鷹尾 康一朗
原子力工学部門
研究の特徴
鷹尾研究室では、ウランを初めとしたアクチノイド元素及び関連する様々な核種の化学的挙動に対する実験・理論両面からのアプローチによって基礎化学的理解を深めると共に、新規反応場としてのイオン液体やマイクロ波化学の原子力化学プロセスにおける可能性を開拓することにより、使用済み核燃料の再処理及び放射性廃棄物処理・処分技術基盤の形成、劣化及び回収ウラン資源の平和的有効活用法探索、福島事故復旧・廃炉のための除染技術開発を目指します。
紹介動画
研究の概要
- 錯体化学に基づく核燃料サイクル先進基盤研究
今後ますます増加する世界のエネルギー需要を満たす上で、使用済み核燃料の再処理および核燃料サイクルの実現が重要と考えます。我々が見出したN-アルキル-2-ピロリドン等の環状アミド化合物が硝酸水溶液からアクチノイド(VI)を選択的に沈殿させる現象に基づき、使用済み核燃料に対する簡易再処理技術基盤構築のための基礎研究を実施しています。 - アクチノイド錯体化学に基づく高レベル放射性廃棄物地層処分のための技術基盤形成
ガラス固化された高レベル放射性廃棄物の超長期にわたる地層処分が現在検討されていますが、この技術基盤を形成するためには地層中でのアクチノイド元素を 含む放射性核種の移行挙動を十分に理解しておく必要があります。最も妥当な経路は地下水との接触であると考えられるため、地下水を模擬した水溶液中におけるアクチノイド元素の錯形成挙動を解明することが重要になります。特にU, Np, Puなどはfブロック元素としては珍しく多様な酸化状態を示し、また配位子として働きうる様々な無機・有機化合物が地下水中に存在するため、アクチノイド錯体化学は複雑を極めます。しかし、その中にもアクチノイド特有の普遍性・系統性が内在しており、それらを様々な分析手法及び計算化学を駆使した多角的観点から明らかにすることによって、地層処分環境下でのアクチノイド錯体化学を極めることを目指しています。 - イオン液体の拓く放射性廃棄物処理・除染技術新展開
イオン種のみから成り常温付近で液体状態の塩(常温溶融塩)で あるイオン液体は、不揮発性・難燃性という性質を併せ持つことから環境調和型媒体として近年原子力を含む幅広い分野での応用が期待されています。当研究室 では、イオン液体自体の創製からそれらを溶媒とする各種金属イオンの錯体化学・溶液化学研究を行うことにより、先進的核種分離及び除染技術へのイオン液体 の応用を目指しています。具体的には、誰でも簡単に出来るイオン液体合成法の開発、高レベル廃液のガラス固化時に問題となる白金族(Ru, Rh, Pd)の迅速分離研究、福島原発事故で発生した汚染伐採木表面の除染に対する検討などを行っています。 - ウラン錯体化学の深化：劣化および回収ウラン資源の平和的有効活用法開拓研究
核燃料製造時に大量に生成される劣化ウランや使用済み核燃料の再処理に伴って発生する回収ウランを単に廃棄物とするのではなく資源として利用することがより望ましいと言えます。原子力分野においては高速増殖炉のブランケット燃料や再度軽水炉核燃料としての利用がそれぞれ検討されていますが、同位体組成にほぼ依らないウランの化学的特性をうまく応用することで直接的な原子力以外の用途においても有効活用できるのではないかと考えられます。当研究室では、劣化 及び回収ウラン資源の平和的有効活用法を探索するため、例えば有機合成反応における触媒活性の発現やイオン液体電解質を用いた夜間電力貯蔵用湿式電池構築 のための基礎研究など、長年培ってきたウランの錯体化学・溶液化学に基づく新たな機能開拓を行っています。
キーワード
核燃料サイクル, アクチノイド化学, イオン液体, 再処理, 放射性廃棄物処理・処分, 除染, 錯体触媒, 核種分離