Study on selective separation of uranium by N,N-dialkylamide in ARTIST process

ARTISTプロセスにおけるN,N-ジアルキルアミドによるUの選択的分離に関する研究

鈴木 伸一; 佐々木 祐二  ; 矢板 毅; 木村 貴海 

Suzuki, Shinichi; Sasaki, Yuji; Yaita, Tsuyoshi; Kimura, Takaumi

われわれは、使用済核燃料(SF)の簡素化次世代型再処理プロセス:ARTISTプロセスを提案している。ARTISTプロセスの主要工程の一つは、「Uの選択的抽出工程」である。「Uの選択的抽出工程」では、選択的にU(VI)のみの分離回収を目的としている。使用する試薬としては、焼却処分が可能であり固体廃棄物の低減が期待され、環境負荷低減が見込めるN,N-ジアルキルアミドを用いる。特に、嵩高いN,N-ジアルキルアミドは、金属との錯形成において枝分かれ効果を示すため、この枝分かれ効果を用いてAn(VI)とAn(IV)の分離が可能となる。本研究では、D2EHDMPAを用いプロセス内でのPu(IV)のリサイクル蓄積を起こすことなくU(VI)の単離ができることを確認した。さらに、Npの抽出においても、Np(VI)からNp(V)あるいはNp(IV)への還元処理を行わずにNp(VI)とU(VI)の分離の可能性を見いだした。

An innovative chemical separation process (ARTIST: Amide-based Radio-resources Treatment with Interim Storage of Transuranics) was proposed for the treatment of spent nuclear fuel. The main concept of ARTIST process is to recover and stock all actinides (An) and to dispose the fission products (FP). One of the main purposes of this process is selective isolation of uranium. Since the brached alkyl type N,N-dialkyl-monoamides (BAMA) have the steric hindrance on the complexation with metal cations, BAMA can be used to separate An(VI) from An(IV). N,N-di-(2-ethyl)hexyl-2,2-dimethylpropanamide (D2EHDMPA) can recover U(VI) selectively without accumulating Pu(IV) in uranium isolation process. From extraction behavior of Np, D2EHDMPA can extract and separate U(VI) from Np(VI) without reduction from Np(VI) to Np(V) or Np(IV).