．１５×１０-3ｍｏｌ／ｄｍ3のＨＴｃＯ4 を含む硝酸水溶液と攪拌して平衡にさせた。
【００１７】
その際のＴｃ（ＶＩＩ）イオンの抽出分配比；ＤTcの硝酸濃度依存性を図１に示す。硝酸濃度１ｍｏｌ／ｄｍ3付近では、３，４，ＯＥＨＶＬＡによるＤTcは約１０であった。図１から、３種類の環状アミド化合物がＴｃ抽出溶媒として使用することができるが、３，４，ＯＥＨＶＬＡが最も適していることがわかる。
【００１８】
【発明の効果】
本発明における、使用済核燃料のピューレックス法再処理工程の第一サイクルに設けられたテクネチウム除染工程から出てくるストリップ液から、リン酸トリブチル抽出溶媒によってＵ、Ｐｕを回収した後の廃液を環状アミド抽出溶媒でＴｃを回収することにより、従来の高レベル廃棄物としての固化−処分方式におけるテクネチウムの浸出、移行の影響に関する課題を解決するとともに、従来考えられていた高レベル廃液中からＴｃを分離する方式よりもより効率的にＴｃを回収することができた。それは、高レベル廃液中には極めて多種多量の核分裂生成物が存在しており、Ｔｃを高純度で抽出分離することが困難であるからである。
【図面の簡単な説明】
【図１】  １．０ｍｏｌ／ｄｍ3環状アミドードデカンによるＴｃ抽出分配比（ＤTc）の硝酸濃度依存性を示す図である。
【図２】  再処理抽出工程の第一サイクルにおける本法によるテクネチウムの抽出分離フローシートを示す図である。
【図１】
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【図２】
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