レアアースの作り方: 新道ブログ

中国がまたレアアースの輸出規制をするらしい。レアアースは狭義には第三族のランタンからルテチウムまでのランタニドと呼ばれる元素類である。地殻中にわずかしか含まれない希少金属類でもあるので産地が限られる。

周期律表上でこのランタンの左側にあるバリウムは例のバリウム検査にも使われる比較的豊富な金属であるが、これを中性子照射してベータ崩壊を利用すればランタニドが生じる。

モンテカルロ計算で、小型高速原子炉の炉心内にバリウム（安定な酸化バリウムの形態にして中性子照射をするとその生産量はどの程度になるか評価してみた。照射期間は３年である。反応率を上げるため、減速材（水素化ジルコニウム）を５０%酸化バリウムに混入する。

レアアースの中でも重要なネオジウムまでの生成率を装荷したバリウムとの重量比でリストすると以下のようになる。
　　　　　
照射期間（年） 0　　　　　　　1　　　　　　2　　　　　　3
バリウム 　 1.00E+00　　　9.80E-01　　　9.57E-01　　　9.34E-01
ランタン 　　　　　0.00E+00　　　1.41E-02　　　2.19E-02　　　2.63E-02
セリウム 　　　　0.00E+00　　　5.61E-03　　　2.05E-02　　　3.87E-02
プラセオディウム　0.00E+00　　　4.35E-05　　　2.36E-04　　　5.42E-04
ネオジウム 　　　0.00E+00　　　1.42E-05　　　1.79E-04　　　6.79E-04

即ち、最重要なネオジウムは3年照射でバリウムの約0．0７％生成する。

バリウムは大型炉心の周囲に約1tonは装荷できると考えられるので、ネオジウムの生成量は3年で約700ｇとなるが、将来、原子炉基数を100程度まで増加できれば、合計70㎏を国内生産できることになり、リサイクルの活用も含めれば経済安保上の貢献は大きいと考えられる。