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ARTISTプロセスにおける元素分離シミュレーション; 表計算による向流抽出器の分離シミュレーション

Elemental separation simulation in the ARTIST process; Separation simulation of counter-current extractor by commercial software

山口 五十夫*; 鈴木 伸一; 佐々木 祐二; 山岸 功; 松村 達郎; 木村 貴海

Yamaguchi, Isoo*; Suzuki, Shinichi; Sasaki, Yuji; Yamagishi, Isao; Matsumura, Tatsuro; Kimura, Takaumi

溶媒抽出法による再処理では、大量処理と連続運転性に優れたミキサーセトラー型溶媒抽出器が多用されている。そこでARTISTプロセス開発で得られたデータをもとに、使用済み核燃料を用いてミキサーセトラーを運転した場合、各フラクションに分布する金属イオンの割合を、向流接触抽出計算式を表計算に組み込んでシミュレーションした。しかし、前出の向流接触抽出計算式は、ミキサーセトラー内の各ステージにおいて酸濃度変化等の影響で金属イオンの分配比が変化した場合の計算に対応していない。そのため、抽出剤の酸抽出分配比より、ミキサーセトラー内の各ステージの平衡酸濃度を求め、その酸濃度に対応した金属イオンの分配比から、ミキサーセトラーの各フラクションに分布する金属イオンの割合を求める計算法を開発した。これらの計算法は各フラクションに分布する金属イオンの割合ばかりでなく、M$$cdot$$S内の各ステージに分布する金属イオンの割合も求めることができる。

For the development of the reprocessing of spent nuclear fuels, the solvent extraction using the mixer-settler equipment is greatly available. This method has the advantages of the treatment of the large mass of materials and continuous operations. In case of the application of the mixer-settler devise, the precise calculation using the distribution ratio of metals in order to determine the metal concentration at each stage is indispensable. This calculation is performed in the development of ARTIST process. The metal concentration in each stage of ARTIST process is calculated by the simulation using excel software equipped with counter-current equations. This method is not taken into consideration of the change of acid concentration, therefore, we developed the new method to calculate the metal concentration even after acidity change. This method can calculate not only the metal concentration at each extraction step but also at each stage of mixer-settler. Using this calculation, we evaluated the optimum condition of solvent extraction in ARTIST process.

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