Deprecated: The each() function is deprecated. This message will be suppressed on further calls in /home/zhenxiangba/zhenxiangba.com/public_html/phproxy-improved-master/index.php on line 456
JPH0726949B2 - Degradation method of extraction solvent - Google Patents
[go: Go Back, main page]

JPH0726949B2 - Degradation method of extraction solvent - Google Patents

Degradation method of extraction solvent

Info

Publication number
JPH0726949B2
JPH0726949B2 JP13602388A JP13602388A JPH0726949B2 JP H0726949 B2 JPH0726949 B2 JP H0726949B2 JP 13602388 A JP13602388 A JP 13602388A JP 13602388 A JP13602388 A JP 13602388A JP H0726949 B2 JPH0726949 B2 JP H0726949B2
Authority
JP
Japan
Prior art keywords
solvent
deterioration
nitric acid
extraction
analysis
Prior art date
Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
Expired - Fee Related
Application number
JP13602388A
Other languages
Japanese (ja)
Other versions
JPH01304353A (en
Inventor
英雄 永田
周二郎 志賀
憲一郎 重岡
孝夫 秋山
幸男 和田
康夫 鈴木
Original Assignee
住友化学工業株式会社
動力炉・核燃料開発事業団
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 住友化学工業株式会社, 動力炉・核燃料開発事業団 filed Critical 住友化学工業株式会社
Priority to JP13602388A priority Critical patent/JPH0726949B2/en
Publication of JPH01304353A publication Critical patent/JPH01304353A/en
Publication of JPH0726949B2 publication Critical patent/JPH0726949B2/en
Anticipated expiration legal-status Critical
Expired - Fee Related legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Sampling And Sample Adjustment (AREA)

Description

【発明の詳細な説明】 <産業上の利用分野> 本願発明は、ピューレックス法(Purex−process)に使
用されている抽出溶媒の劣化度測定方法に関する。更に
詳しくは、迅速、正確かつすぐれた測定再現性を有する
ピューレックス法に使用されている抽出溶媒の劣化度測
定方法に関するものである。
TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for measuring the deterioration degree of an extraction solvent used in the Purex-process. More specifically, the present invention relates to a method for measuring the degree of deterioration of an extraction solvent used in the Purex method, which has a rapid, accurate and excellent measurement reproducibility.

<従来の技術> ピューレックス法は、使用済核燃料の硝酸水溶液から溶
媒抽出法により、核燃料として再使用可能なラウンおよ
びプルトニウムを回収するプロセスであり、抽出溶媒は
抽剤であるリン酸トリブチル(以下TBPと記す)を、稀
釈剤である炭化水素系化合物で10〜30V/V%に稀釈した
もので、その代表例がTBP/ドデカン系である(原子力ハ
ンドブック,pp,589(1976)および原子力化学工学,pp.1
37,pp.148(1976))。
<Prior Art> The Purex method is a process for recovering laune and plutonium that can be reused as nuclear fuel from a nitric acid aqueous solution of spent nuclear fuel by a solvent extraction method. The extraction solvent is tributyl phosphate (hereinafter referred to as extractant). TBP) is diluted to 10 to 30 V / V% with a hydrocarbon compound that is a diluent, and a typical example is TBP / dodecane system (Nuclear Handbook, pp, 589 (1976) and Nuclear Chemistry). Engineering, pp.1
37, pp.148 (1976)).

ピューレックス法が強い放射線場であることは言をまた
ないが、上述の通り、水および硝酸が共存する系であ
り、抽出溶媒は化学的及び/又は放射線的に分解し、多
種多様な分解生成物(以下劣化生成物と記す)を生成す
る。
It is clear that the Purex method is a strong radiation field, but as mentioned above, it is a system in which water and nitric acid coexist, and the extraction solvent decomposes chemically and / or radioactively, resulting in various decomposition products. Product (hereinafter referred to as a deteriorated product).

劣化生成物の含有量が多くなった抽出溶媒、即ち劣化度
の進んだ抽出溶媒は、ピューレックス法の製品であるラ
ウンおよびプルトニウムからほぼ完全に除去しておかね
ばならない核分裂生成物の分離性能(以下FPの除染性能
と記す)が低下することが知られている(原子力化学工
学,pp.156〜159(1976))。
Extraction solvent with a high content of deterioration products, that is, extraction solvent with a high degree of deterioration, should be almost completely removed from the raw products of the Purex method, such as pun and plutonium, and the separation performance of fission products ( Hereinafter, it is known that the decontamination performance of FP) decreases (Nuclear Chemical Engineering, pp.156-159 (1976)).

このため、抽出溶媒の劣化度を数量的に把握する技術を
確立する必要があり、T.P.Garrett,Jr.(USAEC report
DP−237,Aug.,1957)により確立されたZ−ナンバー及
び/又はFieldとJenkins(AERE−R 3507,Dec.,1960)に
より確立されたH−ナンバーが溶媒劣化指標として現在
に至るまで重用されている。
Therefore, it is necessary to establish a technique to quantitatively grasp the deterioration degree of the extraction solvent, and TPGarrett, Jr. (USAEC report
The Z-number established by DP-237, Aug., 1957) and / or the H-number established by Field and Jenkins (AERE-R 3507, Dec., 1960) have been used as solvent degradation indicators until now. Has been done.

この二つの指標は、ともに硝酸洗浄によっても除去し得
ずに、劣化した抽出溶媒中に保持されているジルコニウ
ム或はハフニウムの量を定量し、“109の溶媒中に存
在する金属のグラム原子数”を単位として表示すること
により溶媒の劣化度を数量的に表現したもので、当然の
ことながら数字が大きくなるほど溶媒の劣化が進んでい
ることを示し、上述のFPの除染性能の低下の直接的な表
現となっているところに最大の特徴がある。
These two indicators were determined by quantifying the amount of zirconium or hafnium retained in the deteriorated extraction solvent, which could not be removed by washing with nitric acid, and calculated as "10 9 gram atom of metal present in solvent". It shows the deterioration degree of the solvent quantitatively by displaying it as a unit of "number". Naturally, the larger the number, the more the deterioration of the solvent is progressing, and the decontamination performance of the above-mentioned FP deteriorates. The greatest feature is that it is a direct expression of.

Z−ナンバー或はH−ナンバーの測定方法は、概念的に
は 溶媒試料の前処理 ジルコニウム或はハフニウムを一定量含有する硝酸
酸性標準溶液との抽出平衡化 硝酸水溶液洗浄による後処理 ジルコニウム或はハフニウム含有量の測定 から成るが、その具体的手順は以下に示す如く極めて繁
雑である。即ち 溶媒試料の前処理 イ)溶媒試料を等容の稀アルカリ水溶液で2回洗浄す
る。
The method for measuring Z-number or H-number is, conceptually, pretreatment of a solvent sample, extraction equilibration with a nitric acid acidic standard solution containing a certain amount of zirconium or hafnium, post-treatment by washing with a nitric acid aqueous solution, zirconium or hafnium Although it consists of measuring the content, the specific procedure is extremely complicated as shown below. That is, the pretreatment of the solvent sample a) The solvent sample is washed twice with an equal volume of dilute aqueous alkaline solution.

ロ)次いで溶媒相を、等容の稀硝酸水溶液で洗浄してほ
ぼ中和状態とする。
B) Next, the solvent phase is washed with an equal volume of dilute nitric acid aqueous solution to be almost neutralized.

ハ)更に、溶媒相を等容の3N硝酸水溶液とよく接触さ
せ、硝酸平衡化する。
C) Further, the solvent phase is brought into contact with an equal volume of 3N nitric acid aqueous solution to equilibrate with nitric acid.

ジルコニウム或はハフニウムを一定量含有する硝酸
酸性標準溶液との抽出平衡化 イ)−ハ)の処理を終えた溶媒相と、等容のジルコニ
ウム或はハフニウムを10-3mol/の濃度で含有する3N硝
酸酸性水溶液とを十分接触させ、ジルコニウム或はハフ
ニウムの抽出平衡を達成する。
Extraction equilibrium with a nitric acid acidic standard solution containing a certain amount of zirconium or hafnium I) -Containing the solvent phase after the treatment of (a) and an equal volume of zirconium or hafnium at a concentration of 10 -3 mol / Achieve extraction equilibrium of zirconium or hafnium by sufficiently contacting with 3N nitric acid aqueous solution.

硝酸水溶液洗浄による後処理 イ)−イ)の処理を終えた溶媒相を、等容の3N硝酸水
溶液で6回洗浄する。
Post-treatment by washing with nitric acid aqueous solution The solvent phase after the treatment of a) -b) is washed 6 times with an equal volume of 3N nitric acid aqueous solution.

ジルコニウム或はハフニウム含有量の測定 最低濃度10ppb程度が定量可能な分析方法で定量する。 Measurement of zirconium or hafnium content Quantitate by an analytical method that can quantify the minimum concentration of about 10 ppb.

この手順のうち、の金属含有量の測定は、好適な方法
を選ぶことにより、一試料当りの測定時間は、十数分か
ら三十分程度であるが、〜に記した有機溶媒−水系
の液液抽出操作のくり返しには、二層の分離が円滑に行
なわれる場合においても数時間を要する上に、操作には
人手を必須とし、測定の自動化或はインライン化が殆ど
不可能であると言って過言でない。
In this procedure, the metal content is measured by selecting a suitable method, and the measurement time per sample is about a dozen minutes to 30 minutes, but the organic solvent-water-based solution described in Repeating the liquid extraction operation requires several hours even when the two layers are smoothly separated, and requires manual labor for the operation, and automation or in-line measurement is almost impossible. It is not an exaggeration.

従ってピューレックス法の動的な運転管理には不向きな
指標と言わざるを得ず、ピューレックス法の管理のため
の迅速、正確かつ測定再現性の高い溶媒劣化指標に対す
る要望は切なるものがあった。
Therefore, it must be said that it is an index unsuitable for dynamic operation management of the Purex method, and there is a desperate need for a solvent deterioration index for the management of the Purex method that is quick, accurate, and has high measurement reproducibility. It was

その一方で、化学技術の分野においては、分離分析技術
の進歩、エレクトロニクス技術の進歩およびコンピュー
タを用いる情報処理技術の進歩があいまって、分析機器
の自動化がほぼ究極まで進み、試料採取からデータ処理
までが全く人手を介することなく実施できるようになっ
た。
On the other hand, in the field of chemical technology, the progress of separation analysis technology, the progress of electronics technology, and the progress of information processing technology using a computer have been combined, and automation of analytical instruments has advanced to the ultimate, from sampling to data processing. Can be implemented without any human intervention.

機器分析技術を核燃料再処理プロセスの諸問題の解決に
適用しようとする試みは、その初歩的なものまで含める
と、1960年代の初頭にさかのぼる(例えば、前出のAERE
−R 3507,Dec.,1960ならびに、Nuclear Science and En
gineering,Vol.17,pp.620〜625,pp.626〜637,pp.638〜6
50(1963))。
Attempts to apply instrumental analysis techniques to solve the problems of nuclear fuel reprocessing processes, including their rudimentary ones, date back to the early 1960s (see, for example, AERE, supra).
-R 3507, Dec., 1960 and Nuclear Science and En
gineering, Vol.17, pp.620 ~ 625, pp.626 ~ 637, pp.638 ~ 6
50 (1963)).

そして、抽出溶媒の劣化問題にメスを入れるために、赤
外分光分析法やガスクロマトグラフ法などの機器分析手
法を導入する試行期間が約10年にわたって続く(例え
ば、Proc.Intern.Solvent Extraction Conf.Hague,Sess
ion 1C−paper pp.131(1971),Radiochem.Radioanal.L
etters,Vol.12,No.2〜3,pp.79〜88(1972),Radiochem.
Radioanal.Letters,Vol.20,No.1,pp.47〜58(1974)な
ど)。
Then, in order to address the problem of deterioration of the extraction solvent, a trial period of introducing instrumental analysis methods such as infrared spectroscopy and gas chromatography continues for about 10 years (for example, Proc.Intern.Solvent Extraction Conf. Hague, Sess
ion 1C-paper pp.131 (1971), Radiochem.Radioanal.L
etters, Vol.12, No.2-3, pp.79-88 (1972), Radiochem.
Radioanal.Letters, Vol.20, No.1, pp.47-58 (1974)).

1970年代の初頭に至って、KfKの研究グループが、分離
分析技術にガスクロマトグラフ法を用い、溶出される成
分の検出器にマススペクトログラフを用いる、いわゆる
ガスクロマトグラフィーマススペクトロメトリ(以下GC
−MS法と記す)を劣化溶媒中の劣化生成物の解明に適用
する道を開き、多くの成分を同定し、溶媒劣化のメカニ
ズムの一部を解明してみせた。(KfK−1373,Nov.1973,K
fK−2304,Juli 1977およびKfK−3639,Dez.1983)。この
流れは今日に至るまで脈々と続いており、最近の日本原
子力学会の口頭発表でも多種多様の劣化生成物を同定し
たとの報告がなされ、溶媒劣化のメカニズムが示されて
いる(日本原子力学会「昭和60年年会」講演要旨集、第
II分冊,pp.9(1985))。
In the early 1970s, the KfK research group used gas chromatographic method as the separation analysis technology and mass spectrograph as the detector of the eluted components, so-called gas chromatography mass spectrometry (GC
-MS method) was applied to the elucidation of degradation products in degrading solvents, many components were identified, and a part of the mechanism of solvent degradation was elucidated. (KfK-1373, Nov.1973, K
fK-2304, Juli 1977 and KfK-3639, Dez. 1983). This trend continues to this day, and a recent oral presentation of the Japan Atomic Energy Society reported that a wide variety of degradation products were identified, and the mechanism of solvent degradation is shown (Atomic Energy Society of Japan). "Showa 60th Annual Meeting" Abstracts, No. 1
II Volume, pp. 9 (1985)).

しかしながら、これら進歩した機器分析技術あるいは、
それから得られる分析結果を溶媒の劣化度を数量的に表
現するための溶媒劣化度測定方法或は溶媒劣化指標とし
て適用する試みは予測に反して極めて少ない。わずかに
KfKの研究グループが成果を報告しているにすぎないば
かりか、彼等は意識的に劣化生成物のうちの特定の成分
の一成分及び/又は数成分の測定結果を指標とすること
を排除している。
However, these advanced instrumental analysis techniques or
Contrary to expectations, very few attempts have been made to apply the analytical results obtained therefrom as a solvent deterioration measuring method or a solvent deterioration index for quantitatively expressing the deterioration of a solvent. Slightly
Not only did the KfK research group report results, they consciously ruled out that one component and / or several components of a specific degradation product were used as indicators. is doing.

その理由として彼等は、劣化生成物の特定の成分の分析
は、高度に洗練された測定機器を用いてはじめて達成で
きることをあげており、精ちな分析機器がプロセス管理
には採用しづらいと考えている(Abstr.of Karlsruhe I
tern.Couf.on Anal.Chem.in Nucl.Technol.,pp.169,Jun
e 1985)。
The reason is that they say that analysis of specific components of degraded products can only be achieved using highly sophisticated measuring instruments, and that sophisticated analytical instruments are difficult to employ for process control. (Abstr.of Karlsruhe I
tern.Couf.on Anal.Chem.in Nucl.Technol., pp.169, Jun
e 1985).

<発明が解決しようとする課題> 一般的に云って、諸特性値の分析・測定方法として好ま
しい要件は、 分析・測定値が正確であること 測定再現性がすぐれていること 分析・測定に要する時間が短いこと 所要試料量が少ないこと 試料に対する前処理がなるべく簡単であること 分析・測定に使用する機器が堅ろうであること 分析・測定に使用する機器の保守管理が簡単である
こと 分析・測定のインライン化が可能であること があげられる。
<Problems to be Solved by the Invention> Generally speaking, preferable requirements for the analysis / measurement method of various characteristic values are that the analysis / measured values are accurate, and that the measurement reproducibility is excellent. Short time Small amount of required sample Pretreatment of sample should be as easy as possible Instrument used for analysis and measurement should be robust Maintenance of equipment used for analysis and measurement should be easy It is possible to add inline.

しかし、現在なお重用されている溶媒劣化度測定方法で
あるZ−ナンバー或はH−ナンバーでは上記諸条件のう
ち満足し得るのは,程度であって、解決すべき問題
点が多い。
However, the Z-number or H-number, which is still a method of measuring the degree of deterioration of solvents, is only sufficient to satisfy the above conditions, and there are many problems to be solved.

本発明者らは、かかる現状に鑑み、鋭意検討を重ねた結
果、上記各項目を十分満足し得る抽出溶媒の劣化度測定
方法を確立し、本発明を完成するに至った。
The present inventors have conducted intensive studies in view of the present situation, and as a result, have established a method for measuring the degree of deterioration of an extraction solvent that can sufficiently satisfy the above items, and completed the present invention.

<課題を解決するための手段> 本発明は、ピューレックス法に使用されている抽出溶媒
中の劣化生成物であるリン酸ジブチル=一置換ブチルの
一成分及び/又は数成分の含有量をガスクロマトグラフ
法により測定することを特徴とする抽出溶媒の劣化度測
定方法に係るものである。以下本発明を具体的に説明す
る。
<Means for Solving the Problems> The present invention relates to the content of one component and / or several components of dibutyl phosphate = monosubstituted butyl, which is a deterioration product in the extraction solvent used in the Purex method, in a gas chromatograph. The present invention relates to a method for measuring the degree of deterioration of an extraction solvent, which is characterized in that it is measured by the Tograph method. The present invention will be specifically described below.

本発明にかかるピューレックス法は、使用済核燃料を硝
酸に溶解したあと、核燃料として有用なラウンおよびプ
ルトニウムの諸核分裂生成物からの分離、ウランとプル
トニウムの分離ならびにウランおよびプルトニウムの精
製を、それぞれの工程に好適な硝酸濃度に調節したうえ
で、溶媒抽出と硝酸への逆抽出を組合せて行なう湿式法
の核燃料再処理プロセスである。
The Purex method according to the present invention comprises dissolving spent nuclear fuel in nitric acid, and then separating the raw and plutonium useful as nuclear fuel from fission products, separating uranium and plutonium, and purifying uranium and plutonium. This is a wet fuel nuclear fuel reprocessing process in which solvent concentration and back extraction into nitric acid are combined after adjusting the nitric acid concentration suitable for the process.

ピューレックス法に用いられる抽出溶媒は、抽剤として
用いられるTBPを炭化水素系の稀釈剤で稀釈した系であ
る。
The extraction solvent used in the Purex method is a system in which TBP used as an extractant is diluted with a hydrocarbon-based diluent.

抽剤としては、TBPが 抽剤としての性能がすぐれていること 耐放射線性が優れていること 引火点が高いこと を理由に専ら用いられる(原子力ハンドブック,pp.589
(1976),原子力化学工学,pp.148(1976)および原子
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,pp.10(1983))。
As an extractant, TBP is used exclusively because of its excellent performance as an extractant, its excellent radiation resistance, and its high flash point (Nuclear Handbook, pp.589).
(1976), Nuclear Chemical Engineering, pp.148 (1976) and Nuclear Chemical Engineering, Volume IV, Chemical Engineering for Fuel Reprocessing and Radioactive Waste Management, pp.10 (1983)).

稀釈剤は耐放射線がすぐれ、かつTBPの良溶媒である炭
化水素系化合物が用いられ、代表例がケロシン或はドデ
カンである。最近ではドデカンが広く用いられる(原子
力化学工学,pp.148(1976))。
As the diluent, a hydrocarbon compound, which has excellent radiation resistance and is a good solvent for TBP, is used. A typical example is kerosene or dodecane. Recently, dodecane is widely used (Nuclear Chemical Engineering, pp.148 (1976)).

抽剤と稀釈剤の混合比率は、体積百分率で10〜40%の範
囲にあるが、中でも30%が代表的である。
The mixing ratio of the extractant and the diluent is in the range of 10 to 40% in volume percentage, and 30% is typical among them.

ウランおよびプルトニウムが、TBP/ドデカンから成る抽
出溶媒に溶解するメカニズムは、ウランおよびプルトニ
ウムが抽剤として作用するTBPと錯化合物を作る反応が
中心であって、ウランおよびプルトニウムがTBPと錯化
合物を形成するのに好適な条件においては、核分裂生成
物(以下EPと記す)との錯化合物形成反応が実質的に進
行しないこととが著しい特徴である。このため、ピュー
レックス法の溶媒抽出過程におけるEPの除染係数が著し
く高い。
The mechanism of dissolution of uranium and plutonium in the TBP / dodecane extraction solvent is mainly the reaction of uranium and plutonium to form a complex compound with TBP that acts as an extractant, and uranium and plutonium form a complex compound with TBP. Under the conditions suitable for the reaction, a remarkable feature is that the complex compound forming reaction with the fission product (hereinafter referred to as EP) does not substantially proceed. Therefore, the decontamination coefficient of EP in the solvent extraction process of the Purex method is extremely high.

しかるに抽出溶媒が、水、硝酸、酸素および放射線の存
在下に抽出操作に使用され、化学的および/又は放射線
的に分解して劣化生成物を生成すると、FPの除染係数が
著しく低下することが知られている。
However, when the extraction solvent is used for the extraction operation in the presence of water, nitric acid, oxygen and radiation and chemically and / or radiation decomposes to form a degraded product, the decontamination coefficient of FP is significantly reduced. It has been known.

FPの除染係数が低下した場合、ピューレックス法の製品
である回収ウランおよび回収プルトニウム中に、強いγ
線放射性物質であるFPが多く含有される結果となり、回
収ウランおよび回収プルトニウムを使用する核燃料製造
プロセスにγ線遮蔽上の重大な問題をひきおこす。
When the decontamination coefficient of FP is reduced, strong γ is found in the recovered uranium and recovered plutonium, which are the products of the Purex method.
As a result, it contains a large amount of FP, which is a radioactive material, and causes a serious problem of gamma-ray shielding in the nuclear fuel manufacturing process using recovered uranium and recovered plutonium.

しかるに、抽出溶媒の劣化は避け得ないのであるから、
ピューレックス法の管理上、抽出溶媒の劣化の程度を数
量的に把握し、回収ウランおよび回収プルトニウム中の
FP含有量を一定の基準以下に制御する必要性が認識され
た。
However, since the deterioration of the extraction solvent is unavoidable,
Due to the control of the Purex method, the degree of deterioration of the extraction solvent is quantitatively grasped, and the amount of uranium and recovered plutonium contained in the recovered uranium is recovered.
The need to control the FP content below a certain level was recognized.

かかる認識は、核燃料再処理の初期の段階で既に存在し
たが、一方では有機化合物の分離分析手段の進歩の初歩
段階でもあったため、極めて多種多様の劣化生成物の成
分を管理指標とすることは不可能であった。このため、
FPの除染係数低下現象を応用した溶媒劣化の管理指標が
案出された。
Such recognition already existed in the early stage of nuclear fuel reprocessing, but on the other hand, it was also the initial stage of the progress of the separation and analysis means for organic compounds, so that it is not possible to use the components of an extremely wide variety of degradation products as control indicators. It was impossible. For this reason,
A management index of solvent deterioration was devised by applying the phenomenon of reduction in decontamination coefficient of FP.

この溶媒劣化指標が、現在においても重用されているH
−ナンバー或はZ−ナンバーと呼ばる指標である。
This solvent deterioration index is still used as H
It is an index called -number or Z-number.

この二つの溶媒劣化指標は、ともに、硝酸洗浄によって
も、劣化した抽出溶媒から除き得ないジルコニウム或は
ハフニウムの量を定量することにより溶媒の劣化度を数
量的に表現するもので、上述のFPの除染係数の低下の直
接的な表現となっているところに最大の特徴がある。
Both of these two solvent deterioration indexes quantitatively express the deterioration degree of the solvent by quantifying the amount of zirconium or hafnium that cannot be removed from the deteriorated extraction solvent even by washing with nitric acid. The greatest feature is that it is a direct expression of the decrease in the decontamination coefficient of.

しかしながら、Z−ナンバーおよびH−ナンバーの測定
手順が 溶媒試料の前処理 ジルコニウム或はハフニウムを一定量含有する硝酸
酸性標準溶液との抽出平衡化 硝酸水溶液洗浄による後処理 ジルコニウム或はハフニウム含有量の測定 から成るが、この手順のうち、の金属含有量の測定
は、好適な方法を選ぶことにより、一試料当りの測定時
間は、十数分から三十分程度であるが、〜に記した
有機溶媒−水系の液液抽出操作のくり返しには、二層の
分離が円滑に行なわれる場合においても数時間を要する
上に、操作には人手を必須とし、測定の自動化或はイン
ライン化が殆ど不可能であると言って過言でない。
However, the procedure for measuring Z-number and H-number is as follows: pretreatment of solvent sample; extraction equilibration with acidic nitric acid standard solution containing a certain amount of zirconium or hafnium; posttreatment by washing with nitric acid aqueous solution; measurement of zirconium or hafnium content. In this procedure, the metal content is measured by selecting a suitable method, and the measurement time per sample is about ten minutes to 30 minutes, but the organic solvent described in -Repeating the water-liquid extraction operation requires several hours even when the two layers are smoothly separated, and manpower is required for the operation, and automation or inline measurement is almost impossible. It is no exaggeration to say that.

この事実と対比すれば、抽出溶媒中の劣化生成物のうち
の特定の成分の一成分及び/又は数成分の含有量を、何
らの前処理も施さない試料を用いて、ガスクロマトグラ
フ法により測定し得る本願発明の特徴は極めて明白とな
る。
In contrast to this fact, the content of one component and / or several components of the specific component of the degradation product in the extraction solvent was measured by gas chromatography using a sample without any pretreatment. The possible features of the present invention become extremely clear.

抽出溶媒の劣化生成物は、TBP−ドデカン−H2O−HNO3
存在する系において放射線が照射されて生成するもので
あるため、系に存在するTBP、ドデカン、H2OおよびHNO3
の4成分すべてが関与するイオン機構および/又はラジ
カル機構による反応生成物である。このため、劣化生成
物の数は無数といえるが、構造上の特徴からいくつかの
代表的なグループに分けることができる。
Degradation products of the extraction solvent, since one in which radiation is generated is irradiated in a system which exists TBP- dodecane -H 2 O-HNO 3, TBP present in the system, dodecane, H 2 O, and HNO 3
Is a reaction product by an ionic mechanism and / or a radical mechanism involving all of the four components. Therefore, it can be said that the number of deterioration products is infinite, but they can be divided into some typical groups due to their structural characteristics.

即ち TBPおよび/又はドデカンの分解生成物である低級
な炭化水素類 TBPおよび/又はドデカンの分解生成物である脂肪
酸、ジアルキルリン酸およびモノアルキルリン酸から成
る酸性物質 ドデカンの劣化生成物であるドデカノール、ドデカ
ノンなどのドデカンの置換誘導体 ドデカンの劣化生成物であるドデカンの2量体、3
量体をも含むドデカンより高級な炭化水素類 TBPの劣化生成物であるリン酸ジブチル=一置換ブ
チルを含む中性リン酸エステル類 TBPの劣化生成物であるTBPの2量体、3量体および
4量体をも含むリン酸の高級エステル類 である。
That is, lower hydrocarbons which are decomposition products of TBP and / or dodecane Dodecanol, which is a degradation product of an acidic substance dodecane, which is an acidic substance composed of fatty acid, dialkylphosphoric acid and monoalkylphosphoric acid which is a decomposition product of TBP and / or dodecane Substituted derivatives of dodecane such as dodecane, dodecane dimer, which is a degradation product of dodecane, and 3
Hydrocarbons higher than dodecane, which also includes a dimer Dibutyl phosphate = Degradation product of TBP Neutral phosphate ester containing monosubstituted butyl Dimer of TBP, a trimer, which is a degradation product of TBP And higher esters of phosphoric acid including tetramers.

本発明において、数において無数ともいえるこれら抽出
溶媒の劣化生成物の分離分析に適用し得る分析手段は、
ガスクロマトグラフ法である。
In the present invention, analytical means applicable to the separation analysis of the deterioration products of these extraction solvents, which can be said to be innumerable in number,
It is a gas chromatographic method.

本発明におけるガスクロマトグラフ法で用いられる分離
カラムは、内径2〜3m/m、長さ1〜3mのガラスカラム
に、分析対象成分により選ばれた固定液相を含浸したカ
ラム充填剤を充填した、いわゆる充填カラムおよび/又
は内径0.2〜0.5m/m、長さ10〜60mのフューズドシリカキ
ャピラリの内壁に、分析対象成分により選ばれた固定液
相を化学的に結合させ固定した、いわゆるフューズドシ
リカキャピラリカラム(以下FS−キャピラリカラムと記
す)である。中でも単位長さ当りの理論段数にも優れ、
装着カラムの長さにおいて圧倒的に優位であるFS−キャ
ピラリカラムが特に好ましい。
The separation column used in the gas chromatographic method in the present invention is an inner diameter of 2 to 3 m / m, a glass column having a length of 1 to 3 m, and is filled with a column packing material impregnated with a stationary liquid phase selected by a component to be analyzed, A so-called fused column in which a fixed liquid phase selected depending on the component to be analyzed is chemically bonded to the inner wall of a so-called packed column and / or a fused silica capillary having an inner diameter of 0.2 to 0.5 m / m and a length of 10 to 60 m. It is a silica capillary column (hereinafter referred to as FS-capillary column). Above all, the number of theoretical plates per unit length is excellent,
The FS-capillary column, which is overwhelmingly superior in the length of the loaded column, is particularly preferable.

カラム充填剤およびFS−キャピラリカラムに使用される
固定液相には、分析対象成分により、よりよい分離状況
現出のため使いわけができるように大別して低極性、中
極性および高極性の三種が用意されている。本発明にお
いて好適に用い得る固定液相は低極性のものである。
The stationary phase used as the column packing material and FS-capillary column can be roughly divided into three types, low polarity, medium polarity and high polarity, depending on the components to be analyzed so that they can be used properly for the purpose of revealing a better separation situation. It is prepared. The stationary liquid phase that can be preferably used in the present invention has a low polarity.

ガスクロマトグラフに装備する溶出成分の検出器は、熱
伝導度検出器(TCD)、水素炎イオン化検出器(以下FID
と記す)、炎光光度検出器(以下FPDと記す)チッ素リ
ン検出器(NPD)および質量選択性検出器(以下MSDと記
す)の中から選ばれる。中でも有機化合物全般に高感度
のFID、リン化合物を選択的に検出し得るFPD、および有
機化合物のマススペクトルを採取し検出されるピーク成
分の同定および定量が可能なMSDが特に有用である。
The detector of the elution component equipped in the gas chromatograph is a thermal conductivity detector (TCD), a hydrogen flame ionization detector (hereinafter FID).
, A flame photometric detector (hereinafter referred to as FPD), a nitrogen phosphorus detector (NPD), and a mass selective detector (hereinafter referred to as MSD). Among them, FID which is highly sensitive to all organic compounds, FPD which can selectively detect phosphorus compounds, and MSD which can identify and quantify the peak components detected by collecting the mass spectrum of organic compounds are particularly useful.

ガスクロマトグラフィに用いられるキャリヤガスは、一
般的なガスクロマトグラフィ条件である室温〜350℃程
度のカラム温度範囲において、不活性であってかつ高純
度の物質が入手し得るものであれば好適に用い得る。一
般的には、チッ素、水素、ヘリウム、アルゴン、が用い
られる。
The carrier gas used for gas chromatography can be suitably used as long as it is an inert and highly pure substance available in the column temperature range of room temperature to about 350 ° C. which is a general gas chromatography condition. . Generally, nitrogen, hydrogen, helium, or argon is used.

ここで採用するFS−キャピラリカラムの場合も例外では
ないが、キャピラリカラムの場合は水素およびヘリウム
が、そのキャリヤガス流速変化に対するキャピラリカラ
ム分離特性変化の程度がチッ素に比し大幅に小さいので
賞用される。
The case of the FS-capillary column adopted here is no exception, but in the case of the capillary column, hydrogen and helium are highly prized because the degree of change in the separation characteristics of the capillary column with respect to the change in the carrier gas flow rate is significantly smaller than that of nitrogen. Used.

ガスクロマトグラフィにおける分離カラムの温度設定
は、成分分離の観点から極めて重要な条件である。
The temperature setting of the separation column in gas chromatography is a very important condition from the viewpoint of component separation.

まず一定な温度に分離カラムを保って行なう恒温分析を
選ぶか、一定の昇温プログラムに従ってカラム温度を上
昇させながら分離を行なう昇温分析を選ぶかを定めねば
ならない。
First, it is necessary to decide whether to select a constant temperature analysis in which the separation column is kept at a constant temperature, or to select a temperature increase analysis in which the separation is performed while increasing the column temperature according to a constant temperature increase program.

一般的に分離する成分数が少なくかつその成分の沸点範
囲がそれほど広くない場合は恒温分析が選ばれる。分離
する成分数が多くかつ沸点範囲の広い場合、或は成分数
がそれほど多くなくとも沸点範囲が広い場合は昇温分析
が選ばれる。
In general, isothermal analysis is selected when the number of components to be separated is small and the boiling range of the components is not so wide. Temperature rising analysis is selected when the number of components to be separated is large and the boiling point range is wide, or when the number of components is not so large and the boiling point range is wide.

いずれの分析を選ぶにせよ温度条件は使用する分離カラ
ムおよび分析対象試料によりその都度定める必要がある
が、一応の目安として 温度上限は、分離カラムに使用する固定液相の最高
使用温度よりわずかに低い温度 純品に近い成分の分析は、その沸点より20〜50℃低
い温度 分析成分の沸点範囲が100℃以下なら、最低沸点成
分の沸点に近い温度 があげられる(ガスクロマトグラフィーの実際、pp.36
(1978))。
Regardless of which analysis is selected, the temperature conditions must be set each time depending on the separation column used and the sample to be analyzed, but as a rough guideline, the temperature upper limit should be slightly lower than the maximum operating temperature of the stationary liquid phase used for the separation column. Low temperature For the analysis of components close to pure products, the temperature is 20 to 50 ° C lower than the boiling point.If the boiling point range of the analytical component is 100 ° C or less, the temperature close to the boiling point of the lowest boiling component can be mentioned (in gas chromatography, pp .36
(1978)).

本発明の劣化溶媒を対象とする分析では、分離対象成分
数が多いことおよび沸点範囲が広いことから、昇温分析
が選ばれた。
In the analysis for the deteriorated solvent of the present invention, the temperature rising analysis was selected because of the large number of components to be separated and the wide boiling range.

が好ましい条件である。 Is a preferable condition.

抽出溶媒の劣化度の指標として含有量を測定すべき劣化
生成物は、抽出溶媒に照射された放射線量或は抽出溶媒
に吸収された放射線量に比例して含有量が増加する劣化
生成物である必要がある。既に掲げた6区分の劣化生成
物は、抽出溶媒に放射線が照射されて生成するものであ
るため、指標とし得る要件の一部は具備していると云え
る。
The deterioration product whose content should be measured as an index of the degree of deterioration of the extraction solvent is a deterioration product whose content increases in proportion to the radiation dose applied to the extraction solvent or the radiation dose absorbed by the extraction solvent. Need to be Since the 6 categories of degradation products already mentioned are produced by irradiation of the extraction solvent with radiation, it can be said that some of the requirements that can be used as an index are satisfied.

一方、ガスクロマトグラフィに用いる溶出成分の検出器
により含有量を測定するための便宜の面から検討を加え
ると、既に掲げた好適な検出器について、一定の要件を
みたす必要がある。
On the other hand, if a study is added from the viewpoint of convenience for measuring the content by the detector of the eluted component used in gas chromatography, it is necessary to meet certain requirements for the suitable detector already listed.

FIDは、炭素原子および水素原子を基本構成単位とする
有機化合物全般に感度を有するため、指標として用いら
れる劣化生成物は、他の劣化生成物とはっきりと区別さ
れる好ましい保持時間を有することおよびその保持時間
帯において他より目立った増量挙動を示すことが必須で
ある。
Since FID is sensitive to all organic compounds having carbon and hydrogen atoms as basic building blocks, the degradation product used as an indicator has a preferable retention time that is clearly distinguished from other degradation products, and It is indispensable to show more prominent increasing behavior in the holding time.

FPDはリン化合物に特異的に感応するため、リン化合物
でかつ抽出溶媒の主成分であるTBPと明確に区別し得る
保持時間帯に溶出される劣化生成物があれば極めて好都
合である。この条件をみたす劣化生成物の一つは、中性
リン酸エステル誘導体である。
Since FPD is specifically sensitive to phosphorus compounds, it is extremely advantageous if there are degradation products that elute during the retention time period that is clearly distinguishable from TBP, which is the main component of the extraction solvent, which is a phosphorus compound. One of the degradation products that satisfy this condition is a neutral phosphate derivative.

MSDは、特定のフラグメントイオンのみを検出するSelec
ted Ion Monitoring(以下SIMと記す)と呼ばれるイオ
ン検出方法を用いることにより、無数といえる劣化生成
物の中から、所要の劣化生成物を検出し得る利点をも
つ。
MSD is a Selec that detects only specific fragment ions.
By using an ion detection method called ted Ion Monitoring (hereinafter referred to as SIM), there is an advantage that a desired degradation product can be detected from among a myriad of degradation products.

MSDの場合もFPDと同様、特定のフラグメントイオンを生
ずる中性リン酸エステル誘導体が劣化生成物中に存在す
るなら、選択的検出に極めて好都合である。
In the case of MSD as well as FPD, it is extremely convenient for selective detection if a neutral phosphate ester derivative that produces a specific fragment ion is present in the degradation product.

これらの要件を満たす劣化生成物を、無数といえる劣化
生成物の中から検索した結果、この発明において指標と
して用いるリン酸ジブチル=一置換ブチルを選出した。
As a result of searching the deterioration products which satisfy these requirements from the myriad of deterioration products, dibutyl phosphate = monosubstituted butyl used as an index in the present invention was selected.

この成分は抽出溶媒の主成分であるTBPの劣化生成物で
あって、リン酸トリブチルの三つのn−ブチル基の一つ
に、置換基が1個導入された化合物であり、リン酸ジブ
チル=x−オキソブチルおよび一般式 で表される化合物である。
This component is a degradation product of TBP, which is the main component of the extraction solvent, and is a compound in which one substituent is introduced into one of the three n-butyl groups of tributyl phosphate. x-oxobutyl and the general formula Is a compound represented by.

ここにxは2および3であり、xはC1〜C12のアルキ
ル、−OH、−ONO2、−ONO、であって、特に−OH、−ONO
2、が好ましい。具体例を示せば、リン酸ジブチル=2
−オキソブチル、リン酸ジブチル=3−ヒドロキシブチ
ル、リン酸ジブチル=2−(ニトロオキシ)ブチルおよ
びリン酸ジブチル=3−ニトロオキシブチルである。
Where x is 2 and 3, x is C 1 -C 12 alkyl, —OH, —ONO 2 , —ONO, especially —OH, —ONO.
2 , is preferred. To give a specific example, dibutyl phosphate = 2
-Oxobutyl, dibutyl phosphate = 3-hydroxybutyl, dibutyl phosphate = 2- (nitrooxy) butyl and dibutyl phosphate = 3-nitrooxybutyl.

ここに示した化合物群は、TBPよりやや長い保持時間帯
に、他の劣化生成物群とは明確に区別される顕著な増量
挙動をもつピークとしてクロマトグラフにあらわれる。
The compound group shown here appears in the chromatograph as a peak having a remarkable increasing behavior that is clearly distinguished from other deterioration product groups in the retention time period slightly longer than TBP.

これらの化合物はFIDでも明確に存在が判断でき、FPDに
は好感度に感応し、MSDのm/e=99のSIMにおいて極めて
明確に成分の存在が確認できる。このいずれの検出器を
もってしてもその定量は容易である。
The presence of these compounds can be clearly judged by FID, and they are sensitive to FPD, and the existence of components can be confirmed very clearly in SIM of m / e = 99 of MSD. Quantification is easy with any of these detectors.

これら劣化生成物の溶出のために、劣化溶媒試料に加え
られるべき前処理は何一つとして必要としない点に注目
さるべきである。
It should be noted that due to the elution of these degradation products, no pretreatment to be added to the degraded solvent sample is required.

一般式に示した如く、本発明で指標として用いる劣化生
成物は、中性リン酸エステルであるため、ごく一般的な
ガスクロマトグラフィの条件である前掲のガスクロマト
グラフィ条件で容易に気化し分離カラムへ注入され、成
分が溶出される。しかしながら、劣化溶媒は微量とはい
え硝酸を含むため、ガスクロマトグラフのメインテナン
ス頻度減少の観点から劣化溶媒を洗浄することは好まし
い手法である。極めて好都合なことに、上掲のリン酸ジ
ブチル=一置換ブチルは、稀アルカリ洗浄−水洗処理に
よる含有量の減少が殆どみられないことが確認されてい
る。このため、劣化溶媒のガスクロマトグラフィの前
に、簡単な洗浄処理を前処理として加えることもまた可
能である。
As shown in the general formula, since the degradation product used as an index in the present invention is a neutral phosphate ester, it is easily vaporized under the above-mentioned gas chromatography conditions which are the conditions of general gas chromatography, and the separated product is separated into a separation column. It is injected and the components are eluted. However, since the deteriorated solvent contains nitric acid even though it is a trace amount, washing the deteriorated solvent is a preferable method from the viewpoint of reducing the maintenance frequency of the gas chromatograph. Very advantageously, it has been confirmed that dibutyl phosphate = mono-substituted butyl described above shows almost no decrease in content due to dilute alkaline washing-water washing treatment. Therefore, it is also possible to add a simple cleaning treatment as a pretreatment before the gas chromatography of the deteriorated solvent.

以下に本願特許の実施態様を、具体的に実施例として示
すが、本願特許が、これら実施例に限定されるものでな
いことは勿論である。
The embodiments of the patent of the present application will be specifically described below as examples, but it goes without saying that the patent of the present application is not limited to these examples.

実施例1 模擬劣化溶媒の作成 ピューレックス法の一工程を模擬した条件を選んで模擬
劣化溶媒を作成した。
Example 1 Preparation of simulated deteriorated solvent A simulated deteriorated solvent was prepared by selecting conditions simulating one step of the Purex method.

(1)溶媒の調製 TBP(試薬特級)150mlとドデカン(試薬特級)350mlと
をよく混合して溶媒試料とした。
(1) Preparation of solvent TBP (special reagent grade) 150 ml and dodecane (reagent special grade) 350 ml were mixed well to prepare a solvent sample.

(2)γ線照射の前処理 (1)で調製した溶媒試料を、等容の3N硝酸とガラスビ
ン中で、500rpm、10分間かきまぜることにより、硝酸平
衡化させた。
(2) Pretreatment of γ-ray irradiation The solvent sample prepared in (1) was stirred at 500 rpm for 10 minutes in an equal volume of 3N nitric acid and a glass bottle to equilibrate with nitric acid.

(3)γ線照射 (2)の前処理を行なった溶媒相を、内容量500mlのガ
ラス製試薬ビンにいれ、おだやかにかきまぜながら、空
気雰囲気で、総照射線量10×106レントゲン(10メガレ
ントゲン、以下10MRと記す)のγ線を照射した。
(3) γ-irradiation Put the solvent phase pretreated in (2) into a glass reagent bottle with an internal volume of 500 ml and gently stir it in an air atmosphere with a total irradiation dose of 10 × 10 6 roentgen (10 mega X-rays, hereinafter referred to as 10 MR) were irradiated.

γ線の照射は、(財)放射線照射振興協会・高崎事業所
に委託して実施した。
Irradiation of γ-rays was outsourced to the Association for the Promotion of Radiation Irradiation and Takasaki Plant.

線源は60Coであった。The source was 60 Co.

(4)γ線照射溶媒の後処理 γ線照射が終った溶媒から、測定に供する試料15mlを採
取したあと、次に記す後処理を行なった。
(4) Post-treatment of γ-ray irradiation solvent After collecting 15 ml of a sample for measurement from the solvent after γ-ray irradiation, the following post-treatment was performed.

等容の1N水酸化ナトリウム水溶液で2回洗浄する。
洗浄は、ガラスビン中で、500rpm、10分間のかきまぜに
より行なう。
Wash twice with an equal volume of 1N aqueous sodium hydroxide.
Washing is performed by stirring in a glass bottle at 500 rpm for 10 minutes.

アルカリ洗浄後の溶媒相を、等容の0.2N硝酸で中和
する。中和はガラスビス中で、500rpm、10分間のかきま
ぜにより行なう。
The solvent phase after alkali washing is neutralized with an equal volume of 0.2N nitric acid. Neutralization is carried out in glass screw by stirring at 500 rpm for 10 minutes.

中和後の溶媒相を、(2)に記した方法により硝酸
平衡化する。
The solvent phase after neutralization is equilibrated with nitric acid by the method described in (2).

(5)(2)〜(4)の操作をくり返し、γ線の総照射
線量が、10MR、20MR、30MR、40MR、50MR、60MR、70MR、
80MR、90MR、および100MR、の10種の模擬劣化溶媒を作
成した。
(5) Repeat operations (2) to (4) until the total irradiation dose of γ-rays is 10MR, 20MR, 30MR, 40MR, 50MR, 60MR, 70MR,
Ten simulated degradation solvents of 80MR, 90MR, and 100MR were created.

実施例2 模擬劣化溶媒のガスクロマトグラフィ FIDを装備したガスクロマトグラフに低極性固定液相を
もつ、長さ12.5m、内径0.33mm、膜厚0.50μmのFS−キ
ャピラリカラムを装着し、カラム恒温槽の温度を、100
℃(8分間保持)−3℃/分で260℃まで昇温−260℃保
持のプログラム制御で昇温させ、ヘリウムをキャリヤガ
スとするスプリット方式で試料を注入して、模擬劣化溶
媒のガスクロマトグラフィを行なった。1試料の分析時
間は試料注入から成分溶出完了後のカラム恒温槽降温お
よびデータプロセッサにより分析データ作成までに90分
で十分であった。
Example 2 Gas Chromatography of Simulated Degraded Solvent A gas chromatograph equipped with a FID was equipped with an FS-capillary column having a low polarity stationary liquid phase, a length of 12.5 m, an inner diameter of 0.33 mm, and a film thickness of 0.50 μm, and a column thermostat was used. Temperature, 100
℃ (hold for 8 minutes) -Up to 260 ℃ at -3 ℃ / min, the temperature is raised by program control of ‐260 ℃ hold, sample is injected by split method using helium as carrier gas, and gas chromatography of simulated deterioration solvent Was done. The analysis time for one sample was 90 minutes from the injection of the sample to the temperature decrease in the column constant temperature bath after completion of the component elution and the creation of analysis data by the data processor.

第1図に示したガスクロマトグラム上にナンバーリング
を施した4本のピークが、溶媒の主成分であるTBPより
やや長い保持時間帯に、明確な増量挙動を伴なって溶出
されることを見出した。
It was found that the four numbered peaks on the gas chromatogram shown in Fig. 1 were eluted with a clear increase in the retention time, which is slightly longer than that of TBP, which is the main component of the solvent. It was

第2図に4本のピークに対応する成分の、トリデカンを
内部標準物質とする含有量測定結果を示した。4成分と
も、γ線の総照射線量の増加に対応した含有量の増加挙
動を示すことが確認された。
FIG. 2 shows the results of measuring the contents of the components corresponding to the four peaks, using tridecane as the internal standard substance. It was confirmed that all four components show the behavior of increasing the content corresponding to the increase of the total irradiation dose of γ rays.

実施例3 模擬劣化溶媒のH−ナンバー測定 次に記す手順で模擬劣化溶媒のH−ナンバーの測定を行
なった。
Example 3 H-number measurement of simulated deteriorated solvent The H-number of the simulated deteriorated solvent was measured by the procedure described below.

等容の1N水酸化ナトリウム水溶液洗浄。 Wash an equal volume of 1N sodium hydroxide solution.

洗浄は、300往復/分、5分間のシェーカーによる振と
うにより行なう。
Washing is performed by shaking with a shaker for 300 reciprocations / minute for 5 minutes.

3000rpm、1時間の遠心分離による油水分離。 Oil-water separation by centrifugation at 3000 rpm for 1 hour.

〜のくり返し。 Repeated.

等容の0.2N硝酸による中和。中和は、300往復/
分、5分間のシェーカーによる振とうにより行なう。
Neutralization with an equal volume of 0.2N nitric acid. Neutralization is 300 round trips /
Minutes, shaking by a shaker for 5 minutes.

等容の3N硝酸による硝酸平衡化。硝酸平衡化は、30
0往復/分、5分間のシェーカーによる振とうにより行
なう。
Equilibration of nitric acid with an equal volume of 3N nitric acid. Nitric acid equilibration is 30
Shake with a shaker for 0 round trips / min for 5 minutes.

等容の10-3Mハフニウム/3N硝酸標準溶液を用いるハ
フニウムの抽出平衡化。抽出平衡化は、300往復/分、1
5分間のシェーカーによる振とうにより行なう。
Extraction equilibration of hafnium with an equal volume of 10 -3 M hafnium / 3N nitric acid standard solution. Extraction equilibration is 300 round trips / min, 1
Shake for 5 minutes on a shaker.

等容の3N硝酸による硝酸洗浄。洗浄は、300往復/
分、5分間のシェーカーによる振とうにより行なう。
Nitric acid cleaning with an equal volume of 3N nitric acid. 300 round trips for cleaning
Minutes, shaking by a shaker for 5 minutes.

洗浄は、6回くり返して行なう。The washing is repeated 6 times.

溶媒相中のハフニウム量を、アルゴン誘導結合プラ
ズマ発光分光分析法により定量する。
The amount of hafnium in the solvent phase is quantified by argon inductively coupled plasma emission spectroscopy.

で得たハフニウムの定量結果から、H−ナンバー
を算出する。
The H-number is calculated from the hafnium quantification result obtained in step.

第3図にγ線の総照射線量の増加に対するH−ナンバー
の増加挙動を示した。
FIG. 3 shows the increase behavior of the H-number with respect to the increase of the total irradiation dose of γ rays.

第2図に示した4成分の含有量増加挙動と第3図に示し
たH−ナンバーの増加挙動はよく対応しており、4成分
のうちの1成分および/又は他の3成分が溶媒劣化指標
であるH−ナンバーと同様、溶媒劣化指標として有用で
あることが確認された。
The behavior of increasing the content of the four components shown in FIG. 2 and the behavior of increasing the H-number shown in FIG. 3 correspond well, and one of the four components and / or the other three components are solvent-degraded. It was confirmed that it is useful as a solvent deterioration index, like the H-number, which is an index.

更に、H−ナンバーの測定に要する時間は、H−ナンバ
ーの算出までに、約8時間を要し、実施例2に記したガ
スクロマトグラフィによる4成分の分析時間90分と比較
して、如何に長時間であるかがはっきりする。
Further, the time required to measure the H-number required about 8 hours until the calculation of the H-number, and how was the analysis time for the four components by gas chromatography described in Example 2 90 minutes? It is clear if it is a long time.

実施例4 ガスクロマトグラフィによる模擬劣化溶媒中の劣化生成
物分析の精度と模擬劣化溶媒のH−ナンバー測定の精度
の比較。
Example 4 Comparison of accuracy of degradation product analysis in simulated deteriorated solvent by gas chromatography and accuracy of H-number measurement of simulated deteriorated solvent.

(1)模擬劣化溶媒の作成 実施例1−(1)および−(2)の処理を施した溶媒試
料を3個のガラス製試薬ビンに分注し、総照射線量25M
R、50MR、および100MRのγ線を照射し、3種の模擬劣化
溶媒を作成した。
(1) Preparation of simulated deteriorated solvent The solvent sample subjected to the treatments of Examples 1- (1) and-(2) was dispensed into three glass reagent bottles, and the total irradiation dose was 25M.
Irradiation with γ-rays of R, 50 MR, and 100 MR produced three kinds of simulated deteriorated solvents.

γ線の照射は、実施例1−(3)に記した通りに実施し
た。
Irradiation with γ rays was performed as described in Example 1- (3).

(2)ガスクロマトグラフィによる劣化生成物の分析 実施例2に記したガスクロマトグラフィ条件をそのまま
適用し、模擬劣化溶媒中の4成分の分析を、1種の模擬
劣化溶媒につき5回くり返して行ない、分析値は統計処
理を行なった。結果を第1表に示した。
(2) Analysis of Degraded Products by Gas Chromatography The gas chromatography conditions described in Example 2 were applied as they were, and the analysis of the four components in the simulated degraded solvent was repeated 5 times for each simulated degraded solvent. The values were statistically processed. The results are shown in Table 1.

(3)H−ナンバーの測定 (3)H−ナンバーの測定 実施例3に記した手順を、そのまま適用して、1種の模
擬劣化溶媒につき5試料を採取して、H−ナンバーを測
定した。
(3) H-number measurement (3) Measurement of H-number The procedure described in Example 3 was applied as it was, and 5 samples were taken for each of the simulated deteriorated solvents to measure the H-number.

結果を、第2表に示した。ここには、H−ナンバーを算
出する基礎データとなるハフニウムの分析値を示した。
分析値は統計処理を行なった。
The results are shown in Table 2. Here, the analysis value of hafnium which is the basic data for calculating the H-number is shown.
The analytical values were statistically processed.

第1表および第2表に示した分析結果を比較すると、H
−ナンバーを溶媒劣化指標として測定するのに対して、
ガスクロマトグラフィにより劣化生成物のうちの特定の
成分の一成分および/又は数成分を測定する方法が、よ
り精度が高いことがわかる。
Comparing the analysis results shown in Table 1 and Table 2,
-While the number is measured as a solvent deterioration index,
It can be seen that the method of measuring one component and / or several components of the specific component of the degradation product by gas chromatography has higher accuracy.

実施例5 ガスクロマトグラフィーマススペクトロメトリ(以下GC
−MS法と記す)による劣化生成物4成分の同定 実施例2に記した模擬劣化溶媒のガスクロマトグラフィ
を、検出器をマススペクトログラフ であるMSDにかえて行なう、いわゆるGC−MS法で実施
し、劣化生成物のうちの4成分のマススペクトルを得
た。
Example 5 Gas Chromatography Mass Spectrometry (hereinafter GC
-MS method)) Identification of four components of deterioration products The gas chromatography of the simulated deterioration solvent described in Example 2 was carried out using a mass spectrograph as a detector. This was carried out by the so-called GC-MS method, which was carried out in place of MSD, and a mass spectrum of four components of the deteriorated product was obtained.

マススペクトルの解読の結果、4成分は次の通り同定さ
れた。この結果は、別途合成した標品のマススペクトル
と一致することにより確認された。
As a result of deciphering the mass spectrum, the four components were identified as follows. This result was confirmed by agreement with the mass spectrum of the separately synthesized standard product.

(1)ピークの成分: リン酸ジブチル=2−オキソブチル (2)ピークの成分: リン酸ジブチル=3−ヒドロキシブチル (3)ピークの成分: リン酸ジブチル=2−(ニトロオキシ)ブチル (4)ピークの成分: リン酸ジブチル=3−(ニトロオキシ)ブチルマススペ
クトル解読の結果を第3表−(1)および第3表−
(2)に示した。
(1) Peak component: dibutyl phosphate = 2-oxobutyl (2) Peak component: dibutyl phosphate = 3-hydroxybutyl (3) Peak component: dibutyl phosphate = 2- (nitrooxy) butyl (4) Peak Ingredients: Dibutyl phosphate = 3- (nitrooxy) butyl mass The results of the spectrum analysis are shown in Table 3- (1) and Table 3-
It is shown in (2).

<発明の効果> 本発明により、迅速、正確かつすぐれた測定再現性を有
する抽出溶媒の劣化度測定方法が提 供される。本発明の測定方法に用いられる分析機器はガ
スクロマトグラフであり、分析のインライン化が可能で
あるため、使用済核燃料の再処理プロセスに使用されて
いる抽出溶媒の動的な劣化度管理に有用な測定方法を提
供するものといえる。
<Advantages of the Invention> According to the present invention, a method for measuring the degree of deterioration of an extraction solvent, which is fast, accurate, and has excellent measurement reproducibility, is proposed. Be served. The analytical instrument used in the measurement method of the present invention is a gas chromatograph, and since in-line analysis is possible, it is useful for dynamic deterioration degree management of the extraction solvent used in the reprocessing process of spent nuclear fuel. It can be said that it provides a measurement method.

【図面の簡単な説明】 第1図は、模擬劣化溶媒のガスクロマトグラムである。 第2図は、4本のピークに対応する成分の含有量とγ線
の照射線量との関係図である。 第3図は、模擬劣化溶媒のH−ナンバーとγ線の照射線
量との関係図である。
BRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS FIG. 1 is a gas chromatogram of a simulated deteriorated solvent. FIG. 2 is a diagram showing the relationship between the content of the components corresponding to the four peaks and the γ-ray irradiation dose. FIG. 3 is a relationship diagram between the H-number of the simulated deteriorated solvent and the irradiation dose of γ rays.

フロントページの続き (72)発明者 重岡 憲一郎 千葉県市原市姉崎海岸5―1 住友化学工 業株式会社内 (72)発明者 秋山 孝夫 茨城県那珂郡東海村大字村松4番地33 動 力炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (72)発明者 和田 幸男 茨城県那珂郡東海村大字村松4番地33 動 力炉・核燃料開発事業団東海事業所内 (72)発明者 鈴木 康夫 茨城県那珂郡東海村大字村松4番地33 動 力炉・核燃料開発事業団東海事業所内Front Page Continuation (72) Inventor Kenichiro Shigeoka 5-1 Anezaki Kaigan, Ichihara, Chiba Prefecture Sumitomo Chemical Co., Ltd. (72) Inventor Takao Akiyama 4-3 Muramatsu, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki 33 Power reactor and nuclear fuel Development Corp.Tokai Plant (72) Inventor Yukio Wada 4-3 Muramatsu, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki Prefecture 33 Power Reactor / Nuclear Fuel Development Corp.Tokai Plant (72) Inventor Yasuo Suzuki, Tokai-mura, Naka-gun, Ibaraki Prefecture No. 4 33 Reactor / Nuclear Fuel Development Corporation Tokai Works

Claims (1)

【特許請求の範囲】[Claims] 【請求項1】ピューレックス法に使用されている抽出溶
媒中の劣化生成物であるリン酸ジブチル=一置換ブチル
としてリン酸ジブチル=2−オキソブチル、リン酸ジブ
チル=3−ヒドロキシブチル、リン酸ジブチル=2−
(ニトロオキシ)ブチルおよびリン酸ジブチル=3−
(ニトロオキシ)ブチルから選ばれた一成分ないし四成
分の含有量を何らの前処理をも施すことなくガスクロマ
トグラフ法により測定することを特徴とする抽出溶媒の
劣化度測定方法。
1. Dibutyl phosphate = mono-substituted butyl dibutyl phosphate = 2-oxobutyl, dibutyl phosphate = 3-hydroxybutyl, dibutyl phosphate as a degradation product in the extraction solvent used in the Purex method. = 2-
(Nitrooxy) butyl and dibutyl phosphate = 3-
A method for measuring the degree of deterioration of an extraction solvent, which comprises measuring the content of one or four components selected from (nitrooxy) butyl by gas chromatography without any pretreatment.
JP13602388A 1988-06-01 1988-06-01 Degradation method of extraction solvent Expired - Fee Related JPH0726949B2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13602388A JPH0726949B2 (en) 1988-06-01 1988-06-01 Degradation method of extraction solvent

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
JP13602388A JPH0726949B2 (en) 1988-06-01 1988-06-01 Degradation method of extraction solvent

Publications (2)

Publication Number Publication Date
JPH01304353A JPH01304353A (en) 1989-12-07
JPH0726949B2 true JPH0726949B2 (en) 1995-03-29

Family

ID=15165379

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
JP13602388A Expired - Fee Related JPH0726949B2 (en) 1988-06-01 1988-06-01 Degradation method of extraction solvent

Country Status (1)

Country Link
JP (1) JPH0726949B2 (en)

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP2508335B2 (en) * 1990-01-18 1996-06-19 株式会社島津製作所 Nuclear fuel reprocessing process management method
US6310052B1 (en) 1996-06-04 2001-10-30 Queen's University At Kingston Nitrate esters and their use for neurological conditions
US5807847A (en) * 1996-06-04 1998-09-15 Queen's University At Kingston Nitrate esters

Also Published As

Publication number Publication date
JPH01304353A (en) 1989-12-07

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Horwitz et al. Separation and preconcentration of actinides by extraction chromatography using a supported liquid anion exchanger: application to the characterization of high-level nuclear waste solutions
Kołacińska et al. Automation of sample processing for ICP-MS determination of 90Sr radionuclide at ppq level for nuclear technology and environmental purposes
Grate et al. Automated extraction chromatographic separations of actinides using separation-optimized sequential injection techniques
Roach et al. The need for speed–Burnup determination of spent nuclear fuel
Gautier et al. Zr and U determination at trace level in simulated deep groundwater by Q ICP-MS using extraction chromatography
Song et al. Method for sequential determination of 55Fe and 63Ni in leaching solution from cement solidification
Davarkhah et al. Selective separation of yttrium (III) through a liquid membrane system using 2-thenoyltrifluoroacetone as an extractant carrier
Guseva et al. An 227 Ac-211 Pb generator for test experiments of solution chemistry of element 114
JPH0726949B2 (en) Degradation method of extraction solvent
Zhu et al. Tandem quadrupole inductively coupled plasma mass spectrometry for the quantitative and isotopic analysis of rare earth elements and radionuclides
CN106841468A (en) The analysis method of azide ion or nitrite anions in complicated nitric acid system
Dolique et al. Fast method for the determination of radiostrontium and plutonium isotopes in food samples
Coleman et al. Activation analysis. A review
Sreenivasulu et al. Recovery of actinides from acidic waste solutions generated in research facilities using adsorption and extraction techniques
Steeb et al. Age-dating methodology for 137Cs ceramic sources
Sastri et al. Simultaneous determination of boron and lithium by charged particle activation analysis
Mahmoud et al. Rapid separation of americium from complex matrices using solvent impregnated triazine extraction chromatography resins
Zhang et al. Determination of uranium isotopes in marine sediments and seawaters by SF ICP-MS after rapid chemical separation using TK200 resin
Cripps et al. Quick analytical method for the determination of iodide and iodate ions in aqueous solutions
McAlister et al. A method for the separation of beryllium from spectral interfering elements in inductively coupled plasma-atomic emission spectroscopic analysis
Wang et al. Determination of Am full isotope compositions (241Am, 242Am, 243Am) at trace level by multiple-collector-ICP-MS with a desolvation device for sample introduction
Louie et al. Measurement of distribution coefficients on TODGA resin and development of a group separation for mixed activation and fission product samples
Li et al. Radiolysis products and degradation mechanism studies on di-1-methyl heptyl methyl phosphonate
Bucur et al. 14C release from TRIGA irradiated graphite
Settle Peer Reviewed: analytical chemistry and the manhattan project

Legal Events

Date Code Title Description
R250 Receipt of annual fees

Free format text: JAPANESE INTERMEDIATE CODE: R250

LAPS Cancellation because of no payment of annual fees