JPS6361057B2 - - Google Patents

Description

【発明の詳細な説明】 本発明は揮発性をもつ四酸化ルテニウムと迅速
に反応してこれを捕集し、四酸化ルテニウムが取
扱い装置や施設から外部へ流出することを防止す
る捕集剤に関するものである。

白金族の金属であるルテニウムの化合物はきわ
めて特異な性質を持ち、これを利用しようとして
多くの工業上の用途が精力的に開拓されつつあ
る。この特異的な性質の１つとして、四酸化ルテ
ニウムは重金属の酸化物でありながら沸点が低
く、常温でも揮発し、人体には有毒であることが
知られている。四酸化ルテニウムの低沸点は他の
多くの金属のそれと甚しく異なる性質であるた
め、工業上ならびに分析化学において他金属等の
分離に繁用されている。そればかりでなく四酸化
ルテニウムは、多くのルテニウム化合物から各種
の酸化剤によつて、あるいは酸化剤がなくても加
熱時には空気中でも生成するので、ルテニウムの
化合物としてはきわめてありふれた化合物になつ
ている。

またウラン等の核分裂によつて多量の放射性ル
テニウムが生成するが、この中には半減期がかな
り長く、γ線や強いβ線を出すものもある。ルテ
ニウムの化学的性質は上記したように特異である
とともに複雑でもあるので、核燃料再処理や放射
性廃棄物の処理・処分時に最も障害になるもので
ある。たまたまこれらの施設から放射性ルテニウ
ムが放出されると、環境や人体を汚染し、危険な
ことが知られている。

この中でも放射性の四酸化ルテニウムは、核燃
料再処理等が普通硝酸溶液として行なわれ、廃棄
物の処理・処分に高温を用いることが多いので、
各段階で発生し、このものが漏洩すると経気的に
人体汚染を起すので、特に危険性が大きく、十分
な防護が必要であるとされている。従来、この対
策が十分でなくて施設や実験室の放射能汚染を起
したり、ヒトの汚染事故などが知られている。

本発明は四酸化ルテニウムが金属の酸化物であ
るにかかわらず、水より四塩化炭素などの有機溶
剤にとけやすく、共有結合性が強いので、イオン
結合性が小さく、共有結合性が勝つたゴム類とよ
く反応し、これを不揮発性化合物として迅速にか
つ完全に固定することを発見し、これに基きゴム
類の捕集剤としての用途を見出したものである。

四酸化ルテニウムがゴム類と反応して黒色の物
質を沈積させることはすでに知られ、ゴム類の微
細組織を光学ならびに電子顕微鏡によつて検鏡す
る際に利用できることが報告されているが、この
場合は気中に存在する四酸化ルテニウムの一部と
時間をかけて反応させて利用するに止まり、大部
分の四酸化ルテニウムの行方については関心が払
われていない。従つて本発明の内容とは異なるも
のである。

揮発した放射性の四酸化ルテニウムを工業的に
捕集する方法としては、600℃程度に加熱した酸
化鉄を含む耐火レンガ等にその蒸気を通じ RuO₄→RuO₂↓＋O₂↑ の反応を行なわせて捕集する。捕集剤に酸化鉄を
含むシリカゲルやその他のシリカゲルを用いると
反応温度を下げることができるとされている。

これらの捕集方法では、何れにせよ捕集剤をあ
る温度範囲に加熱する必要があるので、熱量の損
失はもちろんであるが、装置がどうしても大がか
りになり、小規模の装置や実験装置等には用いに
くい。

本発明ではこれらの点を改良し、手近かな製品
であるゴムあるいはその組成物を用いて、常温で
簡易かつ完全に四酸化ルテニウムを捕集するもの
である。常温で反応が行なわれることから、本発
明は同様にして、水溶液中の四酸化ルテニウムの
捕集除去にも用いることができる。なお、ゴム類
はすべて固体であるため、取扱いが容易である。

次に実施例により、本発明をさらに詳細に説明
する。

実施例 １ 天然ゴムの製品を細切し、１〜２mm³の粒子を
作り、一端に通気性の細かい目の金網等をつめた
内径８mmのゴム管に200mmの高さに充し、捕集管
とする。

ルテニウム化合物は定量が困難であり、とくに
捕集剤中に固定されたものについてはよい分析法
がないので、放射性ルテニウム（ルテニウム−
103）を用いて実験を行ない、そのγ線によつて
定量した。

実験装置としては、空気のろ過装置に続いてガ
ラス製の反応容器を置き、この中で酸化剤を用い
て四酸化ルテニウムを発生させる。反応容器は水
浴によつて一定温度に加温することができるよう
になつている。次に上記捕集管を置き、捕集管の
後部には第二の捕集装置を連結し、第二の捕集装
置の後方は第三の捕集管に連結され、その後部は
空気を一定速度で吸気する装置につながれてい
る。第三の捕集管までの各連結器にはガラス製の
共通すり合せ器が用いられ、気密に接続される。

実験に当つては、まず反応容器中に一定量の希
塩酸にとかした放射性ルテニウムを入れ、これに
酸化剤と希硫酸を加えて放射性の四酸化ルテニウ
ムを発生させる。このとき同時に、後方の吸気装
置を働かせて発生した四酸化ルテニウムを空気と
ともに捕集管に送り、ここで放射性ルテニウムを
反応捕集させる。

一定時間後、捕集管を外していくつかの定めら
れた長さに切断し、切口を接着剤等で封じ、放射
能の測定試料とする。この測定試料を周囲を鉛レ
ンガで囲んだ、リチウムを拡散させたゲルマニウ
ム半導体検出器の上の一定距離の位置に置き、波
高分析器によつて放射能を測定する。この場合は
一定の測定時間で得られる497keVのエネルギー
のピークの大きさからルテニウム−103の放射能
値、すなわち捕集されたルテニウムの量を定量す
ることができる。

第１図はこの測定結果を捕集管の長さ０cmのと
ころまで外挿し、この値を10⁵カウント／100秒・
cmとして標準化してグラフ化したものである。こ
のような反応捕集装置では、装置の温度が一定の
場合には、捕集能率は通過する空気の速度によつ
て影響を受けることが知られている。本実験の場
合も空気の速度が50c.c.／分の場合（曲線１）と、
100c.c.／分の場合（曲線２）では、後者の捕集曲
線はやゝ寝てくるが、何れも２〜３cmの層で99％
以上が、10cmの層では99.999％以上のルテニウム
が捕集されることを示している。なお、第二、第
三の捕集装置からはルテニウムの放射能はほとん
ど検出されなかつた。

このように天然ゴムを捕集剤に用いると、常温
で四酸化ルテニウムを効率よく捕集することがで
きる。

実施例 ２ クロロプレンゴムの製品を細切して実施例１と
同様な粒子とし、同じ装置につめ、同量のルテニ
ウム−103を用い、空気の流速を50c.c.／分として、
他は実施例１と同条件で実験を行つた。放射能の
測定値から第１図の１と２の曲線の中間のよい捕
集曲線が得られた。

実施例 ３ シリコンゴムの製品を細切し、実施例２と同一
条件で実験を行つた。捕集剤の放射能の測定値か
ら、第１図の１の曲線とほぼ同じよい捕集曲線が
得られた。

実施例 ４ ニトリルブタジエンゴムの製品を細切し、実施
例２と同一条件で実験を行つた。捕集剤の放射能
の測定値から、第１図の１と２の曲線の中間のよ
い捕集曲線が得られた。

実施例 ５ 少量沸点測定装置（山口誠太郎著、薬学雑誌
434号、252頁、1918年）を用いて四酸化ルテニウ
ム（非放射性）の沸点を測定すると、加熱が進む
にしたがつてあたりに四酸化ルテニウム特有のオ
ゾン臭がただよい、さらに長時間経過すると付近
の器物を黒化させるようになる。

このような不快で不衛生な状態を改善するた
め、同装置の開口部に内径５mm、長さ300mmの天
然ゴムからなる通称アメゴムを接続して実験を行
つたところ、ゴム管のつけ根から数センチの内部
が黒くなつただけで、外部では全くオゾン臭を感
じず、付近の器具が黒ずむようなことは起らなか
つた。

【図面の簡単な説明】

第１図は、放射性の四酸化ルテニウムの天然ゴ
ム粒による捕集曲線で、縦軸は捕集管の長さ１cm
当り、100秒間の放射能の計数値を対数目盛で表
わし、横軸は捕集剤の先頭端からの距離を真数目
盛によつてcmで表わしたものである。図中の曲線
１（黒丸）は空気の流速を50c.c.／分としたもの、
曲線２（白丸）は同じく100c.c.／分とした場合の
結果である。

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 １ ゴムからなる四酸化ルテニウムの捕集剤。 ２ ゴムが天然ゴムからなる特許請求の範囲第１
   項記載の捕集剤。 ３ ゴムがクロロプレンゴムからなる特許請求の
   範囲第１項記載の捕集剤。 ４ ゴムがシリコンゴムからなる特許請求の範囲
   第１項記載の捕集剤。 ５ ゴムがニトリルブタジエンゴムからなる特許
   請求の範囲第１項記載の捕集剤。