核燃料用ウラン中の微量不純物分析

u.D,C.543.0占4:d21.039.543.4
核燃料用ウラン中の微量不純物分析
Determination
Uranium
of TraceImpuritiesin
菅
中
寧*
原
容
島
Fumito
YasusbiSugawara
内
Fuels
史
登*
馨**
井
酒
KaoruSakai
Nakasbima
概
梗
核燃料用金属ウランおよび二酸化ウラン中の不純物許容量と分析に要求される定量下限ほきわめて低い｡こ
こでは吸光光度法,ポーラログラフ法,′意気伝導度法,発光分光分析法などにより種々検討して,中性子吸収
断面積の大きい元素や核燃料の性質に種々影響すると思われる元素など約30種類について,日常分析に適用す
るに至った分析方法と分析結果を述べる｡
第1衷
核燃料用ウランの小純物許容量と分析要求仙
HTR*(UO2〕
小 納 物
言
1.緒
JRR･･･3
I窮
(B)核燃料の性田に主旨苧撃する金娼ウランり--のN,C,0;二酸化
ウランの0/U比など
(C)製錬や各種処理`1二程で混入しがちなSi,Fe,Cr,Ni,Al,
Cl,F,Co,Cu,Mg,Znなど
容量と核設計者が分析に要求する定量ド限の例であって,これら約
30成分に対し,きわめて高感度の分析力法を確､∵L′なければな仁)な
い｡第1表には記していないが,金属ウランlいの0や中性子吸収の
600
0.2
uo2
2
3
2
】
1
2
20**
000000
を分析する必要がある｡第1表はこれら核燃料用ウランの不純物許
0.2
I
求
000000
(A)中性イ･吸収断面桜の大きいB,Cd,ある種の希土班など
u
30**
要
析
020000一〇512010〇一30010
AgAIBCCaCduCOCrCuDyFFeGdHhMgMnMONNi2PbSISn↑iVW2n2r
核燃糾こ用いられる金城lクランや二酸化ウランでは
料!ペレット
(U)
分
1
2
3
150
大きいSm,Euなどの分析も必要となる｡
■1550015
では,現在日常分析に採用している分析方法と実試料による各種分
析例とを総括的に記す｡
8〇一一50
鵜ウラソ分析合同委員会+にも提案し,学会誌にも投稿した｡ここ
■260
105一20301〇一20
所では約3年前よりこの方面の研究を実施し,そのいくつかは｢金
301〇一■
各国でも種々の困難のため規格化されるに至っていない｡日立製作
* *
6040100
一20201〇一6〇一100010
従来,この方面の研究ほきわめて数多く発表されているが`1)∼(3),
これまでに検討した方法を分顆すると,
(A)化学分析法
30
(a)吸光光度法
i-;l王
l
(b)ポーラログラフ法
l
(c)電気伝導度法
*
**
(B)発光分光分析法
〔単位 ppm〕
口立教再訓練用原子炉
参考値
(a)担体蒸留法
(b)イオン交換法(主として慮塩基性陰イオン交換樹脂)
(b)銅スパーク法
(c)沈でん法
となる｡研究の初期には化学分析法のうち牛如こ吸光光度法が主とし
(d)蒸留法
て用いられたが,迅速分析の可能な発光分光分析法が閑雅されるに
(e)電解法
(B)
及んで,大部分をこれに切り換え,発光分析法でほ不可能な成分
マスキング
EDTA,酢酸,フッ化ナトリウム,クエン酸などの添加
(F,N,C,Th,P,0/U比など)や掛こ低濃度またほ高濃度を
精解に分析する必要のある成分(Cd,Mn,Ni,Pb,Al,Siなど)
などの操作を賛することが多い｡これらの前処理操作条件を決定し
のみを化学分析するようにした｡以下,上記分掛こしたがって各分
た後の分析操作ほ,従来の金属中の微量成分分析法を適用できる場
析法の概要を述べる｡
合が多いが,ウラン以外の妨害成分を除去するために,さらに逆抽
F七するとか,pH調節やマスキング操作を必要とする場合もある｡
2.化学分析法
また,共存成分や1]的成分の含量とか含有比によっても,いろいろ
の対策が必要となる｡
一般に共作する多量のウランは不純物元素の化半分折に著しく妨
害となることが多い｡したがって,妨害をなくするにほ
2.1吸光光度法
現在R立製作所で,すでに検討し日常分析に用いている吸光光度
(A)妨害成分の分離
法は第2表のとおF)である∩
(a)所収榔-H法(TBP,ベンゼン,クロロホルム,凹塩化炭
鼠
川ウラン分析r州委rl公_川川iの火砲.試料により,他研究機関と分
7′しコーー′し軌
エステ′L鮒など)
析法の検討を行ない,第3表のように,Th,Cuをのぞく成分につ
￣￣盲￣
日立製作所日立研究所
**
日立製作所日立研究所
これらの方法のうち,Al,F以外ほ｢金
理博
いては,かなりよく一致した結果を得ている｡第3表のうちでAは
-41-
昭和38年3月
第2表
第45准
ウラン中の不純物の吸光光度分析法
蔑芳l妨害除去法
TBP
抽
色
方
精度*
法
(ppm)
(m〃)
オキシソーベンゼン抽出
370
ジエチルジチオカルノミミン酸錯塩
とし,抽出後,
し旦_土星堅塁旦
KMnO4酸化,ジフェニルカルパ
ンド発色
ジュチルジチオカルバミソ酸錯塩
四塩化炭素抽出
接
EDTAマスク
四塩化炭素抽出
420
ネオトリノ発色
Eldorado
**MCW
ト10】±1･0
540
として抽出
水蒸気蒸留
竺l_三土き
>5
MCW
±1,5
437
1∼10
±1.5
570
5′-500
±3
*糊SGM
SGM
TBP
N
0｢フエナントロリソ発色
接
抽
出
KIO3酸化し,KMnO4とする
色
接
而
接
リ.ソモリブデン酸を還元し,
プデソ育とする
ケイモリナデソ憮を還元し,
プデソ育とする
直
抽
*
出
土2
2∼150
モリ
モリ
5∼150
士2.0
375
5∼50
士1.5
815
1∼50
土2
沢
ル比0/U
S2(E〕
15.76
2.158
S3(K)
16.83
2.168
2
8,61
2.086
Lot
3
8.63
2.086
Heavy(H)
3.29
2.033
Ligbt(F)
5.40
2.054
1.06
2.011
4.29
2.043
化
学
EldoradoMiningandRe丘ningLtd.
榊MCW:Mallinckrodt
土1.5
450
竺撃+竺戸
モ
Lot
1=Eldorado=
*榊SGM=
ロソ混液発色,四塩化炭素抽出
でジメチルグリオキシム発
pH8
クロロホルム抽出
10∼300
525
グロラミンT,どリジン,ピラブ
水蒸気蒸留
TBP
508
UO2＋＋
分析結果
Davison
横
直
実試料の
料
.試
(プJ)
*Eldorado
出
直
発
第4真
第3号
CbemicalWorks
SocieteGeneraleMetallur由quedeHoboken
815
トリノ発色
545
最適条件での精度を示す
第3表
A
共通試料による化学分析値の比較
B
CI
FeNiCOCrMnCuTbPSiN
72
72
19
17
D
F
G
H
ー_L⊥
F平均値
IIJ
40
66
71
71
71.5
19
19
20
19
18.9
1.4
1.9
1.0
1.6
1.6
1
l.4
8.3
7.9
7.4
7.8
7.6
7.9
7.7
4.3
4.3
5.7
3.7
5.3
4.4
4.6
1.5
1.8
2.8
1.7
2.6
1.5
1.9
1,005
978
>90
12
950
680
974
1,2蔓章二喜ぎ
13
11
58
60
20
11
63
23
25
12
11.9
50
56.2
20
22.5
(単位ppm)
-----
F忘与
+
l
_l
訂
Jβ卜
第2図
〃
dr
｢
丁零1｢
/=‖
UO2＋十のホーラログラフ波に対するリン酸の影響
ウム3gを加えて加熱溶解したのち,水蒸気を送りながら,留出液
が150mgとなるまで蒸留する｡.これに一定量の硝酸トリウムを添
さ"く･-1て-
/抑
加Lたのち,ネオトリンを滴卜して発色させ,光電光度計によって
§日記製作所日立研究所が分析した伯である｡実験に用いた機器ほ日
ノワ
570m+′亡の吸光度を測超する｡=.その際,発色強度はF含有量の増加と
必
ともにj出色するので,吸光度とF含篤との関尉ま通常の検量線とは
もへく･‥⊥
-態べ･
+
..℃hノN
汐 dr
/ク
逆になる〔これほ間接l吸光光度法とよばれる｡本法による定量下限
ほ5ppm,分析精度ほ±3ガである｡
2.2
ポーラログラフ法
2･2･1直流ポーラログラフ法による二酸化ウランの0/U比
0/U比の求め方にほ,Eldoradoの熱天びん法(7),電位差滴走
.+
法(7',AEREの還7亡法(8),Hanfordの吸光光度法(9),Westingフ
house`18'および日本原子力研究所(11)のポーラログラフ法などが
ッ素走品用蒸留装置
ある｡1]了■硝竺作所日立研究所でほ迅速簡便という点を考慮してつ
ぎのようなホーラログラフ法を開発した(12)｡
立EPU】2A形分光光電光度計およびFPW-4形フィルタ光電光度
分析力法ほ二酸化ウラン試料を濃リン酸と煮沸して完全に溶解
計である｡ここでほ,これら分析法の一々についての記述を避け,
し,放冷希釈後,一0.7∼-1.0V
他所ではとんど行なわれていない二酸化ウラン中のFの分析法のム
波高からUO2＋＋を連星し,次式により0/U比を計算する｡
を述べる｡
vsHgにおけるポーラログラム
0/U=2＋---一一一一理
従来は,金属ウラン中のFの分析には硝酸トリウムによる満足
1旦_
I町-ぴ
(1)
270
法(4〕が広く行なわれていたが,二酸化ウランでほ含有量が低いので
UO2＋＋伯が′+､さいときはつぎの近似式による｡
日記￣製作所日立研究所でほGrimaldi氏(5)や汁二見氏ら(6)が行なって
いるキー捕小のF分析法の油川を.拭Lんた｡検.ト1の緋丸確-､‡したノ/臼こ
ほ次のとおりである｡まず,二酸化ウラン試料を第1図のような蒸
0/U=2＋蒜
本l川勺にほ(2)式で十分である｡ここに
留フラスコにはかりとり,硫酸(1＋1)20mJおよび垂クロム恨カリ
Ⅳ=.試料採取量(mg),紺:UO2＋＋の定量値(皿g)
ー42-
‥(2)
核
燃
料
用
ラ
ウ
ン
中
の
微
量
純
不
分
物
471
析
｢
∋
】
転
【
⊂:⊃
一寸
l
l
ど
l
l
l
r
と
1等
≡
j⊥
l
l
1
l
l
l
/J声
l
l
l
くも
年)
【
l
＼
l
r
l
l
J
】
‥
l
l
l
l
r
l
l
://ガラスフィルタ
β二
ββ
l
l
〝ク/≠化仲
l
l:
--i
記
l
A:1M塩酸
B:1M塩化カリウム＋0.1M塩憶
･
C:1M塩化カリウム
第3岡
ββ
一一叫/〟
換
交
ン
塔
凸lケ/け〟〟仏
tJO2＋＋,Pb＋＋,Cd＋十共存下のCd十＋のポーラログラム
♂β
ニ見 料
ハ‖U一
涼
み〟釘＋1一々ダr〟＋＋を含む
斤′ワ
J〝〟r/)容濾/仇かエ
一戸J十十
1
+一｢
｢+
鉛L｢
卜
l
t
l
L-1
+
イ
卜
+,
却
一
-｢-+
中学卜｢小トロ小1半
十山什
箭咄僻岬叫り√十せも
相賀トハ■へ□小-半
〃
オ
〃〃
〃
卯
イ
第5岡
/
十
∩.
し-1
耕
流
第4図
出
液
♂
ノ次:7
.ガ
∠♂
イ♂
の
第6図
溶 山 曲 線
9M塩酸によるMn十＋,PB十十,Ni十＋の桁Fl￣渦紋
である｡本法によれば,UO2＋＋として0.05%まで定量できる｡第
1×4,50∼100メッシュ)を充てんしたものである∩試料溶披は
2図はUO2十十
約1mJ/minの流速で流して吸着される｡
のポーラログラムに及ばすリン恨濃度の去汐禦を示
Cdの分析でほ,1M塩酸40mJ,0.5M硝酸15m7の順に通し
す例である｡弟4表は実試料による分析結果である｢.
2.2.2
♂β
溶出液量(仰J)
量(仇り
UO2十十,Cd十＋
し-1■｢
L]
Lr■
〝
し-｢
矩形波ポーラログラフi去によるCd,仙-,Pb,Niの定量
てUO2＋＋を溶出して後,残留するCd十十を0.5M硝酸30mgで析
出させ,溶出披を濃縮してポーラログラフにかける｡その溶肘曲
カドミウムの熱中性子吸収断面積ほ2,400±200barnsと非常に
大きく,その制限値は0.1∼0.2ppmとされているが,吸光光度法
線は第4図のとおりである｡また,UO2＋＋,Pb＋＋,Cd＋＋共存下
や発光分光分析法では操作が複雑で,感度がイく十分である｡新形
の軒形波ポーラログラムは弟5図に示すとおりである｡一方Mn,
波ポーラログラフほ直流で分梅された指示電極に微少の矩形波電
Pb,Niの分析でほ,9M塩酸50mgを通して不純物のみを溶出捕
圧を重捏し,電解電流の交流成分を測止することにより,残余唱
り三L,蒸発乾田する｡これに1M水酸化カリウムー0.4Mトリエタ
流の妨害を除去し,直流ポーラログラフの数百倍という高感度と
ノールアミン溶液5mgを加えて残溶(さ)を柄解し,ポーラログ
する装i琵である(13)｡本法を用いれば,Cdのみならず,Mn,Pb,
ラフにかけてMnを定量し,Ni,Pbは1M水酸化カリウムー0.1M
Niの定量にも適すると思われたので検討した(14)｡
シアン化カリウムを支持電解質として同時定量する｡第占図ほ
Mn,Pb,Niの溶出曲線で,UO2＋＋ほこの条件で完全に分離する｡
本法においても,吸光光度法や発光分光分析法の場合と同様,
大量のウランを含有するときは妨害となるので,ここでは陰イオ
舞5表ほ市販の二酸化ウラン試料について,本法と発光分光分析
ン交換法によi)分離した｡用いた陰イオン交換カラムは第3図の
法,吸光光度法により得た分析値との比較であって,本法がもっ
ような硬質ガラス尊皇の筒内に弧塩基性陰イオン交換料脈(Dowex
とも紙状度まで分析できることが知られる｡
ー43-
472
巨
昭和38年3月
第5表
元
東
方
J
論
第45巻
Mn
Pb
Ni
▲_l型】撃rクポ
三菱製UO2
<10
=刈
頗
誌
料
っJ っ′
dr
<10
No.10
横沢化学製
試薬UO2
<10
(注)
発光:発光分光分析法
吸光:吸光光度法
〃
(単位
pptn)
J川r
ハa っJ
クポ:ク形渡ポーラログラフ法
1
極
｢＼N←基J
電気伝導度法
恥屯h
′〃
dr
2･3
第3号
Cd
表紳クニ占
表立桓壷中
発光】姦オー￣￣石
No.5
Lot
評
各種分析法による定量結実の比較
法
三菱製UO2
Lot
立
＼試料十担体
従来,微量炭素の定量にほ鉄鋼分析に用いられる凝縮気化法(15)
がおもに適用されてきた｡ところが,それは水銀拡散ポンプなどを
♂J￠
使用する高真空系や液体空気などを必要とするため,分析操作も複
雑であったので,操作に便利で迅速分析の可能なLeco製のCon-
持
/支
踵
Jβイクー
ductometricCarbonAnalyzerを用いて定量する方法を検討Lた｡
.ヌご中一-
分析方法は試料を300mJ/minの酸素気流中で3分間加熱した後,
♂♂〆
さらに15分間酸素を通して,生成した炭酸ガスを水酸化バリウム中
(a)
に描捉(そく)し,その溶液の電気伝導度を標準溶液と比較して定量
第7囲
(b)
担体燕摺用電極および付属品
する｡酸化ウラン試料を高周波炉で加熱する場合,助燃剤として金
属錫と純鉄とをおのおの1g添加する｡このようにすることにより
第6蓑
分析偵は凝縮気化法とよく一致し,定量下限ほ10ppm,分析精度
分
分光分析値と化学分析値の比較例
試料名l
NBL
175
74
186
1 83
学
分
析
偵
d
30
一
32
6*
29
5
2
く6
49
21
45
24
RU
*
O
9
d
8
芸霊芝琵ヂ分(宗鷲ll…喜
三言言r:…三
U308
あらかじめウランを溶媒抽出法(17)･(18)やイオン交換法(19)で分離し,
*
銅スパーク法(17),(19),交流アーク法(18)で発光する方法が用いられる｡
170
二一d
告を除去するため,ウランの発光を抑制する担体蒸留法(16)･(21)とか,
伯
70
分光分析値‡冨B去ネ
化
有し,それが不純物のスペクトル線と重複することが多い｡この障
析
45
>
<り
三菱製UO2
(原料粉末)
ウランの発光スペクトルはきわめて多数の複雑な線スペクトルを
分
Pb
3一1
3.発光分光分析法
学
Si
55T
化
〈告B去*
69
Ni
36424｡石川5
再生UO2
AllCr
50
分光分析値
Fe
法
”3841¶1｡｡1｡
ほ±5%である｡
析
**
NBL:New
Brunswick
Laboratory
<1
<1
(単位ppm)
外そう値
3.1担体蒸留法
試料中の不純物の分別蒸留を容易ならしめ,アークを安定せしめ
発
るため,従来,担体として酸化ガリウム(16),(21)や塩化銀(20)･(21)が用
いられてきた∩
この方法はU308を蒸留せしめず,不純物のみを蒸
時
光
法
直流弧光,280V,10A
間
予備放電10秒,露肘時間30秒
従来ほアメリカのNBL標準試料が分光分析に用いられているが,
留させる方式であるが,高沸点酸化物を生成するような元素の分析
この試料ほ主として金属ウラン中の不純物分析に適する含有成分や
では分析値がバラツキやすい｡このバラツキを補正するため,定量
濃度範囲を対象につくられ,二酸化ウランや再生燃料の分析には不
元素と蒸留特性の類似している元素との線強度比を求める内原準法
便を感ずることが多かった｡そこで,われわれほ高純度の二酸化ウ
が使用されるが,含有成分自体を内標準物質としたのでは,それの
ランに一定量の不純物元素を添加し,化学分析によりこの量を確認
化学分析を一々行なわなければならないので,あまり迅速分析のH
して堪準試料となし,これを高純度二願化ウランで階段的に希釈す
的にそわない｡二酸化ウラン中に付在するコバルトほ比較的少ない
る方法によって標準試料を合成した｡この際,不純物成分は酸化物
ので,われわれは,その一姫量を担体に混入し,これを内標準物質
として向接混合すると濃度の偏りを生じやすいので,高純度二酸化
として使用することにより,分析の精度を向上し,迅速化の目的を
ウランに柄液の形で配合,むらのないよう拝意して混和し,これを
達した｡
400℃で3時間加熱し,メノウの乳ばちで軽く粉粋して基準試料と
すなわち,試料を900℃で2時間加熱し,安定なU308として後,
した〔希釈に際してはSpex社製ミキサーを用い,濃度の偏りのな
1･5%のCo304を含む酸化ガリウム2%を加えてよく混合し,その
くなるよう十分混和した｡弟る表は分光分析Lた伯と化学分析した
0･1gを弟7図(a)に示すような黒鉛電極に採取し,下記の条件で
値との比較である｡ここでNBLとあるのはNBL製際準試料を用い
分光分析した｡
た分光分析値,自家とあるのほ上記のような方法で調製した自家製
分
回
ス
光
器
折 格 子
リ
ト
ッ
投影波長域
フ
乾
電
ィ
ル
タ
板
極
試料穴あけ器
JACO聾竺3.4m回折格子分光写真器
標準試料を用いた分光分析他のことである｡三者の若干の差は化学
15,000本/in,設悍角度5.8度
分析と分光分析との誤差で,特に合成標準試料【寸+の不純物の偏りに
15/JX9.5mm
よる誤差の影響ほ認められなかった｡
2,150∼4,650A
3.2
三段(透過率100,65,40%)
希ニヒ類元素のうちには,熱中性ア･吸収断面積のきわめて大きいも
溶媒抽出分離一銅ス/く-ク法(22)
コダックSA-1(2,150∼3,200A)
の,たとえば,Gd(叫000±2,000barns),Dy(1,100±150barns),
富士プロセス(3,200∼4,650A)
Sm(6,500±1,000barns),Eu(4,500±500barns)などがあり,その
弟7図(a),電極間隔4mm
微量分析法の確立がのぞまれる｡ところが,これらのスペクトル感
第7図(b)
度は一般に他種金属元素より低いものが多く,また,多数の複雑な
ー44-
核
料
燃
用
ウ
ラ
ン
中
微
の
量
純
不
第8大
対
分
止よ▲喜
い甜用ス/くク川線(A)
Gd
3,422.47
La
3,936.22
2∼100
Dy
Dy
3,531.71
La
3,936,22
2∼100
Sm
3,568.26
La
3,936.22
10∼200
3,941.84
La
3,936.22
100∼1,000
3,819.66
Ⅰ一a 3,936.22
3,688.44
La
Eu
Eu
第9表
＼
Gd
成分(帽)
Dy
l
梅
抹
耽
nU
川
54
5 』
1
1月丁
2g
3
0
20
.〇
5』
J
など睨入)
く
く
原料粉末
A
1
ハリ
<
5
<
0
1
ハU
18
l
4
1
< 0
く
く
3
く
ハリ
亡U
8く
0 2
く
6
つJ
2
6
46
2
7
<
1･⊥
7
7
1
ハリ
7く4<<q
5
8く3く<り
4
1
1
4
1
1
l 0
1 0
3
4
1
1
(U
り 0
0
0
Corp.
化学分析による
1,500本/in,設置角度5.42度
スリ
20/∠×2mm
り,
実際の試料の管刃i!分析川として適当である｡
以上のような分析方法を用いて,日立教和訓練川原了知了の10%濃
収影波長域
3,200∼4,450A
乾
;阪
コダック
電
極
舞8図,電極間隔2mm
法
高忙スパーク(1次電圧:200V,
インダクタ
Corp.で分析した結果の正当性を確認する値となったが,F,Cd
ンス:40/∠H,キャパシタンス:
0.005/gF,
ではかなり相違している｡念のため数卜享川こわたり分析したところ,
二次抵抗:残印紙抗,放電電流:
7,75A,放
精度はいずれも±2%以下であった｡Cdに関するわれわれの方法
発
時
光
間
亡U
3
6
2
<りく
3くd<
4く"
り
0 2
5
く O
く
0
0 1
く
4 ハU
5
Nuclear
O 2
■2
2
つぎのよう
(U
nU
O
‖
0 1
爪U
nU
く
United
回折格子
ット
O
八U
6 〔U
に添媒抽出法により分離し,ランタン溶液を内部標準用に添加して
な分析条件で発光分光分析した∩
10 5
IA_4
く0
6
希土類のみを選択的
濃縮乾固し,これを弟8図のような銅電極上において,
2
B
HCll血Jで溶解
線スペク トルにより構成されている｡それで,
L 9
(U
宿榊紆頁￣￣￣￣｢￣ニミレット
レAッ一7
､XU
水屑
1
蒸発乾固
11N
発光分光分析
10
<く
水屑
HClを添加
0
qい 2
<2く4"く2
水屑
1 HC104,
HNO3でイi機物七分郎
蒸発乾囲
(1＋5)で溶解
1 HNO3
溶媒抽‖
1 分液ロ【 トでTTA抽出
1
水屑
J CH3COONH4でpH5.0､5.5に調節
病根抽付
+分液ロートでTTA和如=
5
5乃
わJtわれの分析値
く<34く
1
有機層
11N
辿抽=
O
くく<6"
有機層
(Tllなど混入)
よる原料
粕AIB㍗CaCdCrC｡DyE｡㍗F｡GdMgMnM｡NiPbSiSmSnV
(U,Fe,Moなど混入)
宗
55
18
.〇
日立教育訓練月J原子炉の10%波紺ウラン分析伯
の分析値
｢
有機層
_【_1
UNCに
元
44
2O
川L
亡桁僻
19 2
.〇
〇
.〇
1〇.2.
第10末
〇
6
∩入U
作
￡U
く1
nU
<1<2"く1
試料 (20g)
1 HCl(1十1),H202(30%)
蒸発乾 固
HClで存≠解
1 9N
i溶媒抽出
1 分液ロートでTBP仙H
ハリ
20g
拙
< 1 ハU
O.〇.
縮
〇
川
00
濃
40
.8
1〇.2.
離
梯
取
112.
分
採
1〇.2.
UO2
第7衰
u
1
j
電
E
Sm
l
205
2
ハU
2g
銅
10∼100
3,936.22
料イニLローケーー1キ採取Elt
｢試
UO2
第8阿
1∼20
添加希土塀の回収定量値
∩八U
丁§⊥T苛+
定丑範閃(/唱/mg)
内標叩ミスペグトル線(A)
Gd
Sm
L
473
析
分椚線対と定罷穐i出1
l
福
/一一節】電
物
桁ウラン原料および焼結ペレットを分析L-た結果は第10表に示す
SA-1
とおりであって,原料の分析値は大部分の元素ではUnited
Nuclar
電何数:10同/cycle
ほ特に低濃度に適するよう開発されているので,UNCがわれわれ
予肺放電なし,露Hl時間20秒
のより高いのは分析の際のブランクがかなりあるためと考えられ
なお,この際の分離濃縮操作ほ弟7表のとおりである｡
る｡なお,ペレットにした場合,原料そのままよりも,F,Cd,C,
従来はこれら希土類元素の分析に,Cr,Y,Er,Pd(19)･(2さ)などが
Sn,Mnの含量ほ減少L,Fe,Mg,Ni,Siの含品ほ脚加している
内部標準物質として用いられていたが,われわれは分析する希土放
が,それは焼柿過私㍑こおいて,前掛ま舛郵,彼老は混入Lたためと
と化学的性質が等しくて,蒸発特性の酷似したランタンを月れ､た｡
考えられる｡
使用した分析線対と定量範囲ほ第8表に示すとおF)であり,実際の
4.結
試料に一定量の希土類を添加したときの分析結果ほ第9表に示すと
口
核燃料用ウラン巾の不純物分析法について稀々検討し,円満の分
おりである｡定量下限は核燃料としての許糾【ほたはそれ以下とな
一45叫
9
474
昭和38年3月
立
評
論
第45巻
析に適用せしめるに争った分析力法ほ次のと‥か)である｡
参
(1)化学分析法
男
第3号
献
文
(1)H木原ナカ研究所分析化学研究室:原研調査報告
(a)吸光光度法
"ウラン
およびトリウム巾の各種元素の分析法文献抄録
”No.13
(1959-10)(日本原子力研究所)
Al,Co,Cr,Cu,Fe,Mn,N,Ni,P,Si,Thの分析ほ
(2)M･W･Lerner:TheAnalysisofEssentialAtomicReactor
｢金属ウラン分析合同委貝会案+や各稗文献の力法にほぼ準じて
Materials,TraceElements,July24,1961,(USAEC)
行ない,Fほ水蒸気蒸留後,ネオトリソで発色L,剛基吸光光
(3)
度分析する｡
(4)
(5)
(b)ポーラログラフ法
(イ)二酸化ウランの0/U比測定は,試料を濃リソ掛こ溶解
678910
し,直流ポーラログラフ法によってえた六価ウラン伯から計
算によって求める｡
(ロ)Cd,Mn,Pb,Niの定副こは,強塩基性陰イオン交
金属ウラン分析介同委員会:金属ウラン巾の徴読物門の分
析法(1960)
J.0.Hibbits:Y-883(1956)
F･S･Grimaldi,B･Ingram,F･Cuttitta‥
Anal･Chem.,27,
918(1955)
汀見浩一,速水謹:日化7る,1291(1955)
L･G･Stonhill:Canad.J.Chemリ3る,1487(1958)
IJ･E･J･Roberts,E･A.Hasper:AERE,C/R-885(1952)
H･H･Van
Tuyl:HW-24700(1952)
G･H･Tishko庁:AECD-2005(1948);R.M.Burd,G.W.
Goward:WAPD-205(1959)
本島健次,星野旧:日本原子力学会誌2,1(1960)
小島史任‥
分析化学,9,961(1960)
G･W･C･Milner,L.J.Slee:Analyst,82,139(1957)
換樹脂で,多量のウランを分離し,矩形波ポーラログラフ法
による｡
(c)電気伝導度法
Leco製装置を用い,加熱により生成した炭酸ガスを水酸化バ
F･Nakashima=
Anal.chilll.Actaリ印刷中27(1962)
日本工業標準調査会:JISG1211,p.16(1958)
B･F･Scribner,H･R･Mullin:J.Res.NBS,37,379(1946)
森田矩夫,武内次夫:日本化学会名古屋地方大会(196011月)
リウムに捕捉し,電乞も仁増度を測定してCを冠吊する｡
(2)発光分光分析法
(a)担体蒸鰭法
酸化ガリウムを担体とし,コバルトを内標準元素とし,あら
(18)
かじめ多種の標準試料を調昏呈し,Fe,Al,Cr,Ni,Si,Mn,
(19)
Mg,Sn,Pb,Mo,Cu,Ag,Ⅴ,B,Inを定量する｡
石井大道,武内次夫二
J･A･Carter,J･A･Dean‥
分析化学投稿中
Applied
Spectroscopy,14,50
(1960)
(b)銅-スパーク法
(20)
UKAEAIndustrialGroup:UKAEA
Report,IGO-AM/
S-117(1958)
溶媒抽出法により,妨害するU,Th,Fe,Mo,Caなどを
(21)
｢い島篤之助,河口広司,高鳥教一郎,宇留野入電子:分析化
学,10,221(1960)
(22)菅原寧,白土房男:日本化学会第15年会講演(1962-4月)
(23)E･J･Center:AMト260(1952);C.Feldman,J.Y.Ellen･
burg=
Anal･Che皿.,30,418(1958);中島篤之助,高橋正
雄,河口広司:金属学会誌22,564(1958)
分離し,銅電極上にランタンを内標準元素とする試料をおき,
発光せしめることにより,Gd,Dy,Sm,Euを定量する｡
以上の研究にあたり,ご懇切なご指導を賜わった日立製作所の中
戸川部長,川島主任研究員,熱心に協力された分析担当者各位に深
甚なる謝意を表する｡
特
特許
許
紹
介
●-一■■よ
弟279811号
高
空
気
遮
空気遮断器は保守が簡単で大電流の遮断性能がすく､lれているため
もっとも多く使用されているが,遮断時に爆発的な大騒音を発生す
断
常
砂
義･伊藤忠二郎
器
細孔の壁に接近した空気の流速が低下するため騒音も低減する｡
また細孔の間隔dlおよびd2が小さいと,細孔からある立体角を
もって噴出している気流が隣接せる気流と干渉して流速が十分低下
る｡
この発明はノズル形接触子の背後に消音箱を設け,この消音箱に
面積をその周囲の距離で割った値が1mm以下であるような細孔を
しないので,実験的結果より間隔dl,d2を細孔の両径の2∼3倍以
上にしたものである〔
多数穿(せん)設し,排気ガスをこの細孔を通して外気に放出するよ
ニうすることによって細孔から放出する排気ガスの流速ほ十分低
下L遮断時の騒芹を低減することができる｡
うにしたものである｡
周知のように絶対圧力が2気圧以上の空気がノズルを通して外気
(岩田)
に放出されるとき,ノズルでの流速は最大となって音速に達する｡
大気中への放出速度が大きいとき静止気体と衝突して大なる気流
の乱れを生じ騒音が大きいが,放汁i速度を低下すると騒音ほ著しく
低減するので排気ガスを細孔より故山すれば,空気の粘性のために
冷却装置
/′湖孔
00
部がい管
○冨;
+2記｡
め￣￣￣￣､℃0000000000
卜0ニアF000
/茸定子
鵡
ノスル形磋触子
第1図
第
-46-
2
図