JPH0743321B2 - 放射性液体中の金属濃度測定方法 - Google Patents
放射性液体中の金属濃度測定方法Info
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- JPH0743321B2 JPH0743321B2 JP8206186A JP8206186A JPH0743321B2 JP H0743321 B2 JPH0743321 B2 JP H0743321B2 JP 8206186 A JP8206186 A JP 8206186A JP 8206186 A JP8206186 A JP 8206186A JP H0743321 B2 JPH0743321 B2 JP H0743321B2
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- metal
- concentration
- photocatalyst
- radioactive liquid
- measuring
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- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
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- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
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- Investigating Or Analyzing Non-Biological Materials By The Use Of Chemical Means (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By The Use Of Chemical Reactions (AREA)
- Investigating Or Analysing Materials By Optical Means (AREA)
Description
【発明の詳細な説明】 〔産業上の利用分野〕 本発明は放射性液体中の金属イオンあるいは金属錯イオ
ンの金属濃度（以下、単に金属濃度と称す。）を測定す
る方法に関するものである。
ンの金属濃度（以下、単に金属濃度と称す。）を測定す
る方法に関するものである。
従来、金属濃度を光を用いて測定する方法は、特開昭60
−173498号に記載のように原子価を統一せず、原子価ご
との金属濃度を測定する方法となつていた。しかし吸光
係数の小さい原子価の金属や吸光係数の未知のものの濃
度は測定できず、原子価が多数存在する金属の濃度を高
感度、高精度で測定することについては配慮されていな
かつた。また、放射線を用いて測定する方法は、特開昭
58−129238号や日本原子力研究所レポート9159号（JAER
I−Ｍ−9159,1980）に記載のように、γ線（Ｘ線）の吸
収や金属元素から放出される放射線を測定する方法とな
つていた。しかし、γ線の吸収による方法は、吸収エネ
ルギーの準位が低いアクチノイド元素以外の金属への適
用は困難であり、放出放射能測定は放射性同位元素にし
か適用できない、いずれも、一般的な金属濃度を高感度
高精度で測定する点については配慮されていなかつた。
−173498号に記載のように原子価を統一せず、原子価ご
との金属濃度を測定する方法となつていた。しかし吸光
係数の小さい原子価の金属や吸光係数の未知のものの濃
度は測定できず、原子価が多数存在する金属の濃度を高
感度、高精度で測定することについては配慮されていな
かつた。また、放射線を用いて測定する方法は、特開昭
58−129238号や日本原子力研究所レポート9159号（JAER
I−Ｍ−9159,1980）に記載のように、γ線（Ｘ線）の吸
収や金属元素から放出される放射線を測定する方法とな
つていた。しかし、γ線の吸収による方法は、吸収エネ
ルギーの準位が低いアクチノイド元素以外の金属への適
用は困難であり、放出放射能測定は放射性同位元素にし
か適用できない、いずれも、一般的な金属濃度を高感度
高精度で測定する点については配慮されていなかつた。
ここで、核燃料の再処理プロセスにおいて、０価から８
価までの原子価をとり、最も挙動が複雑で機器材料の腐
食を促進するルテニウム（Ru）の濃度測定方法に関する
従来技術を述べる。
価までの原子価をとり、最も挙動が複雑で機器材料の腐
食を促進するルテニウム（Ru）の濃度測定方法に関する
従来技術を述べる。
再処理プロセスにおけるRuの濃度は放射性同位元素であ
るRu−106（半減期１年）と放射平衡にあるRh（ロジウ
ム）−106の放射能をγ線計測することにより求めてい
た。この方法は感度が非常に高く（0.1ngまで測定可
能）すぐれた方法であるが、使用済核燃料中に核分裂生
成物として含まれている他のRu同位体（Ru−98〜102,−
104）を測定できないため燃焼度から全Ru量を計算して
いた。すなわち、各々のRu同位体の核分裂収率は燃焼度
によりほぼ一義的に決まるので、比例計算によりRu−10
6濃度から全Ru濃度が求まるわけである。
るRu−106（半減期１年）と放射平衡にあるRh（ロジウ
ム）−106の放射能をγ線計測することにより求めてい
た。この方法は感度が非常に高く（0.1ngまで測定可
能）すぐれた方法であるが、使用済核燃料中に核分裂生
成物として含まれている他のRu同位体（Ru−98〜102,−
104）を測定できないため燃焼度から全Ru量を計算して
いた。すなわち、各々のRu同位体の核分裂収率は燃焼度
によりほぼ一義的に決まるので、比例計算によりRu−10
6濃度から全Ru濃度が求まるわけである。
Ru濃度を測定する他の方法としては吸光光度法（原子吸
光法は試料が飛散するので不適当）がある。この方法は
Ru濃度だけなく、Ruの化学形態も知ることができる。す
なわち、Ruは硝酸溶液中では種々の錯体を形成するが、
それぞれ特異な吸収スペクトルを示すため、どのような
化学形態（錯体）を取つているか測定可能である。
光法は試料が飛散するので不適当）がある。この方法は
Ru濃度だけなく、Ruの化学形態も知ることができる。す
なわち、Ruは硝酸溶液中では種々の錯体を形成するが、
それぞれ特異な吸収スペクトルを示すため、どのような
化学形態（錯体）を取つているか測定可能である。
以上、Ru濃度の放射線あるいは吸光による測定法につい
てはそのままの状態、すなわち適当な処理を施さず測定
しており、高感度、高精度で測定する点については配慮
されていなかつた。
てはそのままの状態、すなわち適当な処理を施さず測定
しており、高感度、高精度で測定する点については配慮
されていなかつた。
上記従来技術は原子価が複数存在する金属の濃度を高感
度、高精度で測定する点について配慮されておらず、微
量の金属濃度又は正確な金属濃度の測定が困難であると
いう問題があつた。
度、高精度で測定する点について配慮されておらず、微
量の金属濃度又は正確な金属濃度の測定が困難であると
いう問題があつた。
また、再処理プロセスにおけるRu濃度測定を代表的な例
とすると、放射能測定により再処理溶液中のRu濃度を決
定する方法には２つの問題点があつた。第１に、Ru−10
6以外の安定同位元素が測定できないため、使用済核燃
料の履歴、すなわち原子炉の中でどのような中性子スペ
クトルで何年間照射を受けて来たか、何年間冷却されて
きたか等々を正確に知る必要がある。燃料の履歴を正確
に抑えないと全Ru濃度は正確に得られないという問題点
があつた、第２にRu−106とRh−106が放射平衡に達する
まで待たなければならない。RuとRhは必ずしも同じ挙動
を取るとは必らず、何らかの化学操作を施した後は放射
平衡になつていることを確認する必要があつた。
とすると、放射能測定により再処理溶液中のRu濃度を決
定する方法には２つの問題点があつた。第１に、Ru−10
6以外の安定同位元素が測定できないため、使用済核燃
料の履歴、すなわち原子炉の中でどのような中性子スペ
クトルで何年間照射を受けて来たか、何年間冷却されて
きたか等々を正確に知る必要がある。燃料の履歴を正確
に抑えないと全Ru濃度は正確に得られないという問題点
があつた、第２にRu−106とRh−106が放射平衡に達する
まで待たなければならない。RuとRhは必ずしも同じ挙動
を取るとは必らず、何らかの化学操作を施した後は放射
平衡になつていることを確認する必要があつた。
また、吸光光度法にはRuに対する感度が低いという問題
点があつた。前述した様にRuは種々の化学形態を取るた
め、たとえ特異なピークを持つ化学種であつても他の化
学種のピークにより妨害され、全体的なスペクトルは単
調的ななだらかなものになつてしまう。一般的な場合、
Ruの検出下限は約0.5g/である。Ruがステンレス鋼の
腐食を促進し始める濃度は約0.05g/であり、腐食を未
然に防止するためRu濃度測定法としては不適切であつ
た。
点があつた。前述した様にRuは種々の化学形態を取るた
め、たとえ特異なピークを持つ化学種であつても他の化
学種のピークにより妨害され、全体的なスペクトルは単
調的ななだらかなものになつてしまう。一般的な場合、
Ruの検出下限は約0.5g/である。Ruがステンレス鋼の
腐食を促進し始める濃度は約0.05g/であり、腐食を未
然に防止するためRu濃度測定法としては不適切であつ
た。
本発明の目的は、放射性廃棄物の増加を抑制できかつ金
属イオンまたは金属錯イオンの濃度測定が高精度で行え
る放射性液体中の金属濃度測定方法を提供することにあ
る。
属イオンまたは金属錯イオンの濃度測定が高精度で行え
る放射性液体中の金属濃度測定方法を提供することにあ
る。
上記目的を達成する本発明の特徴は、イオンを含む放射
性液体の通過を許すが光触媒の通過を阻止する手段の上
流側に配置された光触媒充填領域に、前記放射性液体を
供給し、光触媒充填領域内の前記放射性液体に電磁波を
照射することによって、前記放射性液体に含まれる測定
対象の金属イオンまたは金属錯イオンの原子価を統一
し、原子価が統一された測定対象の金属イオンまたは金
属錯イオンを含む放射性液体に光を照射し、前記放射性
液体を透過した光の吸光スペクトルを測定し、この吸光
スペクトルに基づいて測定対象の金属イオンまたは金属
錯イオンの濃度を求めることにある。
性液体の通過を許すが光触媒の通過を阻止する手段の上
流側に配置された光触媒充填領域に、前記放射性液体を
供給し、光触媒充填領域内の前記放射性液体に電磁波を
照射することによって、前記放射性液体に含まれる測定
対象の金属イオンまたは金属錯イオンの原子価を統一
し、原子価が統一された測定対象の金属イオンまたは金
属錯イオンを含む放射性液体に光を照射し、前記放射性
液体を透過した光の吸光スペクトルを測定し、この吸光
スペクトルに基づいて測定対象の金属イオンまたは金属
錯イオンの濃度を求めることにある。
イオンを含む放射性液体の通過を許すが光触媒の通過を
阻止する手段の上流側に配置された光触媒充填領域に、
放射性液体を供給するので、光触媒が上記光触媒通過阻
止手段より下流側に放射性液体と共に流出することを防
止できる。また、測定対象の金属イオンまたは金属錯イ
オンの原子価の統一が、光触媒及び電磁波を用いて行わ
れるので、その原子価の統一を行うに際して、最終的な
放射性廃棄物量を増大させる２次廃棄物の発生を防止で
きる。以上の理由により、本発明は、測定対象の金属イ
オンまたは金属錯イオンの原子価の統一を行っても、放
射性廃棄物量の増大を抑制できる。
阻止する手段の上流側に配置された光触媒充填領域に、
放射性液体を供給するので、光触媒が上記光触媒通過阻
止手段より下流側に放射性液体と共に流出することを防
止できる。また、測定対象の金属イオンまたは金属錯イ
オンの原子価の統一が、光触媒及び電磁波を用いて行わ
れるので、その原子価の統一を行うに際して、最終的な
放射性廃棄物量を増大させる２次廃棄物の発生を防止で
きる。以上の理由により、本発明は、測定対象の金属イ
オンまたは金属錯イオンの原子価の統一を行っても、放
射性廃棄物量の増大を抑制できる。
更に、測定対象の金属イオンまたは金属策イオンの原子
価を統一するので、その濃度の測定精度が著しく向上す
る。
価を統一するので、その濃度の測定精度が著しく向上す
る。
具体例として、使用済核燃料の再処理における再処理溶
液中のRu濃度測定を取り上げ、Ruイオンの原子価統一に
ついて説明する。再処理溶液中のRuの原子価を２価に調
整し、化学形態をRuNO（NO3）３に統一させた後、吸光
光度測定することにより、達成される。硝酸中のRu濃度
を吸光光度法で求める場合の問題点はRuが種々の化学形
態を取つているためそれぞれの吸収ピーク同志が干渉し
てしまう点である。半導体光触媒によりRuの化学形態を
望ましい一種類のものに調整してやれば、吸収ピークの
干渉はなくなり、高感度でRu濃度を測定できる。
液中のRu濃度測定を取り上げ、Ruイオンの原子価統一に
ついて説明する。再処理溶液中のRuの原子価を２価に調
整し、化学形態をRuNO（NO3）３に統一させた後、吸光
光度測定することにより、達成される。硝酸中のRu濃度
を吸光光度法で求める場合の問題点はRuが種々の化学形
態を取つているためそれぞれの吸収ピーク同志が干渉し
てしまう点である。半導体光触媒によりRuの化学形態を
望ましい一種類のものに調整してやれば、吸収ピークの
干渉はなくなり、高感度でRu濃度を測定できる。
金属の化学形態を調整するため半導体光触媒を用いてい
るが、光触媒（例えばTiO2）は可視光あるいは紫外光を
照射すると、価電子帯の電子は伝導帯へ励起され、価電
子帯には正孔が生じる。光触媒が溶液と接する系では、
光照射により生じた正孔と励起電子は溶液中へ拡散し、
正孔は（１）式に従い酸化作用を呈する。一方、励起電
子は（２）式に従い還元作用を呈する。
るが、光触媒（例えばTiO2）は可視光あるいは紫外光を
照射すると、価電子帯の電子は伝導帯へ励起され、価電
子帯には正孔が生じる。光触媒が溶液と接する系では、
光照射により生じた正孔と励起電子は溶液中へ拡散し、
正孔は（１）式に従い酸化作用を呈する。一方、励起電
子は（２）式に従い還元作用を呈する。
A-＋ｐ（正孔）→Ａ ……（１） Ｂ＋e-（励起電子）→B- ……（２） Ruの場合、（１）式および（２）式に対応するのはそれ
ぞれ（３）式および（４）である。
ぞれ（３）式および（４）である。
H2O2＋ｐ→O2 ……（３） Ru3+,Ru4+＋e-→Ru2+ ……（４） 光触媒中に励起された電子は硝酸溶液中の３価および４
価のRuを２価にまで還元する作用を果たす。正孔は光触
媒とともに加えた過酸化水素（H2O2）を酸化する。過酸
化水素はRuが２価を通り越して１価あるいは０価にまで
還元しすぎないようにする役目を果たす。また、一度還
元されたRu2+が正孔により再酸化してRu3+あるいはRu4+
になるのを防止する役目も果たしている。
価のRuを２価にまで還元する作用を果たす。正孔は光触
媒とともに加えた過酸化水素（H2O2）を酸化する。過酸
化水素はRuが２価を通り越して１価あるいは０価にまで
還元しすぎないようにする役目を果たす。また、一度還
元されたRu2+が正孔により再酸化してRu3+あるいはRu4+
になるのを防止する役目も果たしている。
微粒子状半導体光触媒を用いる理由は次の２つの作用を
期待しているからである。
期待しているからである。
反応表面積が飛躍的に増大する。
正孔・励起電子の光触媒表面到達速度が短縮できる。
また、光触媒の表面に白金族元素を担持させるのは、励
起電子および正孔と溶液内イオン・分子との反応を促進
するためである。
起電子および正孔と溶液内イオン・分子との反応を促進
するためである。
実施例１ 以下、本発明の一実施例を第１図により説明する。第１
図は本発明によるRu濃度測定装置の基本的な構成要件を
示した図である。再処理プラント中の廃液１を槽内に導
入し、同時に光触媒＋過酸化水素２を加えてモーター４
と連結させた撹拌装置３で均質に撹拌する。この際、光
源７より光フアイバー８および石英窓５を通して可視光
または紫外光を槽内の光触媒に照射する。照射された光
触媒は励起電子と正孔を生成し、励起電子は廃液１中の
Ru3+,Ru4+を還元してRu2+（RuNO（NO3）３）の状態にす
る。正孔は過酸化水素を酸化する。光触媒によるRuの還
元が終了したら（約10分）、撹拌装置３を止め槽内溶液
中の光触媒を底部へ沈降させる。光触媒沈降後、光源７
より波長変化させた光を光フアイバーから槽内溶液中を
透過させ検出器（フオトマル）９により透過光を検出す
る。検出器９により検出させた吸光値より予め求めた検
量線と対応させて廃液１中のRu濃度を測定することがで
きる。検量線は予め検出器９に記憶させておいて直接Ru
濃度で出力させることも可能である。Ru濃度測定後廃液
１はフイルター６を通して光触媒が混入しないように元
の場所あるいは次の工程へ移送される。
図は本発明によるRu濃度測定装置の基本的な構成要件を
示した図である。再処理プラント中の廃液１を槽内に導
入し、同時に光触媒＋過酸化水素２を加えてモーター４
と連結させた撹拌装置３で均質に撹拌する。この際、光
源７より光フアイバー８および石英窓５を通して可視光
または紫外光を槽内の光触媒に照射する。照射された光
触媒は励起電子と正孔を生成し、励起電子は廃液１中の
Ru3+,Ru4+を還元してRu2+（RuNO（NO3）３）の状態にす
る。正孔は過酸化水素を酸化する。光触媒によるRuの還
元が終了したら（約10分）、撹拌装置３を止め槽内溶液
中の光触媒を底部へ沈降させる。光触媒沈降後、光源７
より波長変化させた光を光フアイバーから槽内溶液中を
透過させ検出器（フオトマル）９により透過光を検出す
る。検出器９により検出させた吸光値より予め求めた検
量線と対応させて廃液１中のRu濃度を測定することがで
きる。検量線は予め検出器９に記憶させておいて直接Ru
濃度で出力させることも可能である。Ru濃度測定後廃液
１はフイルター６を通して光触媒が混入しないように元
の場所あるいは次の工程へ移送される。
本実施例はバツチ処理式のRu濃度測定方法および装置に
ついて記載したが、本実施例による効果を第２図および
第３図により説明する。第２図は本実施例による実験結
果を示したものであり、光触媒でRuの原子価を調整する
前と調整した後のRuの吸収スペクトルを１枚の図に示し
た。Ruの原子価を調整する前の吸収スペクトル（点線）
には特異なピークは表われていない。これは種々のRu錯
体が廃液中に存在するためそれぞれの錯体に由来するピ
ークが相互に干渉し合いトータルとして平坦なスペクト
ルになつてしまうからである。光触媒によりRuの原子価
を２価（化学形態:RuNO（NO3）３）に調整した後、吸光
分析するとスペクトルは実線のようになり、特異なピー
クが330nmの波長に出現し、定量できるようになつてい
ることがわかる。第２図では0.1g/と0.3g/のRu濃度
についての実験結果を示しているが、Ru原子価調整前お
よび後におけるRuの検出下限はそれぞれ0.5g/および
0.01g/であつた。本発明により従来の50倍検出感度が
向上したことになる。
ついて記載したが、本実施例による効果を第２図および
第３図により説明する。第２図は本実施例による実験結
果を示したものであり、光触媒でRuの原子価を調整する
前と調整した後のRuの吸収スペクトルを１枚の図に示し
た。Ruの原子価を調整する前の吸収スペクトル（点線）
には特異なピークは表われていない。これは種々のRu錯
体が廃液中に存在するためそれぞれの錯体に由来するピ
ークが相互に干渉し合いトータルとして平坦なスペクト
ルになつてしまうからである。光触媒によりRuの原子価
を２価（化学形態:RuNO（NO3）３）に調整した後、吸光
分析するとスペクトルは実線のようになり、特異なピー
クが330nmの波長に出現し、定量できるようになつてい
ることがわかる。第２図では0.1g/と0.3g/のRu濃度
についての実験結果を示しているが、Ru原子価調整前お
よび後におけるRuの検出下限はそれぞれ0.5g/および
0.01g/であつた。本発明により従来の50倍検出感度が
向上したことになる。
次に、それぞれ従来の検出下限（0.5g/）と本発明に
よる検出下限（0.01g/）のもつ意義を第３図により説
明する。第３図は再処理構造材として一般に使用される
ステンレス鋼（SUS−304L,310Nb）の腐食量（腐食速
度）をRu濃度に対して示したものである。Ru濃度が高く
なるとステンレス鋼の腐食電位を上昇させ腐食を促進す
ることが分かつている。第３図ではRu濃度が0g/のと
ころから急激に腐食量が立上つているが、構造材として
許容される腐食量は最大0.3mm/yである。従つて、0.2g/
以下の濃度のRuを測定できなければ、腐食低減の観点
からRuを測定する意味のないこととなる。従来の吸光法
ではこの濃度範囲は測れなかつたが、本発明によれば十
分に腐食低減のためのRu濃度測定法あるいは装置として
役立つ訳である。
よる検出下限（0.01g/）のもつ意義を第３図により説
明する。第３図は再処理構造材として一般に使用される
ステンレス鋼（SUS−304L,310Nb）の腐食量（腐食速
度）をRu濃度に対して示したものである。Ru濃度が高く
なるとステンレス鋼の腐食電位を上昇させ腐食を促進す
ることが分かつている。第３図ではRu濃度が0g/のと
ころから急激に腐食量が立上つているが、構造材として
許容される腐食量は最大0.3mm/yである。従つて、0.2g/
以下の濃度のRuを測定できなければ、腐食低減の観点
からRuを測定する意味のないこととなる。従来の吸光法
ではこの濃度範囲は測れなかつたが、本発明によれば十
分に腐食低減のためのRu濃度測定法あるいは装置として
役立つ訳である。
まとめると、本実施例によれば、再処理廃液中のRuの濃
度を、材料腐食を低減させるに十分な0.01g/まで測定
することができる。
度を、材料腐食を低減させるに十分な0.01g/まで測定
することができる。
また、撹拌装置，石英窓，フイルタを具備した槽と光源
・フオトマルを用意すれば良いだけなので簡単かつコン
パクトな装置で上記目的を達成できる。さらに、廃液は
どのような組成のものでも予め検量線を作成しておけば
適用でき、どのような場所においても廃液をサンプリン
グして来れば装置を使用できる。光触媒はくり返し使用
でき、添加剤は過酸化水素（H2O2）だけなので非常に安
価な方法および装置となる。
・フオトマルを用意すれば良いだけなので簡単かつコン
パクトな装置で上記目的を達成できる。さらに、廃液は
どのような組成のものでも予め検量線を作成しておけば
適用でき、どのような場所においても廃液をサンプリン
グして来れば装置を使用できる。光触媒はくり返し使用
でき、添加剤は過酸化水素（H2O2）だけなので非常に安
価な方法および装置となる。
Ruイオンを含む廃液１の通過を許すが光触媒の通過を阻
止する手段であるフイルタ６の上流側に配置された光触
媒充填領域（攪拌槽）に、廃液１を供給するので、攪拌
槽内の光触媒が廃液１と共にフイルタ６より下流側に流
出することを防止できる。また、測定対象のRuイオンの
原子価の統一が、光触媒及び光を用いて行われるので、
その原子価の統一を行うに際して、最終的な放射性廃棄
物量を増大させる２次廃棄物の発生を防止できる。以下
の理由により、本実施例は、Ruイオンの原子価の統一を
行っても、放射性廃棄物量の増大を抑制できる。この効
果は、以後に示す各実施例においても生じる。
止する手段であるフイルタ６の上流側に配置された光触
媒充填領域（攪拌槽）に、廃液１を供給するので、攪拌
槽内の光触媒が廃液１と共にフイルタ６より下流側に流
出することを防止できる。また、測定対象のRuイオンの
原子価の統一が、光触媒及び光を用いて行われるので、
その原子価の統一を行うに際して、最終的な放射性廃棄
物量を増大させる２次廃棄物の発生を防止できる。以下
の理由により、本実施例は、Ruイオンの原子価の統一を
行っても、放射性廃棄物量の増大を抑制できる。この効
果は、以後に示す各実施例においても生じる。
上記実施例においては光源の波長を200〜700nmまでRu濃
度測定時に変化させたが、RuNO（NO3）３の吸収ピーク
が330nmにあり、光触媒の励起波長も380nm以下であれば
良いので、光源の波長を330nmに固定して励起と吸光測
定を実施しても同様の効果を呈する。
度測定時に変化させたが、RuNO（NO3）３の吸収ピーク
が330nmにあり、光触媒の励起波長も380nm以下であれば
良いので、光源の波長を330nmに固定して励起と吸光測
定を実施しても同様の効果を呈する。
また、上記実施例で光触媒によるRuの還元が不十分な場
合（スペクトルあるいはピーク経時変化より判断でき
る）は10分以上光触媒への光照射を実施するか、くり返
し（10分間を数回）照射すればよい。
合（スペクトルあるいはピーク経時変化より判断でき
る）は10分以上光触媒への光照射を実施するか、くり返
し（10分間を数回）照射すればよい。
上記実施例では、再処理溶液中のRuの場合について示し
たが、一般的な水溶液又は有機溶液中で２種類以上の原
子価を有する金属に対しても本発明を適用できる。適用
可能な金属としてはCr,Mn,Fe,Co,Nb,Mo,Tc,W,Re,U,Pu,N
p等々の重金属、遷移金属があるが、それぞれ適した電
子供与体あるいは電子受容体を溶液中へ添加すれば、半
導体光触媒で当該金属を選択的に還元あるいは酸化し高
感度で光測定することができる。
たが、一般的な水溶液又は有機溶液中で２種類以上の原
子価を有する金属に対しても本発明を適用できる。適用
可能な金属としてはCr,Mn,Fe,Co,Nb,Mo,Tc,W,Re,U,Pu,N
p等々の重金属、遷移金属があるが、それぞれ適した電
子供与体あるいは電子受容体を溶液中へ添加すれば、半
導体光触媒で当該金属を選択的に還元あるいは酸化し高
感度で光測定することができる。
実施例２ 次に実施例２について第４図により説明する。第４図は
本発明をプロセス配管に組込んだ場合の実施例を示した
ものである。配管中を流れて来た廃液１は途中で過酸化
水素11と混合され、フイルター６を通過して光触媒10の
充填した層の内に入る。このき光源７より放出された光
は石英窓５を透過して充填層内の光触媒10を励起し、励
起された光触媒は廃液１中のRuを還元し、H2O2を酸化す
る。還元されたRuはRuNO（NO3）３の化学形態で廃液と
とも下流側のフイルターを通過する。Ru濃度は光源７、
光フアイバー８、検出器９から成る吸光分析装置により
測定される。H2O2の入口は上流側フイルターの後に設け
てもよい。
本発明をプロセス配管に組込んだ場合の実施例を示した
ものである。配管中を流れて来た廃液１は途中で過酸化
水素11と混合され、フイルター６を通過して光触媒10の
充填した層の内に入る。このき光源７より放出された光
は石英窓５を透過して充填層内の光触媒10を励起し、励
起された光触媒は廃液１中のRuを還元し、H2O2を酸化す
る。還元されたRuはRuNO（NO3）３の化学形態で廃液と
とも下流側のフイルターを通過する。Ru濃度は光源７、
光フアイバー８、検出器９から成る吸光分析装置により
測定される。H2O2の入口は上流側フイルターの後に設け
てもよい。
本実施例においてもRu測定管理は実施例１と変わらない
ので、0.01g/までのRu濃度を測定できる。
ので、0.01g/までのRu濃度を測定できる。
本実施例における装置の簡単さ、コンパクト性、安価な
点も実施例１と同様すぐれている。
点も実施例１と同様すぐれている。
本実施例に固有の効果としては、配管中に装置を組込ん
であるので、その場でありのままの状態のRu濃度をイン
ライン測定できることが掲げられる。
であるので、その場でありのままの状態のRu濃度をイン
ライン測定できることが掲げられる。
実施例３ 実施例３を第５図により説明する。第５図はプロセス配
管よりサンプリングラインを引いてきてインライン計測
する場合の一実施例である。プロセス配管17よりサンプ
リング配管16へ分岐された廃液１は暗箱15中の光触媒10
を充填した石英セル12の中にH2O211とともに導かれる。
廃液中のRuは送光フアイバー中を透過してきた光により
励起された光触媒10の作用で還元され、濃度測定用の石
英セル中に導入される。ここで、送光フアイバー中の光
はRuにより吸収されて受光フアイバー14中に入り検出部
で吸収ピークが測定され、Ru濃度が判明する。測定後の
廃液は再びプロセス配管中へ戻る。
管よりサンプリングラインを引いてきてインライン計測
する場合の一実施例である。プロセス配管17よりサンプ
リング配管16へ分岐された廃液１は暗箱15中の光触媒10
を充填した石英セル12の中にH2O211とともに導かれる。
廃液中のRuは送光フアイバー中を透過してきた光により
励起された光触媒10の作用で還元され、濃度測定用の石
英セル中に導入される。ここで、送光フアイバー中の光
はRuにより吸収されて受光フアイバー14中に入り検出部
で吸収ピークが測定され、Ru濃度が判明する。測定後の
廃液は再びプロセス配管中へ戻る。
実施例３においては、実施例２と異なりサンプリング配
管を設けなければならないが、プロセス配管中の液流量
または放射能量が多い場合は、一部しかRu濃度測定装置
に入らないため効果的である。
管を設けなければならないが、プロセス配管中の液流量
または放射能量が多い場合は、一部しかRu濃度測定装置
に入らないため効果的である。
また、装置がサンプリング配管によつてプロセス配管と
分かれているため、装置に故障があつた場合の補修、交
換およびその他の保守点検も容易に実施できるという効
果がある。
分かれているため、装置に故障があつた場合の補修、交
換およびその他の保守点検も容易に実施できるという効
果がある。
Ruの検出下限（0.01g/）は前記２実施例と同じであ
る。
る。
実施例４ 実施例４について第６図により説明する。第６図は本発
明を低濃度のRuによる腐食が最も問題となる酸回収蒸発
缶に組入れた場合の一実施例を示すものである。
明を低濃度のRuによる腐食が最も問題となる酸回収蒸発
缶に組入れた場合の一実施例を示すものである。
廃液１はまず蒸発器19の中へ導入され、スチーム23によ
り加熱されて蒸発され、気液分離器20へ中へ入る。ここ
で蒸気21はミスト、液体と分離され次の装置（精留塔）
へ導入される。液体分は再び蒸発器19の中へ戻るが、そ
の途中で本発明によるRu濃度測定部を通過する。ここで
実施例２に示す動作手順により液体分中のRu濃度が測定
される。もし、Ru濃度が基準値（例えば0.1g/）より
高い場合には液体分（廃液）はバルブ18を通つてRuの処
理系あるいは除去系へ移される。
り加熱されて蒸発され、気液分離器20へ中へ入る。ここ
で蒸気21はミスト、液体と分離され次の装置（精留塔）
へ導入される。液体分は再び蒸発器19の中へ戻るが、そ
の途中で本発明によるRu濃度測定部を通過する。ここで
実施例２に示す動作手順により液体分中のRu濃度が測定
される。もし、Ru濃度が基準値（例えば0.1g/）より
高い場合には液体分（廃液）はバルブ18を通つてRuの処
理系あるいは除去系へ移される。
本実施例によれば、廃液中のRu濃度を蒸発缶の内部で知
ることができ、基準値以上のRuを含む廃液は蒸発缶の外
へ除くことができるため、缶材料のRuによる腐食を大幅
に低減でき、蒸発缶の寿命を飛躍的に伸ばすことができ
る。
ることができ、基準値以上のRuを含む廃液は蒸発缶の外
へ除くことができるため、缶材料のRuによる腐食を大幅
に低減でき、蒸発缶の寿命を飛躍的に伸ばすことができ
る。
上記実施例では実施例２に示すと同様の測定形式を採用
したが、実施例３に示すと同様の形式を採用しても同様
の効果を呈する。
したが、実施例３に示すと同様の形式を採用しても同様
の効果を呈する。
上記実施例は酸回収蒸発缶についてのみ示したが、他の
再処理機器に適用しても同様の効果を呈する。
再処理機器に適用しても同様の効果を呈する。
実施例５ 第７図により説明する。第７図は実施例１から３に示し
たようなRu濃度測定装置を用いた場合のプセスフローを
示したものである。
たようなRu濃度測定装置を用いた場合のプセスフローを
示したものである。
廃液１は本発明によるRu濃度測定装置27に導入され、Ru
濃度が規準値以下の場合はそのまま、規準値以上ならば
Ru回収装置28を経由して蒸発装置29で処理される。
濃度が規準値以下の場合はそのまま、規準値以上ならば
Ru回収装置28を経由して蒸発装置29で処理される。
本実施例によれば、Ruによる腐食を大幅に低減できるの
で、プラントの稼動率および寿命を飛躍的に向上でき
る。
で、プラントの稼動率および寿命を飛躍的に向上でき
る。
実施例６ 第８図により説明する。第８図は実施例４に示したよう
なRu濃度測定装置付蒸発装置を用いた場合のプロセスフ
ローを示したものである。
なRu濃度測定装置付蒸発装置を用いた場合のプロセスフ
ローを示したものである。
廃液１はRu濃度測定装置付蒸発装置30の中に導かれ、Ru
濃度が規準値以下の場合はそのまま、規準値以上の場合
はRu回収装置28へ一旦移送されRuを除去してから蒸発操
作が実行される。
濃度が規準値以下の場合はそのまま、規準値以上の場合
はRu回収装置28へ一旦移送されRuを除去してから蒸発操
作が実行される。
本実施例においても実施例５同様プラントの稼動率と寿
命を飛躍的に向上できる。
命を飛躍的に向上できる。
また、実施例５と６においては有用金属であるRuを有効
に回収できるという効果もある。
に回収できるという効果もある。
本発明によれば、放射性廃棄物の増加を抑制できかつ金
属イオンまたは金属錯イオンの濃度測定が高精度で行え
る。
属イオンまたは金属錯イオンの濃度測定が高精度で行え
る。
第１図は本発明によるオフライン装置、第２及び３図は
本発明の効果を説明するための図、第４及び５図はイン
ライン装置、第６図は本発明を実機に組込んだ装置、第
７及び８図は本発明を用いた場合のプロセスフローのそ
れぞれの一実施例を示す図である。 １……廃液、２……光触媒＋H2O2、３……撹拌装置、４
……モーター、５……石英窓、６……フイルター、７…
…光源、８……光フアイバー、９……検出器、10……光
触媒、11……H2O2、12……石英セル、13……送光フアイ
バー、14……受光フアイバー、15……暗相、18……バル
ブ、19……蒸発器、20……気液分離器、21……蒸気、22
……残留液、23……加熱用スチーム、24……濃縮した廃
液、25……Ruを除去した廃液、26……Ru、27……Ru濃度
測定装置、28……Ru回収装置、29……通常の蒸発装置、
30……Ru濃度測定装置付蒸発装置。
本発明の効果を説明するための図、第４及び５図はイン
ライン装置、第６図は本発明を実機に組込んだ装置、第
７及び８図は本発明を用いた場合のプロセスフローのそ
れぞれの一実施例を示す図である。 １……廃液、２……光触媒＋H2O2、３……撹拌装置、４
……モーター、５……石英窓、６……フイルター、７…
…光源、８……光フアイバー、９……検出器、10……光
触媒、11……H2O2、12……石英セル、13……送光フアイ
バー、14……受光フアイバー、15……暗相、18……バル
ブ、19……蒸発器、20……気液分離器、21……蒸気、22
……残留液、23……加熱用スチーム、24……濃縮した廃
液、25……Ruを除去した廃液、26……Ru、27……Ru濃度
測定装置、28……Ru回収装置、29……通常の蒸発装置、
30……Ru濃度測定装置付蒸発装置。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 小澤 義弘 茨城県日立市森山町1168番地 株式会社日 立製作所エネルギー研究所内 (56)参考文献 特開 昭59−119244（ＪＰ，Ａ) 特開 昭53−76088（ＪＰ，Ａ) 特開 昭54−33774（ＪＰ，Ａ) 特開 昭62−133340（ＪＰ，Ａ) 特開 昭61−153564（ＪＰ，Ａ)
Claims (6)
- 【請求項１】イオンを含む放射性液体の通過を許すが光
触媒の通過を阻止する手段の上流側に配置された光触媒
充填領域に、前記放射性液体を供給し、光触媒充填領域
内の前記放射性液体に電磁波を照射することによって、
前記放射性液体に含まれる測定対象の金属イオンまたは
金属錯イオンの原子価を統一し、原子価が統一された測
定対象の金属イオンまたは金属錯イオンを含む放射性液
体に光を照射し、前記放射性液体を透過した光の吸光ス
ペクトルを測定し、この吸光スペクトルに基づいて測定
対象の金属イオンまたは金属錯イオンの濃度を求めるこ
とを特徴とする放射性液体中の金属濃度測定方法。 - 【請求項２】前記金属イオンまたは前記金属錯イオン
が、貴金属、重金属及び遷移金属から選ばれたものであ
る特許請求の範囲第１項記載の放射性液体中の金属濃度
測定方法。 - 【請求項３】前記電磁波がレーザ光である特許請求の範
囲第１項記載の放射性液体中の金属濃度測定方法。 - 【請求項４】前記光触媒が半導体光触媒である特許請求
の範囲第１項または第３項記載の放射性液体中の金属濃
度測定方法。 - 【請求項５】前記半導体光触媒が、貴金属を担持した微
粒子状半導体光触媒である特許請求の範囲第４項記載の
放射性液体中の金属濃度測定方法。 - 【請求項６】前記半導体光触媒が、二酸化チタンに白金
族元素を担持した半導体光触媒である特許請求の範囲第
４項記載の放射性液体中の金属濃度測定方法。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8206186A JPH0743321B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | 放射性液体中の金属濃度測定方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP8206186A JPH0743321B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | 放射性液体中の金属濃度測定方法 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPS62239051A JPS62239051A (ja) | 1987-10-19 |
| JPH0743321B2 true JPH0743321B2 (ja) | 1995-05-15 |
Family
ID=13763989
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP8206186A Expired - Lifetime JPH0743321B2 (ja) | 1986-04-11 | 1986-04-11 | 放射性液体中の金属濃度測定方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0743321B2 (ja) |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014239A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Chino Corp | オイル循環率測定装置 |
| WO2016085313A3 (ko) * | 2014-11-28 | 2016-07-21 | 광주과학기술원 | 액체 내 오염물질의 화학적 원소 분석장치 및 분석방법 |
Families Citing this family (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| KR101723535B1 (ko) | 2014-11-28 | 2017-04-06 | 광주과학기술원 | 액체 내 오염물질의 화학적 원소 분석장치 및 분석방법 |
| JP6776870B2 (ja) * | 2016-12-16 | 2020-10-28 | 住友金属鉱山株式会社 | 流動液の特性測定装置および特性測定方法 |
Family Cites Families (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPS5376088A (en) * | 1976-12-17 | 1978-07-06 | Mitsui Shipbuilding Eng | Particle concentration detector |
| FR2390725A1 (fr) * | 1977-05-13 | 1978-12-08 | Commissariat Energie Atomique | Dispositif de photometrie a miroirs concaves et a optique de champ |
| JPS59119244A (ja) * | 1982-12-25 | 1984-07-10 | Nippon Jiyaareru H Kk | 水素化物発生装置 |
| JPS61153564A (ja) * | 1984-12-26 | 1986-07-12 | Kao Corp | 水中鉄の定量法およびこれに使用する定量試薬 |
| JPS62133340A (ja) * | 1985-12-06 | 1987-06-16 | Toshiba Corp | 吸光光度測定システム |
-
1986
- 1986-04-11 JP JP8206186A patent/JPH0743321B2/ja not_active Expired - Lifetime
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JP2009014239A (ja) * | 2007-07-03 | 2009-01-22 | Chino Corp | オイル循環率測定装置 |
| WO2016085313A3 (ko) * | 2014-11-28 | 2016-07-21 | 광주과학기술원 | 액체 내 오염물질의 화학적 원소 분석장치 및 분석방법 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| JPS62239051A (ja) | 1987-10-19 |
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