報告書番号

T98011

タイトル（和文）

長半減期核種の乾式分離技術の開発 -溶融塩化物/液体金属系におけるアメリシウムの熱力学的諸量の測定-

タイトル（英文）

Development of Pyrometallurgical Partitioning Technology of Long-lived Nuclides- Measurement of Thermodynamic Properties of Americium in Molten Chloride / Liquid Metal Systems

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

アメリシウム（Am）は乾式分離プロセスにて希土類元素との分離が最も困難なTRU元素である。しかし、乾式プロセスでのAmの挙動評価に必要な熱力学的データは不足している。そこで、400℃、450℃でのAmの標準酸化還元電位、液体Cd中での活量係数を取得し、このうちの450℃での値は文献値とほぼ一致した。更に、450℃での液体Bi中での活量係数を新たに取得した。また、溶融塩中のAmはAm2+とAm3+の2種のイオンで存在するため、その存在比率を求めた。液体Cdと接した溶融塩中では、Ag/AgCl極に対するCd電位が-1.10V以上の場合には塩中にAm2+イオンがほとんど存在せず、-1.40～-1.45Vにてその存在率が50%になり、-1.70V以下の場合には塩中のAmイオンはほとんどがAm2+となった。これに対し、液体Biと接した溶融塩中ではほとんどがAm3+イオンとして存在した。

概要 （英文）

Americium is known to be the most difficult transuranic element to separate from rare earth elements using pyrometallurgical partitioning processes. But the thermodynamic properties necessary to estimate its separation behavior is not as sufficient as those of uranium, neptunium, and plutonium. Therefore, the thermodynamic properties of americium in molten chloride/liquid metal systems were measured at 400℃ and 450℃. Measurement of its standard potential in molten LiCl-KCl eutectic salt gave a value of -2.981V at 400℃ and -2.850V at 450℃ (vs. Cl2/Cl- ), and that of its activity coefficient in liquid cadmium gave values of 2.9×10-5 at 400℃ and 1.3×10-4 at 450℃. These values at 450℃ are in good agreement with the values which had been already reported, and by using these values, those at 500℃ were estimated as -2.808V (vs. Cl2/Cl- ) and 4.5×10-4. Additionally, its activity coefficient in liquid bismuth at 450℃ was also newly obtained as 3.9×10-10.Next, Am(II)/(Am(II)+Am(III)) existence ratio in the salt phase facing liquid cadmium was calculated. This ratio was found to be nearly zero when the cadmium potential was positive over about -1.10V (vs. Ag/AgCl) and almost unity when cadmium potential was more negative than about -1.70V (vs. Ag/AgCl). However, almost all of Am existed as Am(III) in the salt phase in contact with liquid bismuth due to high potential of the liquid bismuth.

報告者

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