JP2971638B2 - Technetium separation and recovery method - Google Patents

Technetium separation and recovery method

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JP2971638B2 JP25914491A JP25914491A JP2971638B2 JP 2971638 B2 JP2971638 B2 JP 2971638B2 JP 25914491 A JP25914491 A JP 25914491A JP 25914491 A JP25914491 A JP 25914491A JP 2971638 B2 JP2971638 B2 JP 2971638B2
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liquid
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Description

【発明の詳細な説明】DETAILED DESCRIPTION OF THE INVENTION

【0001】[0001]

【産業上の利用分野】本発明は、使用済み核燃料の再処
理施設などで発生する廃液等の溶液からテクネチウムを
分離回収する方法に関する。
BACKGROUND OF THE INVENTION 1. Field of the Invention The present invention relates to a method for separating and recovering technetium from a solution such as a waste liquid generated in a facility for reprocessing spent nuclear fuel.

【0002】[0002]

【従来の技術】使用済み核燃料の再処理施設では、硝酸
水溶液と有機溶媒を用い、使用済み核燃料中の核分裂生
成物および超ウラン元素を分離して高レベル廃液とし、
ウランおよびプルトニウムを製品として回収する。この
ような使用済み核燃料の再処理施設では、前記高レベル
廃液以外にも硝酸ウラニル溶液、硝酸プルトニウム溶
液、低レベル廃液、その他さまざまな溶液が取り扱われ
ている。使用済み核燃料中には核分裂生成物の一つであ
るテクネチウムが存在するが、テクネチウムは複雑な化
学的挙動を示すため、前述したような使用済み核燃料の
再処理施設で取り扱われ溶液には多かれ少なかれテクネ
チウムが含まれている。
2. Description of the Related Art Spent nuclear fuel reprocessing facilities use a nitric acid aqueous solution and an organic solvent to separate fission products and transuranium elements in spent nuclear fuel into high-level waste liquid.
Uranium and plutonium are recovered as products. In such a spent nuclear fuel reprocessing facility, a uranyl nitrate solution, a plutonium nitrate solution, a low-level waste solution, and various other solutions are handled in addition to the high-level waste solution. Technetium, one of the fission products, is present in spent nuclear fuel, but because of its complex chemical behavior, technetium is handled in spent nuclear fuel reprocessing facilities as described above and more or less in the solution. Contains technetium.

【0003】このテクネチウムは、半減期が極めて長い
ため高レベル廃液をガラス固化体として処分する場合に
環境への影響を与える可能性があること、揮発性の化学
種が存在するため再処理施設の各種工程で気相中に移行
する可能性があること、さらに天然には存在しない貴重
な元素として有効利用できることなどから、これらの溶
液中のテクネチウムを分離回収することが望まれてい
る。
[0003] This technetium has an extremely long half-life, which may affect the environment when high-level waste liquid is disposed of as a vitrified product. There is a need to separate and collect technetium in these solutions because of the possibility of being transferred into the gas phase in various processes and the fact that it can be effectively used as a valuable element that does not exist in nature.

【0004】[0004]

【発明が解決しようとする課題】このテクネチウムは、
半減期が極めて長いため高レベル廃液をガラス固化体と
して処分する場合に環境への影響を与える可能性がある
こと、揮発性の化学種が存在するため再処理施設の各種
工程で気相中に移行する可能性があること、さらに天然
には存在しない貴重な元素として有効利用できることな
どから、これらの溶液中のテクネチウムを分離回収する
ことが望まれている。
This technetium is:
Extremely long half-life has the potential to affect the environment when disposing of high-level waste liquid as vitrified matter. It is desired to separate and collect technetium in these solutions because of the possibility of migration, and the fact that it can be effectively used as a valuable element that does not exist in nature.

【0005】本発明は、かかる事情に基づきなされたも
ので、使用済み核燃料の再処理施設などで発生する廃液
等の溶液中のテクネチウムを分離回収する方法を提供す
ることを目的とする。
The present invention has been made in view of the above circumstances, and an object of the present invention is to provide a method for separating and recovering technetium in a solution such as a waste liquid generated in a facility for reprocessing spent nuclear fuel.

【0006】ところで、硝酸プルトニウム溶液の場合、
溶液中の遊離酸濃度が低いと不溶性のプルトニウム重合
体が生成することが知られている(例えば、清瀬量平訳
「原子力化学工学第IV分冊 燃料再処理と放射性廃棄物
管理の化学工学」昭和58年12月29日、日刊工業新聞社発
行 150ページ参照)。このような重合体が生成するとプ
ロセス配管を閉塞させるばかりでなく、プルトニウムの
予期せぬ蓄積による臨界安全上の問題を起こす恐れがあ
るため、硝酸プルトニウム溶液中のテクネチウムを膜な
どで分離回収する場合には溶液中遊離酸濃度をプルトニ
ウム重合体が生成する濃度以下に下げないようにする必
要がある。
In the case of plutonium nitrate solution,
It is known that an insoluble plutonium polymer is formed when the concentration of free acid in a solution is low (for example, Chemical Engineering for Fuel Reprocessing and Radioactive Waste Management in Nuclear Chemical Engineering Vol. (See page 150, published by Nikkan Kogyo Shimbun on December 29, 1958.) When such a polymer is formed, not only may the process piping be clogged, but also there is a risk of critical safety due to the unexpected accumulation of plutonium.Therefore, when technetium in a plutonium nitrate solution is separated and recovered by a membrane, etc. It is necessary to keep the free acid concentration in the solution below the concentration at which the plutonium polymer is formed.

【0007】かかる点に対処するため、本発明はさら
に、使用済み核燃料の再処理施設などで発生する廃液等
の溶液中のテクネチウムを分離回収する際に、被処理溶
液中の遊離酸濃度を下げることなくテクネチウムを分離
回収する方法を提供することを目的とする。
In order to cope with such a problem, the present invention further reduces the concentration of free acid in the solution to be treated when separating and recovering technetium in a solution such as a waste solution generated in a spent nuclear fuel reprocessing facility or the like. It is an object of the present invention to provide a method for separating and recovering technetium without using technetium.

【0008】[0008]

【課題を解決するための手段】すなわち、本発明のテク
ネチウムの分離回収方法は、テクネチウムを含む溶液を
陰イオン交換膜を介して回収液と接触させ、陰イオンの
形で存在するテクネチウムを拡散透析により回収液中に
分離回収することを特徴とする。
That is, in the method of separating and recovering technetium according to the present invention, a solution containing technetium is brought into contact with a recovery solution via an anion exchange membrane, and technetium existing in the form of anions is subjected to diffusion dialysis. And is separated and recovered in a recovery liquid.

【0009】さらに、本発明のテクネチウムの分離回収
方法は、テクネチウムを含む溶液を陰イオン交換膜を介
して回収液と接触させ、陰イオンの形で存在するテクネ
チウムを拡散透析により回収液中に分離回収した後、こ
のテクネチウムを含む回収液を還元処理してテクネチウ
ムを酸化物に変換して回収液から分離回収することを特
徴とする。
Further, in the method for separating and recovering technetium of the present invention, a solution containing technetium is brought into contact with a recovery solution via an anion exchange membrane, and technetium existing in the form of anions is separated into the recovery solution by diffusion dialysis. After the recovery, the technetium-containing recovery solution is subjected to a reduction treatment to convert technetium to an oxide and separated and recovered from the recovery solution.

【0010】さらにまた、本発明のテクネチウムの分離
回収方法は、テクネチウムを含む溶液を陰イオン交換膜
を介して回収液と接触させ、陰イオンの形で存在するテ
クネチウムを拡散透析により回収液中に分離回収する
際、回収液として酸性溶液を用いることを特徴とする。
Further, in the method for separating and recovering technetium according to the present invention, a solution containing technetium is brought into contact with a recovery solution via an anion exchange membrane, and technetium existing in an anion form is diffused into the recovery solution by diffusion dialysis. When separating and recovering, an acidic solution is used as the recovering liquid.

【0011】[0011]

【作用】本発明のテクネチウムの分離回収方法において
は、使用済み再処理施設で発生する放射性廃液のような
テクネチウムを含む溶液と回収液とを陰イオン交換膜を
介して接触させ拡散透析させるため、過テクネチウム酸
イオン(TcO4 - )という陰イオンを形成しているテ
クネチウムを、陽イオンを形成しているウラン、プルト
ニウムおよびテクネチウム以外の核分裂生成物から選択
的に分離回収することができる。また、このようにして
回収液中に分離されたテクネチウムは、電解還元処理等
の還元処理を行うことにより、過テクネチウム酸イオン
から酸化テクネチウム(TcO2 )に変換され、酸化物
固体として沈殿あるいはろ過などにより回収液から分離
回収することができる。
In the method for separating and recovering technetium of the present invention, a solution containing technetium, such as a radioactive waste liquid generated in a used reprocessing facility, is brought into contact with the recovered solution via an anion exchange membrane to perform diffusion dialysis. Technetium, which forms an anion called pertechnetate ion (TcO 4 ), can be selectively separated and recovered from fission products other than uranium, plutonium, and technetium that form cations. The technetium thus separated in the recovery liquid is converted from pertechnetate ions to technetium oxide (TcO 2 ) by performing a reduction treatment such as an electrolytic reduction treatment, and precipitated or filtered as an oxide solid. For example, it can be separated and collected from the collected liquid.

【0012】さらに、使用済み核燃料の再処理施設で発
生する硝酸プルトニウム溶液の場合、溶液中の遊離酸濃
度が低いと不溶性のプルトニウム重合体が生成すること
が知られているが、このような場合には、陰イオン交換
膜と接する回収液を酸性溶液とすることにより、不溶性
のプルトニウム重合体が生成するような遊離酸濃度まで
被処理溶液中の遊離酸濃度を低下させることなくテクネ
チウムを回収液中に分離回収することができる。
Further, in the case of a plutonium nitrate solution generated in a spent nuclear fuel reprocessing facility, it is known that an insoluble plutonium polymer is produced when the concentration of free acid in the solution is low. The technetium can be recovered without reducing the free acid concentration in the solution to be treated to a free acid concentration such that an insoluble plutonium polymer is formed by making the recovery solution in contact with the anion exchange membrane an acidic solution. It can be separated and collected inside.

【0013】[0013]

【実施例】以下、図面に基づいて本発明の実施例を説明
する。なお、全図面を通して同一部分には同一符号を付
記している。 実施例1 図1は、本実施例のテクネチウム分離回収方法を示すも
ので、テクネチウムを含む放射性廃液1を陰イオン交換
膜2にて拡散透析処理することによって、放射性廃液1
中のテクネチウムを回収液3中に分離する拡散透析工程
4からなっている。この拡散透析工程4において、使用
済み再処理施設で発生したウラン、プルトニウムおよび
テクネチウム等の核分裂生成物などの放射性元素を含有
する放射性廃液1は、陰イオン交換膜2を介して回収液
3と接触し、放射性廃液1中から過テクネチウム酸イオ
ンという陰イオンを形成しているテクネチウムが回収液
3側に分離される。拡散透析工程4後、放射性廃液1は
テクネチウムを除去された処理後放射性廃液5として、
回収液3はテクネチウム含有回収液6としてそれぞれ回
収される。
Embodiments of the present invention will be described below with reference to the drawings. The same parts are denoted by the same reference numerals throughout the drawings. Example 1 FIG. 1 shows a method for separating and recovering technetium according to the present embodiment. The radioactive waste liquid 1 containing technetium is subjected to diffusion dialysis treatment with an anion exchange membrane 2 to obtain a radioactive waste liquid 1.
The method comprises a diffusion dialysis step 4 for separating the technetium in the recovery liquid 3. In the diffusion dialysis step 4, the radioactive waste liquid 1 containing radioactive elements such as fission products such as uranium, plutonium and technetium generated in the used reprocessing facility comes into contact with the recovery liquid 3 via the anion exchange membrane 2. Then, technetium forming an anion called pertechnetate ion is separated from the radioactive waste liquid 1 to the recovery liquid 3 side. After the diffusion dialysis step 4, the radioactive waste liquid 1 is used as the post-treatment radioactive waste liquid 5 from which technetium has been removed.
The recovery liquid 3 is recovered as a technetium-containing recovery liquid 6, respectively.

【0014】図2は、陰イオン交換膜2により放射性廃
液1中のテクネチウムを分離する原理およびその拡散透
析装置11の構成を模式的に示したもので、拡散透析装
置11は鉛直方向に設置される陰イオン交換膜2とこの
陰イオン交換膜2により隔離される2つのA、Bのセル
とで構成される。なお、図中各セルが5つに分割されて
いるが、これは溶液中のイオンの動きを便宜的に5段階
に分けて説明するためのものである。
FIG. 2 schematically shows the principle of separating technetium in the radioactive waste liquid 1 by the anion exchange membrane 2 and the structure of the diffusion dialysis apparatus 11, wherein the diffusion dialysis apparatus 11 is installed vertically. An anion exchange membrane 2 and two cells A and B separated by the anion exchange membrane 2. Although each cell is divided into five in the figure, this is for the purpose of explaining the movement of ions in the solution in five stages for convenience.

【0015】拡散透析装置11のAのセルに下からテク
ネチウムを含有した放射性廃液1が導入され、Bのセル
に上から回収液3が導入されると、放射性廃液1中で過
テクネチウム酸イオンという陰イオンを形成しているテ
クネチウムは陰イオン交換膜2を介してテクネチウム濃
度の高い放射性廃液1からテクネチウム濃度の低い回収
液3側へ拡散透析し、放射性廃液1中で陽イオンを形成
しているウラン、プルトニウムおよび核分裂生成物は陰
イオン交換膜2を透過することができず、放射性廃液1
中に残存する。したがって、Aのセルの下部から流入し
た放射性廃液1は、Bのセル内の回収液3と接触するに
従いテクネチウム濃度を低下させるが、ウラン、プルト
ニウムおよび核分裂生成物などの陽イオンを含有したま
ま上部に至る。一方、Bのセルの上部から流入した回収
液3は、Aのセル内の放射性廃液1と接触するに従い次
第にテクネチウム濃度を高め、テクネチウム含有回収液
6として回収される。
When the radioactive waste liquid 1 containing technetium is introduced into the cell A of the diffusion dialysis apparatus 11 from below, and the recovery liquid 3 is introduced into the cell B from above, the radioactive waste liquid 1 is referred to as pertechnetate ion. Technetium forming anions is subjected to diffusion dialysis from the radioactive waste liquid 1 having a high technetium concentration to the recovery liquid 3 having a low technetium concentration via the anion exchange membrane 2 to form cations in the radioactive waste liquid 1. Uranium, plutonium and fission products cannot pass through the anion exchange membrane 2 and the radioactive waste 1
Remains inside. Therefore, the radioactive waste liquid 1 flowing from the lower part of the cell A decreases the technetium concentration as it comes into contact with the recovery liquid 3 in the cell B, but the effluent 1 still contains cations such as uranium, plutonium and fission products, Leads to. On the other hand, the recovered liquid 3 flowing from the upper part of the cell B is gradually increased in technetium concentration as it comes into contact with the radioactive waste liquid 1 in the cell A, and is recovered as the technetium-containing recovered liquid 6.

【0016】ここで、放射性廃液として表1に示す組成
の模擬溶液を作成し、この模擬溶液1.0リットルを回収
液として純水 1.0リットルを用いて上記拡散透析処理を
行った。このときの処理後の模擬溶液組成および回収液
組成をそれぞれ表2および表3に示す。なお、この実験
ではテクネチウムとして 99mTc(99Mo より生成する
テクネチウムの準安定核種、半減期6.04h)を用いてお
り、表1から表3までのテクネチウムの値は減衰補正を
した値である。さらに、この模擬溶液では核分裂生成物
の代表としてセシウム、ストロンチウムを添加した。
Here, a simulated solution having the composition shown in Table 1 was prepared as a radioactive waste liquid, and the above-described diffusion dialysis treatment was performed using 1.0 liter of the simulated solution as a recovery liquid and 1.0 liter of pure water. Tables 2 and 3 show the composition of the simulated solution and the composition of the recovered solution after the treatment. Incidentally, (metastable nuclide technetium generating from 99 Mo, half-life 6.04H) In this experiment 99m Tc as Technetium is used, the value of technetium from Table 1 to Table 3 is a value obtained by attenuation correction. Further, in this simulated solution, cesium and strontium were added as representatives of fission products.

【0017】[0017]

【表1】 [Table 1]

【0018】[0018]

【表2】 [Table 2]

【0019】[0019]

【表3】 [Table 3]

【0020】これらの表からも明らかなように、Aセル
内を通過した拡散透析処理後の模擬溶液は、処理前と比
べてセシウムおよびストロンチウム濃度は変わらない
が、硝酸濃度が 1.0モル/リットルから 0.1モル/リッ
トルに低下し、テクネチウム濃度は検出限界以下となっ
た。また、Bセル内を通過した拡散透析処理後の回収液
は、硝酸濃度が 0.9モル/リットル、テクネチウム放射
能濃度が処理前の模擬溶液と同じ10マイクロキュリー/
リットルの溶液となった。
As is clear from these tables, the simulated solution that has passed through the A-cell after the diffusion dialysis treatment has the same cesium and strontium concentration as before, but has a nitric acid concentration of 1.0 mol / liter. The concentration decreased to 0.1 mol / liter, and the technetium concentration fell below the detection limit. The recovered solution after diffusion dialysis that passed through the B cell had a nitric acid concentration of 0.9 mol / liter and a technetium radioactivity concentration of 10 microCuries / liter, which was the same as the simulated solution before the treatment.
One liter of solution was obtained.

【0021】このように、本実施例のテクネチウム分離
回収方法によれば、廃液中で過テクネチウム酸イオンと
いう陰イオンを形成しているテクネチウムを、陽イオン
を形成しているウラン、プルトニウムおよびテクネチウ
ム以外の核分裂生成物から選択的に分離し回収すること
ができる。
As described above, according to the technetium separation and recovery method of this embodiment, technetium which forms an anion called pertechnetate ion in the waste liquid is replaced by uranium, plutonium and technetium other than uranium and plutonium which form cations. Can be selectively separated and recovered from fission products of.

【0022】実施例2 本実施例のテクネチウム分離回収方法は、図1に示す処
理工程おいて、回収液3として拡散透析工程4中、放射
性廃液1中の遊離酸濃度を大幅に低下させないような酸
性溶液を用いたものである。
Example 2 The method for separating and recovering technetium according to the present example does not significantly reduce the free acid concentration in the radioactive waste liquid 1 during the diffusion dialysis step 4 as the recovery liquid 3 in the processing step shown in FIG. An acidic solution was used.

【0023】図3に、本実施例の拡散透析工程4におけ
る陽イオン、過テクネチウム酸陰イオンおよび遊離酸の
挙動を模式的に示す。図3において、拡散透析装置11
には実施例1で説明したと同様に、Aセルに下からテク
ネチウムを含有した放射性廃液1が導入され、Bのセル
に上から酸性回収液3′が導入される。拡散透析装置1
1ではAセルの下方から流入した放射性廃液1は陰イオ
ン交換膜2を介して酸性回収液3′と接することによ
り、放射性廃液1中で陰イオンを形成しているテクネチ
ウムはよりテクネチウム濃度の低い酸性回収液3′に拡
散透析し、放射性廃液1中で陽イオンを形成しているウ
ラン、プルトニウムおよび核分裂生成物は陰イオン交換
膜2を透過できないで放射性廃液1中に残存する。この
ようにして放射性廃液1は、テクネチウムを分離除去さ
れた処理後放射性廃液5としてAセルの上部から流出す
る。Bのセルの上部から流入した酸性回収液3′は、A
のセル内の放射性廃液1と接触するに従い次第にテクネ
チウム濃度を高め、テクネチウム含有酸性回収液6′と
して回収される。また、放射性廃液1中の遊離酸は、そ
の濃度が酸性回収液3′中の遊離酸濃度より高い場合は
酸性回収液3′側に移行するが、酸性回収液3′の遊離
酸濃度以下に低下することはない。
FIG. 3 schematically shows the behavior of the cation, the pertechnetate anion and the free acid in the diffusion dialysis step 4 of the present embodiment. In FIG. 3, the diffusion dialysis device 11
As described in Example 1, the radioactive waste liquid 1 containing technetium is introduced into the A cell from below, and the acidic recovery liquid 3 'is introduced into the B cell from above. Diffusion dialysis device 1
In 1, the radioactive waste liquid 1 flowing from below the A cell comes into contact with the acidic recovery liquid 3 ′ through the anion exchange membrane 2, so that technetium forming anions in the radioactive waste liquid 1 has a lower technetium concentration. The uranium, plutonium and fission products forming cations in the radioactive waste liquid 1 are diffused and dialyzed against the acidic recovery liquid 3 ′ and cannot remain in the anion exchange membrane 2 and remain in the radioactive waste liquid 1. Thus, the radioactive waste liquid 1 flows out of the upper part of the A cell as the post-treatment radioactive waste liquid 5 from which technetium has been separated and removed. The acidic recovery liquid 3 ′ flowing from the upper part of the cell B
The technetium concentration is gradually increased as it comes into contact with the radioactive waste liquid 1 in the cell, and is recovered as a technetium-containing acidic recovery liquid 6 '. When the concentration of the free acid in the radioactive waste liquid 1 is higher than the concentration of the free acid in the acidic recovery liquid 3 ′, the free acid moves to the acidic recovery liquid 3 ′ side. It does not decline.

【0024】ここで、放射性廃液として表4に示す組成
の模擬溶液を作成し、この模擬溶液1.0リットルを回収
液として模擬溶液と同じ硝酸濃度 3.0モル/リットルの
硝酸溶液 1.0リットルを用いて拡散透析処理を行った。
処理後の模擬溶液組成および回収液組成をそれぞれ表5
および表6に示す。なお、この実験ではテクネチウムと
して 99mTc(99Mo より生成するテクネチウムの準安
定核種、半減期6.04h)を用いており、表4から表6ま
でのテクネチウムの値は減衰補正をした値である。さら
に、この模擬溶液では核分裂生成物の代表としてセシウ
ム、ストロンチウムを添加した。
Here, a simulated solution having the composition shown in Table 4 was prepared as a radioactive waste liquid, and diffusion dialysis was performed using 1.0 liter of the simulated solution and 1.0 liter of a nitric acid solution having the same nitric acid concentration of 3.0 mol / l as the simulated solution as a recovery solution. Processing was performed.
Table 5 shows the simulated solution composition and the recovered solution composition after the treatment.
And Table 6. Incidentally, (metastable nuclide technetium generating from 99 Mo, half-life 6.04H) In this experiment 99m Tc as Technetium is used, the value of technetium from Table 4 to Table 6 is a value obtained by attenuation correction. Further, in this simulated solution, cesium and strontium were added as representatives of fission products.

【0025】[0025]

【表4】 [Table 4]

【0026】[0026]

【表5】 [Table 5]

【0027】[0027]

【表6】 [Table 6]

【0028】これらの表からも明らかなように、Aセル
内を通過した拡散透析処理後の模擬溶液は、処理前と比
べてセシウムおよびストロンチウム濃度は変わらない
が、テクネチウム濃度は検出限界以下となった。硝酸濃
度は回収液と同濃度であるため変化していない。また、
Bセル内を通過した拡散透析処理後の回収液では、セシ
ウムおよびストロンチウム濃度は50 ppm以下であり、テ
クネチウム放射能濃度は処理前の模擬溶液と同じ10マイ
クロキュリー/リットルとなった。
As is clear from these tables, the simulated solution that has passed through the inside of the A cell after the diffusion dialysis treatment has the same cesium and strontium concentration as before, but the technetium concentration is below the detection limit. Was. The nitric acid concentration is unchanged since it is the same concentration as the recovered solution. Also,
In the recovered solution after the diffusion dialysis treatment that passed through the B cell, the cesium and strontium concentrations were 50 ppm or less, and the technetium radioactivity concentration was 10 microcuries / liter, which was the same as the simulated solution before the treatment.

【0029】このように、本実施例のテクネチウム分離
回収方法によれば、廃液中の硝酸濃度を低下することな
く、過テクネチウム酸イオンという陰イオンを形成して
いるテクネチウムを、陽イオンを形成しているウラン、
プルトニウムおよびテクネチウム以外の核分裂生成物か
ら選択的に分離し回収することができる。このため、放
射性廃液中の遊離酸濃度低下による不溶性のプルトニウ
ム重合体の発生を抑制することができる。
As described above, according to the technetium separation / recovery method of this embodiment, technetium which forms an anion called pertechnetate ion is converted into a cation without lowering the concentration of nitric acid in the waste liquid. Uranium,
It can be selectively separated and recovered from fission products other than plutonium and technetium. For this reason, generation | occurrence | production of the insoluble plutonium polymer by the free acid concentration fall in radioactive waste liquid can be suppressed.

【0030】実施例3 本実施例のテクネチウム分離回収方法は、図4に示すよ
うに、実施例1で説明した拡散透析工程4と、この拡散
透析工程4後のテクネチウム含有回収液6を電解還元処
理する電解還元工程21と、電解還元処理によって生じ
たテクネチウムの酸化物固体22をろ過処理してろ液2
3から分離するろ過工程24とからなっている。
Example 3 As shown in FIG. 4, the method for separating and recovering technetium in this example is the electrolytic dialysis step 4 described in Example 1 and the technetium-containing recovery solution 6 after the diffusion dialysis step 4 is electrolytically reduced. Electrolytic reduction step 21 to be treated, and technetium oxide solid 22 generated by the electrolytic reduction
And a filtration step 24 for separation from the filter step 3.

【0031】上記テクネチウム分離回収方法において、
使用済み再処理施設で発生したウラン、プルトニウムお
よびテクネチウム等の核分裂生成物などの放射性元素を
含有する放射性廃液1は、拡散透析工程4にて陰イオン
交換膜2を介して回収液3と接触し、放射性廃液1中か
ら過テクネチウム酸イオン(TcO4 - )として存在す
るテクネチウムが回収液3側に分離される。拡散透析工
程4後、放射性廃液1中から分離し回収液6に過テクネ
チウム酸イオンとして溶解するテクネチウム(VII)は、
次の電解還元工程21にてIV価に還元され酸化物固体
(TcO2 )となって沈殿する。テクネチウムの酸化物
固体を生成した回収液6は、ろ過工程24にて酸化物固
体22とろ液23に分離され、テクネチウムは酸化物固
体22として回収される。
In the above technetium separation and recovery method,
The radioactive waste liquid 1 containing radioactive elements such as fission products such as uranium, plutonium and technetium generated in the used reprocessing facility comes into contact with the recovery liquid 3 via the anion exchange membrane 2 in the diffusion dialysis step 4. Then, technetium present as pertechnetate ion (TcO 4 ) from the radioactive waste liquid 1 is separated to the recovery liquid 3 side. After the diffusion dialysis step 4, technetium (VII) which is separated from the radioactive waste liquid 1 and dissolved in the recovery liquid 6 as pertechnetate ion,
In the next electrolytic reduction step 21, it is reduced to IV valence and precipitates as an oxide solid (TcO 2 ). The recovery liquid 6 that has produced the technetium oxide solid is separated into an oxide solid 22 and a filtrate 23 in a filtration step 24, and technetium is recovered as the oxide solid 22.

【0032】このように、本実施例にかかる還元工程2
1では、電解還元法によってテクネチウムを VII価から
IV価に還元してテクネチウムの酸化物(TcO2 )を生
成し、ろ過工程24で分離している。
Thus, the reduction step 2 according to the present embodiment
In the first method, technetium was converted from VII valence by electrolytic reduction method.
It is reduced to IV valence to produce technetium oxide (TcO 2 ), which is separated in the filtration step 24.

【0033】ところで、テクネチウムの回収法として
は、Fe (II)で還元処理してテクネチウムの酸化物(T
cO2 )を生成し、さらに水酸化鉄に共沈させる方法が
一般的である。しかしながら、このような方法では水酸
化鉄も生成されるため、さらに水酸化鉄からテクネチウ
ムを分離する工程が必要となる。
By the way, as a method of recovering technetium, an oxide of technetium (T
A common method is to produce cO 2 ) and coprecipitate it with iron hydroxide. However, since iron hydroxide is also generated in such a method, a step of further separating technetium from iron hydroxide is required.

【0034】ここで、放射性廃液として表1に示す組成
の模擬溶液1リットル、回収液として水1リットルを用
いて拡散透析処理し、得られた表3の組成のテクネチウ
ム含有回収液1リットルを電解還元処理したときとFe
共沈法によって還元処理したときのそれぞれ発生した固
体量を表7に示す。なお、Fe 共沈法では、表3の組成
のテクネチウム含有回収液1リットルにFe (II) 0.1M
を加えて行った。また、本実験ではテクネチウムとして
99mTc5マイクロキュリーにキャリアとして99Tc
(半減期 2.14 ×105 年)5マイクロキュリーを加えた
ものを用いた。
Here, 1 liter of the simulated solution having the composition shown in Table 1 was used as the radioactive waste liquid, and 1 liter of water was used as the recovery liquid for diffusion dialysis treatment, and 1 liter of the technetium-containing recovery liquid having the composition shown in Table 3 was electrolyzed. When the reduction process is performed and Fe
Table 7 shows the amount of each solid generated when the reduction treatment was performed by the coprecipitation method. In the Fe coprecipitation method, 1 liter of the technetium-containing recovery solution having the composition shown in Table 3 was added to 0.1 M of Fe (II).
Was added. In this experiment, technetium
99m Tc5 99 Tc to microcuries as carrier
(Half-life 2.1 4 × 10 5 years) A solution to which 5 microcuries were added was used.

【0035】[0035]

【表7】 [Table 7]

【0036】表7にも示すように、本実施例のテクネチ
ウム分離回収方法によって得られた固体量は3.89×10-4
gであり、これは表3のテクネチウム含有量から換算さ
れるTcO2 量とほとんど等しい。すなわち、99 Tcの比放射能は 1.7×10-2Ci/g … 99m Tcの比放射能は 5.3×106 Ci/g … であるから、、よりそれぞれ 5μCiの99Tc量は 2.94×10-4 g … 5μCiの 99mTc量は 1.89×10-17 g … となり、これらテクネチウムの酸化物 TcO2 量は 3.89×10-4 g と算出される。したがって、電解還元処理によって得ら
れる固体は純粋なテクネチウム酸化物のみからなってい
るといえる。これに対して、Fe 共沈法によって還元処
理したときに発生した固体量8.98 gは 0.1MのFe(O
H)2 量に相当し、ほとんど還元剤によるものである。
As shown in Table 7, the amount of solids obtained by the method of separating and recovering technetium of this example was 3.89 × 10 -4.
g, which is almost equal to the amount of TcO 2 converted from the technetium content in Table 3. That is, the specific activity of 99 Tc is 1.7 × 10 −2 Ci / g... The specific activity of 99m Tc is 5.3 × 10 6 Ci / g. Therefore, the 99 Tc amount of 5 μCi is 2.94 × 10 − The amount of 99m Tc of 4 g... 5 μCi is 1.89 × 10 −17 g..., And the amount of technetium oxide TcO 2 is calculated as 3.89 × 10 −4 g. Therefore, it can be said that the solid obtained by the electrolytic reduction treatment consists only of pure technetium oxide. On the other hand, 8.98 g of the solid generated during the reduction treatment by the Fe coprecipitation method was 0.1 M Fe (O
H) 2 equivalents, mostly due to the reducing agent.

【0037】このように、本実施例のテクネチウムの分
離回収方法によれば、テクネチウムを含む放射性廃液を
拡散透析処理してテクネチウムを回収液中に移行させ、
さらにこのテクネチウムを含む回収液を電解還元処理す
ることにより、還元剤などによる廃棄物の発生を抑え、
かつ他の陰イオン共存下でもテクネチウムを選択的に還
元することができ、最終的に放射性廃液からテクネチウ
ムを純粋なテクネチウムの酸化物として分離回収するこ
とができる。
As described above, according to the technetium separation / recovery method of the present embodiment, the radioactive waste liquid containing technetium is subjected to diffusion dialysis to transfer technetium into the recovered liquid.
In addition, the effluent containing technetium is electrolytically reduced to reduce the generation of waste due to reducing agents, etc.
In addition, technetium can be selectively reduced even in the presence of other anions, and technetium can be finally separated and recovered from the radioactive waste liquid as a pure technetium oxide.

【0038】実施例4 本実施例のテクネチウム分離回収方法は、回収液3とし
て酸性溶液を用いる以外は実施例4と同じ処理を行って
テクネチウムを分離回収するものである。
Embodiment 4 The technetium separation / recovery method of this embodiment is the same as that of Embodiment 4, except that an acidic solution is used as the recovery liquid 3, to separate and recover technetium.

【0039】本実施例によれば、回収液として酸性溶液
を用いることにより、実施例2で説明したように、拡散
透析処理で放射性廃液中の遊離酸濃度低下による不溶性
のプルトニウム重合体の発生を抑えることができるとと
もに、拡散透析処理後の回収液6′を電解還元処理する
ことにより、前述したようにテクネチウムを選択的に還
元して酸化物として沈殿させることができ、処理過程で
不溶性のプルトニウム重合体や還元剤などによる廃棄物
を生じることなく最終的に放射性廃液から純粋なテクネ
チウム酸化物を分離回収することができる。
According to this embodiment, by using an acidic solution as the recovery solution, as described in the second embodiment, the generation of the insoluble plutonium polymer due to the decrease in the concentration of the free acid in the radioactive waste liquid by the diffusion dialysis treatment is prevented. As described above, technetium can be selectively reduced and precipitated as an oxide by performing an electrolytic reduction treatment on the recovered solution 6 'after the diffusion dialysis treatment, and the insoluble plutonium can be suppressed during the treatment process. Finally, pure technetium oxide can be separated and recovered from the radioactive waste liquid without generating wastes such as polymers and reducing agents.

【0040】[0040]

【発明の効果】以上の説明からも明らかなように、本発
明によれば、過テクネチウム酸イオンとしてテクネチウ
ムを含む溶液を陰イオン交換膜を用いて回収液と接触さ
せる拡散透析処理を行うことにより、陽イオンとして存
在する他の放射性元素からテクネチウムを分離して回収
液中に移行させて分離回収することができる。また、こ
の拡散透析処理の際に、回収液として酸性溶液を用いる
ことにより、テクネチウムを含む溶液がプルトニウムが
共存する酸性溶液の場合でも、不溶性のプルトニウム重
合体を生成するような遊離酸濃度低下を引き起こすこと
なく、テクネチウムを回収液中に分離回収することがで
きる。さらに、拡散透析処理後の回収液を還元処理する
ことによって、テクネチウム酸化物固体として回収液か
ら分離回収することができる。
As is apparent from the above description, according to the present invention, a diffusion dialysis treatment in which a solution containing technetium as pertechnetate ion is brought into contact with a recovery solution using an anion exchange membrane is performed. In addition, technetium can be separated from other radioactive elements existing as cations, transferred to a recovery liquid, and separated and recovered. In addition, in the case of the diffusion dialysis treatment, by using an acidic solution as the recovery liquid, even when the solution containing technetium is an acidic solution in which plutonium coexists, a decrease in the free acid concentration that generates an insoluble plutonium polymer is prevented. Technetium can be separated and recovered in the recovery liquid without causing the recovery. Furthermore, by subjecting the collected solution after the diffusion dialysis treatment to a reduction treatment, it can be separated and collected from the collected solution as a technetium oxide solid.

【図面の簡単な説明】[Brief description of the drawings]

【図1】本発明の実施例1のテクネチウムの分離回収方
法を示すフロー図である。
FIG. 1 is a flowchart showing a method for separating and recovering technetium according to Example 1 of the present invention.

【図2】実施例1の拡散透析工程の装置構造および溶液
中のイオンの動きを模式的に示す図である。
FIG. 2 is a diagram schematically showing an apparatus structure in a diffusion dialysis step of Example 1 and movement of ions in a solution.

【図3】実施例2の拡散透析工程の装置構造および溶液
中のイオンの動きを模式的に示す図である。
FIG. 3 is a diagram schematically illustrating an apparatus structure in a diffusion dialysis step of Example 2 and movement of ions in a solution.

【図4】本発明の実施例3のテクネチウムの分離回収方
法を示すフロー図である。
FIG. 4 is a flowchart showing a method for separating and recovering technetium according to a third embodiment of the present invention.

【符号の説明】[Explanation of symbols]

1………放射性廃液 2………陰イオン交換膜 3………回収液 3′……酸性回収液 5………処理後放射性廃液 6………テクネチウム含有回収液 6′……テクネチウム含有酸性回収液 11………拡散透析装置11 22………テクネチウムの酸化物固体 23………ろ液 1 Radioactive waste liquid 2 Anion exchange membrane 3 Recovered liquid 3 'Acid recovery liquid 5 Radioactive waste liquid after treatment 6 Technetium-containing recovery liquid 6' Technetium-containing acid Recovered liquid 11: Diffusion dialysis device 11 22: Technetium oxide solid 23: Filtrate

───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (58)調査した分野(Int.Cl.6,DB名) G21C 19/46 G21F 9/06 G21F 9/12 ──────────────────────────────────────────────────続 き Continued on the front page (58) Field surveyed (Int.Cl. 6 , DB name) G21C 19/46 G21F 9/06 G21F 9/12

Claims (3)

(57)【特許請求の範囲】(57) [Claims] 【請求項1】 テクネチウムを含む溶液を陰イオン交換
膜を介して回収液と接触させ、陰イオンの形で存在する
テクネチウムを拡散透析により回収液中に分離回収する
ことを特徴とするテクネチウムの分離回収方法。
1. Separation of technetium, wherein a solution containing technetium is brought into contact with a recovery solution via an anion exchange membrane, and technetium existing in the form of anions is separated and recovered in the recovery solution by diffusion dialysis. Collection method.
【請求項2】 テクネチウムを含む溶液を陰イオン交換
膜を介して回収液と接触させ、陰イオンの形で存在する
テクネチウムを拡散透析により回収液中に分離回収した
後、このテクネチウムを含む回収液を還元処理してテク
ネチウムを酸化物に変換して回収液から分離回収するこ
とを特徴とするテクネチウムの分離回収方法。
2. A technetium-containing solution is brought into contact with a recovery solution via an anion exchange membrane, and technetium existing in the form of anions is separated and recovered in the recovery solution by diffusion dialysis. Technetium is converted to an oxide by subjecting the technetium to an oxide, and the technetium is separated and recovered from a recovery solution.
【請求項3】 回収液は酸性溶液である請求項1ないし
請求項2記載のテクネチウムの分離回収方法。
3. The method for separating and recovering technetium according to claim 1, wherein the recovery liquid is an acidic solution.
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