JPH0727072B2 - 放射性ヨウ素イオンの除去方法 - Google Patents
放射性ヨウ素イオンの除去方法Info
- Publication number
- JPH0727072B2 JPH0727072B2 JP3238740A JP23874091A JPH0727072B2 JP H0727072 B2 JPH0727072 B2 JP H0727072B2 JP 3238740 A JP3238740 A JP 3238740A JP 23874091 A JP23874091 A JP 23874091A JP H0727072 B2 JPH0727072 B2 JP H0727072B2
- Authority
- JP
- Japan
- Prior art keywords
- solution
- ion
- reaction
- bismuth oxide
- iodine
- 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 - Lifetime
Links
Landscapes
- Removal Of Specific Substances (AREA)
Description
【0001】
【産業上の利用分野】本発明は放射性ヨウ素イオンの除
去方法に関し、例えば原子力発電プラントにおいて生ず
る放射性廃液中のヨウ素イオンを除去するのに適してい
る。
去方法に関し、例えば原子力発電プラントにおいて生ず
る放射性廃液中のヨウ素イオンを除去するのに適してい
る。
【0002】
【従来の技術】原子炉発電プラントにおいて、原子炉中
での核分裂により生ずる放射性ヨウ素ガスは、燃料の検
査、交換の場合、更に燃料取扱い時の事故や原子炉暴走
事故によって突発的に放出される危険性があり、また燃
料再処理プラントの運転時にも連続的に放出される可能
性がある。こうした種々の事態に対し、放射性ヨウ素ガ
スの処理法として、洗浄処理方式、固体吸着剤充填によ
る物理・化学的処理方式、イオン交換剤による処理など
が検討されている。
での核分裂により生ずる放射性ヨウ素ガスは、燃料の検
査、交換の場合、更に燃料取扱い時の事故や原子炉暴走
事故によって突発的に放出される危険性があり、また燃
料再処理プラントの運転時にも連続的に放出される可能
性がある。こうした種々の事態に対し、放射性ヨウ素ガ
スの処理法として、洗浄処理方式、固体吸着剤充填によ
る物理・化学的処理方式、イオン交換剤による処理など
が検討されている。
【0003】
【発明が解決しようとする課題】しかしながら、液体吸
着剤による洗浄処理方式では、これを液体のまま長期間
貯蔵するのでは(半減期は1700万年)、量的にも、ま
た安全上も問題が多い。また、固体吸着剤充填による物
理・化学的処理方式では、捕捉されたヨウ素は、他のガ
スとの交換の可能性に常に曝されており、また温度が上
昇すると容易に吸着物を放出するという難点がある。更
に、イオン交換剤による処理方式では、交換樹脂の耐熱
安定性が保たれるのは100℃程度までであり、これよ
り高温では十分な性能を発揮しない。また、それ自身が
可燃性であることから、安全管理上難点がある。
着剤による洗浄処理方式では、これを液体のまま長期間
貯蔵するのでは(半減期は1700万年)、量的にも、ま
た安全上も問題が多い。また、固体吸着剤充填による物
理・化学的処理方式では、捕捉されたヨウ素は、他のガ
スとの交換の可能性に常に曝されており、また温度が上
昇すると容易に吸着物を放出するという難点がある。更
に、イオン交換剤による処理方式では、交換樹脂の耐熱
安定性が保たれるのは100℃程度までであり、これよ
り高温では十分な性能を発揮しない。また、それ自身が
可燃性であることから、安全管理上難点がある。
【0004】かゝる観点から、溶液中の放射性ヨウ素イ
オンを他の元素と反応させて安定な化合物として取り出
し保存しようという試み(固化法)も検討されている。こ
の方法は、NaI溶液中に酸化ビスマス(α-Bi2O3)を
加えて反応させ、溶液中のヨウ素イオンをα-Bi5O7I
に変えて取り出すというものである。この反応では、ヨ
ウ素イオンと共存する陽イオン(Na+)も重要な働きをし
ている。もし、NH4I溶液中にα-Bi2O3を加えてヨ
ウ素イオンと反応させても、生成物はα-Bi5O7I単一
相ではない。その原因は、ヨウ素イオンと共存していた
陽イオン
オンを他の元素と反応させて安定な化合物として取り出
し保存しようという試み(固化法)も検討されている。こ
の方法は、NaI溶液中に酸化ビスマス(α-Bi2O3)を
加えて反応させ、溶液中のヨウ素イオンをα-Bi5O7I
に変えて取り出すというものである。この反応では、ヨ
ウ素イオンと共存する陽イオン(Na+)も重要な働きをし
ている。もし、NH4I溶液中にα-Bi2O3を加えてヨ
ウ素イオンと反応させても、生成物はα-Bi5O7I単一
相ではない。その原因は、ヨウ素イオンと共存していた
陽イオン
【化1】 NH4 + にあると思われる。
【0005】本発明は、上記従来技術の問題点を解決
し、KI溶液やLiI溶液中に含まれる放射性ヨウ素イ
オンに酸化ビスマスを反応させてBi5O7I単一相のみ
を生成させ、固定化して効率的に除去し得る方法を提供
することを目的とするものである。
し、KI溶液やLiI溶液中に含まれる放射性ヨウ素イ
オンに酸化ビスマスを反応させてBi5O7I単一相のみ
を生成させ、固定化して効率的に除去し得る方法を提供
することを目的とするものである。
【0006】
【課題を解決するための手段】前記課題を解決するた
め、本発明者は、放射性ヨウ素イオンに酸化ビスマスを
反応させても、Bi5O7I単一相のみを生成し、他の化
合物が生成しない条件について鋭意研究を重ねた結果、
ここに本発明を完成したものである。
め、本発明者は、放射性ヨウ素イオンに酸化ビスマスを
反応させても、Bi5O7I単一相のみを生成し、他の化
合物が生成しない条件について鋭意研究を重ねた結果、
ここに本発明を完成したものである。
【0007】すなわち、本発明は、KI及びLiI溶液
中に含まれる放射性ヨウ素イオンと酸化ビスマス(α-B
i2O3)とを、酸化ビスマスのグラム分子数とヨウ素イオ
ンのグラムイオン数との比がKI溶液の場合には4:1
から1:4の間に、LiI溶液の場合には5:2から
1:2の間に調整して直接反応させ、放射性ヨウ素イオ
ンをα-Bi5O7Iとして固定化して除去することを特徴
とするものである。
中に含まれる放射性ヨウ素イオンと酸化ビスマス(α-B
i2O3)とを、酸化ビスマスのグラム分子数とヨウ素イオ
ンのグラムイオン数との比がKI溶液の場合には4:1
から1:4の間に、LiI溶液の場合には5:2から
1:2の間に調整して直接反応させ、放射性ヨウ素イオ
ンをα-Bi5O7Iとして固定化して除去することを特徴
とするものである。
【0008】以下に本発明を更に詳述する。
【0009】
【0010】酸化ビスマスにはα−、β−、γ−、δ−
相の多形があり、α形が低温安定相、δ相が高温安定相
で他は準安定相である。またBi5O7Iにもα、βの多
形がある。以下においてBi2O3及びBi5O7Iと記すも
のは、いずれもα形の化合物を表わす。
相の多形があり、α形が低温安定相、δ相が高温安定相
で他は準安定相である。またBi5O7Iにもα、βの多
形がある。以下においてBi2O3及びBi5O7Iと記すも
のは、いずれもα形の化合物を表わす。
【0011】ビスマス(Bi)と酸素(O)とヨウ素(I)の
化合物としては、α-Bi5O7I、β-Bi5O7I、Bi7O
9I3、Bi4O5I2、BiOIの五種類の化合物が報告さ
れている。これらはそれぞれ異なった結晶構造を有し、
常温で固体である。これらの化合物の中で、α-Bi5O7
Iは水と熱に対して最も安定であり、例えば、非酸性溶
液中(25℃)で分解して出てくるヨウ素イオンの濃度は
約10-17mol・dm-3くらいであり、極めて微量である。
また、空気中での加熱に対しては約550℃くらいまで
安定であり、これらの安定度は、他の方法と比べると比
較にならないほど高い。
化合物としては、α-Bi5O7I、β-Bi5O7I、Bi7O
9I3、Bi4O5I2、BiOIの五種類の化合物が報告さ
れている。これらはそれぞれ異なった結晶構造を有し、
常温で固体である。これらの化合物の中で、α-Bi5O7
Iは水と熱に対して最も安定であり、例えば、非酸性溶
液中(25℃)で分解して出てくるヨウ素イオンの濃度は
約10-17mol・dm-3くらいであり、極めて微量である。
また、空気中での加熱に対しては約550℃くらいまで
安定であり、これらの安定度は、他の方法と比べると比
較にならないほど高い。
【0012】本発明においては、KI溶液又はLiI溶
液を用いて、溶液中の放射性ヨウ素イオンと酸化ビスマ
ス(α-Bi2O3)とを反応させて、Bi5O7I単一相に変
化させ、これを溶液と分離して保存するものである。こ
の反応は次式によって進行する。
液を用いて、溶液中の放射性ヨウ素イオンと酸化ビスマ
ス(α-Bi2O3)とを反応させて、Bi5O7I単一相に変
化させ、これを溶液と分離して保存するものである。こ
の反応は次式によって進行する。
【0013】 5α-Bi2O3+2I-+H2O→2α-Bi5O7I+2OH- …(1)
【0014】この化学反応を行うに当たって、生成物が
Bi5O7Iのみであって、他の化合物が生成しないよう
にするためには、反応に関与する酸化ビスマスのグラム
分子数とヨウ素イオンのグラムイオン数との比を、KI
溶液の場合には4:1〜1:4の間に、そしてLiI溶
液の場合には5:2から1:2の間に調整する必要があ
る。ヨウ素の割合がこれより多くても、また、少なくて
も、Bi5O7I以外の化合物が成長するようになる。
Bi5O7Iのみであって、他の化合物が生成しないよう
にするためには、反応に関与する酸化ビスマスのグラム
分子数とヨウ素イオンのグラムイオン数との比を、KI
溶液の場合には4:1〜1:4の間に、そしてLiI溶
液の場合には5:2から1:2の間に調整する必要があ
る。ヨウ素の割合がこれより多くても、また、少なくて
も、Bi5O7I以外の化合物が成長するようになる。
【0015】また、本発明によれば、ヨウ素イオンと共
存する陽イオンの種類が
存する陽イオンの種類が
【化2】 Na+ ではなく、
【化3】 K+ や
【化4】 Li+ であっても、或いはそれらが共存していても、Bi5O7
I単一相による固化が可能である。しかも、Bi5O7I
のみが生成するための条件(酸化ビスマスのグラム分子
数とヨウ素イオンのグラムイオン数と比)の上限も、K
I溶液のときには1:4であり、NaI溶液のときの上
限(1:2)よりも大きく、Bi5O7Iが安定に成長でき
る範囲が、より広い。
I単一相による固化が可能である。しかも、Bi5O7I
のみが生成するための条件(酸化ビスマスのグラム分子
数とヨウ素イオンのグラムイオン数と比)の上限も、K
I溶液のときには1:4であり、NaI溶液のときの上
限(1:2)よりも大きく、Bi5O7Iが安定に成長でき
る範囲が、より広い。
【0016】次に本発明の実施例を示す。
【0017】
【実施例1】酸化ビスマス(Bi2O3)約233mg(5×1
0-4グラム分子)と0.2mol・dm-3のヨウ化カリウム溶
液1000μl(2×10-4グラムイオン)を、蓋付き容
器に入れて密閉し恒温槽中にて25℃及び50℃で反応
させた。撹拌はしない。一定時間経過後、固体を溶液と
分離し乾燥した後、粉末X線回折法で同定した。これを
反応前の固体(Bi2O3)の粉末X線回折パターンと比較
することによって反応の進み具合を調べた。化学式(1)
に従って、反応が完了するとBi2O3の残存量は零にな
り、X線回折パターンは消滅するはずであり、その例を
図1のA(反応前)、B(反応後)に示す。
0-4グラム分子)と0.2mol・dm-3のヨウ化カリウム溶
液1000μl(2×10-4グラムイオン)を、蓋付き容
器に入れて密閉し恒温槽中にて25℃及び50℃で反応
させた。撹拌はしない。一定時間経過後、固体を溶液と
分離し乾燥した後、粉末X線回折法で同定した。これを
反応前の固体(Bi2O3)の粉末X線回折パターンと比較
することによって反応の進み具合を調べた。化学式(1)
に従って、反応が完了するとBi2O3の残存量は零にな
り、X線回折パターンは消滅するはずであり、その例を
図1のA(反応前)、B(反応後)に示す。
【表1】 に示した結果から明らかなように、反応速度は温度によ
って多少異なるが、50℃では48時間以内に反応が完
了し、Bi5O7I単一相が得られている。25℃ではこ
の単一相を得るには更に時間を要する。
って多少異なるが、50℃では48時間以内に反応が完
了し、Bi5O7I単一相が得られている。25℃ではこ
の単一相を得るには更に時間を要する。
【0018】
【実施例2】酸化ビスマス(Bi2O3)約233mg(5×1
0-4グラム分子)と0.8mol・dm-3のヨウ化カリウム溶
液250μl(2×10-4グラムイオン)を50℃で反応
させて進行具合を調べた。実験の手順は実施例1と同じ
である。
0-4グラム分子)と0.8mol・dm-3のヨウ化カリウム溶
液250μl(2×10-4グラムイオン)を50℃で反応
させて進行具合を調べた。実験の手順は実施例1と同じ
である。
【表2】 に示した結果から明らかなように、反応は24時間以内
に完了し、Bi5O7I単一相が得られた。
に完了し、Bi5O7I単一相が得られた。
【0019】
【実施例3】酸化ビスマス(Bi2O3)約233mgと様々
な濃度のヨウ化カリウム溶液1000μlを50℃で9
6時間反応させた結果を
な濃度のヨウ化カリウム溶液1000μlを50℃で9
6時間反応させた結果を
【表3】 に示す。本発明範囲内の条件の場合にBi5O7I単一相
が得られることがわかる。
が得られることがわかる。
【0020】
【実施例4】酸化ビスマス(Bi2O3)約233mgと様々
な濃度のヨウ化カリウム溶液250μlを50℃で48
間反応させた結果を
な濃度のヨウ化カリウム溶液250μlを50℃で48
間反応させた結果を
【表4】 に示す。本発明範囲内の条件の場合にBi5O7I単一相
が得られることがわかる。
が得られることがわかる。
【0021】
【実施例5】酸化ビスマス(Bi2O3)約233mgと様々
な濃度のヨウ化リチウム溶液1000μlを50℃で9
6間反応させた結果を
な濃度のヨウ化リチウム溶液1000μlを50℃で9
6間反応させた結果を
【表5】 に示す。本発明範囲内の条件の場合にBi5O7I単一相
が得られることがわかる。
が得られることがわかる。
【0022】
【実施例6】ヨウ素イオンの反応率を調べるために、酸
化ビスマス(Bi2O3)約255mg(5.5×10-4グラム
分子)と0.2mol・dm-3のヨウ化カリウム溶液及びヨウ
化リウム溶液1000μl(2×10-4グラムイオン)を
50℃で72時間反応させた後、溶液中に残存するヨウ
素イオンの濃度分析した。その結果、反応後に残存した
ヨウ素イオン濃度は、KI溶液の場合は反応前の容液の
濃度の0.32%で、LiI溶液の場合は反応前の溶液の
濃度の0.23%であった。これ以外のヨウ素イオンは
すべて固体に変化したものと考えられる。
化ビスマス(Bi2O3)約255mg(5.5×10-4グラム
分子)と0.2mol・dm-3のヨウ化カリウム溶液及びヨウ
化リウム溶液1000μl(2×10-4グラムイオン)を
50℃で72時間反応させた後、溶液中に残存するヨウ
素イオンの濃度分析した。その結果、反応後に残存した
ヨウ素イオン濃度は、KI溶液の場合は反応前の容液の
濃度の0.32%で、LiI溶液の場合は反応前の溶液の
濃度の0.23%であった。これ以外のヨウ素イオンは
すべて固体に変化したものと考えられる。
【0023】実施例1、2の結果から明らかなように、
原料固体と反応溶液の容積比を変えると反応速度も変化
する。溶液の容積が増すと反応速度は遅くなっている。
また、実施例3、4、5の結果から明らかなように、B
i5O7Iのみが生成するのに必要な条件はBi2O3のグラ
ム分子数とI-のグラムイオン数との比を一定の範囲内
に保つことであることが確認された。
原料固体と反応溶液の容積比を変えると反応速度も変化
する。溶液の容積が増すと反応速度は遅くなっている。
また、実施例3、4、5の結果から明らかなように、B
i5O7Iのみが生成するのに必要な条件はBi2O3のグラ
ム分子数とI-のグラムイオン数との比を一定の範囲内
に保つことであることが確認された。
【0024】
【発明の効果】以上述べたように、本発明によれば、溶
液中に存在する放射性ヨウ素イオンを酸化ビスマスと反
応させてBi5O7I単体相のみとして取り出すことがで
き、99%以上を固体として除去できる。また水や熱や
種々のガスなどに対する安定性が著しく改善される。し
かも、この化合物は固体結晶であるので、量的にも嵩張
らず保存や取扱いが容易である。
液中に存在する放射性ヨウ素イオンを酸化ビスマスと反
応させてBi5O7I単体相のみとして取り出すことがで
き、99%以上を固体として除去できる。また水や熱や
種々のガスなどに対する安定性が著しく改善される。し
かも、この化合物は固体結晶であるので、量的にも嵩張
らず保存や取扱いが容易である。
【図1】粉末X線回折パターンを示す図で、Aは原料
(Bi2O3)の場合、Bは生成物がBi5O7Iのみの場合で
ある。
(Bi2O3)の場合、Bは生成物がBi5O7Iのみの場合で
ある。
Claims (1)
- 【請求項1】 KI及びLiI溶液中に含まれる放射性
ヨウ素イオンと酸化ビスマス(α-Bi2O3)とを、酸化ビ
スマスのグラム分子数とヨウ素イオンのグラムイオン数
との比がKI溶液の場合には4:1から1:4の間に、
LiI溶液の場合には5:2から1:2の間に調整して
直接反応させ、放射性ヨウ素イオンをα-Bi5O7Iとし
て固定化して除去することを特徴とする放射性ヨウ素イ
オンの除去方法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3238740A JPH0727072B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 放射性ヨウ素イオンの除去方法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP3238740A JPH0727072B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 放射性ヨウ素イオンの除去方法 |
Publications (2)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPH0552993A JPH0552993A (ja) | 1993-03-02 |
JPH0727072B2 true JPH0727072B2 (ja) | 1995-03-29 |
Family
ID=17034556
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP3238740A Expired - Lifetime JPH0727072B2 (ja) | 1991-08-26 | 1991-08-26 | 放射性ヨウ素イオンの除去方法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPH0727072B2 (ja) |
Families Citing this family (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CN105800686B (zh) * | 2016-03-11 | 2017-08-25 | 河北地质大学 | 一种制备Bi5O7I的方法 |
CN106076246B (zh) * | 2016-06-20 | 2018-06-26 | 江苏大学 | 一种具有微纳分级结构的复合除碘材料及制备方法 |
-
1991
- 1991-08-26 JP JP3238740A patent/JPH0727072B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPH0552993A (ja) | 1993-03-02 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
JP2540401B2 (ja) | 放射性ヨウ素化合物の沈澱分離方法 | |
US4790960A (en) | Process for the stripping of cesium ions from aqueous solutions | |
JPS6251142B2 (ja) | ||
JP4452837B2 (ja) | 抽出分離方法 | |
JPH0727072B2 (ja) | 放射性ヨウ素イオンの除去方法 | |
JPH0727071B2 (ja) | 放射性ヨウ素イオンの除去方法 | |
White et al. | The kinetics of dissolution of calcium oxalate monohydrate; a constant composition study | |
Howells et al. | The chemical processing of irradiated fuels from thermal reactors | |
JP2500345B2 (ja) | ヨウ化物イオンの固化及び除去方法 | |
CA1057947A (en) | Process for solidifying nuclear materials | |
JP3864203B2 (ja) | 放射性廃棄物の固化処理方法 | |
Babad et al. | Method for immobilizing radioactive iodine | |
Belyaev | Technological problems of platinum metals in nuclear fuel waste disposal | |
BR112017025729B1 (pt) | Processo para a estabilização de mercúrio metálico | |
Kambara et al. | Valency states of radioactive antimony in hydrochloric acid solutions. Preparation and stability of antimony tracer for radioanalytical use | |
JPS6244697A (ja) | 高レベル放射性廃液の固化方法 | |
JPS60119499A (ja) | 含ヨウ素アルカリ性廃液の固化処理方法 | |
JP3403240B2 (ja) | 高純度金属フッ化物の製造方法 | |
Courrier et al. | Determination of rhenium: chlorine ratios in complexes by neutron activation | |
Carnall et al. | The Visible and Near-Infrared Absorption Spectra of Some Trivalent Actinide and Lanthanide Elements in DClO4 and in Molten Nitrate Salts | |
US3761564A (en) | Separation of californium from other actinides | |
Smith | A STUDY OF THE PERCHLORATES OF THE ALKALI AND ALKALINE EARTH METALS, THEIR PREPARATION, SOLUBILITIES, AND USE IN QUANTITATIVE ANALYSIS. | |
Haire | Preparation of transplutonium metals and compounds | |
JP2022038892A (ja) | マイナーアクチノイドの分離方法及び無機吸着剤の製造方法 | |
SU1419371A1 (ru) | Способ иммобилизации радиоактивного иода |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
EXPY | Cancellation because of completion of term |