無配管化を目指した湿式再処理プロセスの合理化検討

Study of assessing aqueous reprocessing process for the pipeless reprocessing plant

半沢 正利*; 森岡 信男*; 麓 弘道*; 西村 建二*; 近沢 孝弘*

not registered; not registered; Fumoto, Hiromichi*; not registered; not registered

本研究は、革新的技術アイデアにより経済性の高い高速炉燃料(MOX燃料)再処理プロセスを構築することを目標に、配管施工に係わるコストを大幅に削減できるパイプレスプラントの概念を導入し、且つ溶媒抽出法以外の湿式分離法も考慮した新しいプロセスの可能性を探ることを目的としている。そのため、まず、沈殿法、晶析法、イオン交換法及びパイプレスプラントについて文献調査を行い、これを基に、以下の湿式分離法を採用したプロセス要件に適合するプロセスフロー案の検討を実施した。(1)晶析+過酸化水素沈殿法プロセス(2)シュウ酸沈殿法プロセス(3)マイルドな条件の再処理法プロセス(晶析+沈殿法)(4)晶析+イオン交換法プロセス(5)晶析+溶媒抽出法プロセス上記検討プロセス及び従来プロセスについて、パイプレスプラントへの適合性、安全性、経済性、資源の有効利用性、核不拡散性及び運転・保守・補修性の観点から得失評価を行い、最も合理的なプロセスとして(1)晶析+過酸化水素沈殿法プロセスを選定した。選定プロセスについて、臨界安全評価を行うとともに物質収支図、プロセスフローダイアグラム、主要機器リスト及び移動槽・ステーションの配置概念図を作成することにより、主要物質の物流/物量、主要機器の概念/大きさ及び数量等を明らかにした。

The purpose of this study is to investigate the possibility of new reprocessing process for the purpose of introducing pipeless plant concept, where aqueous separation methods other than solvent extraction method are adopted in order to develop more economical FBR fuel (MOX fuel) reprocessing process. At it's first stage, literature survey on precipitation method, crystallization method and ion-exchange method was performed. Based on the results, following processes were candidated for pipeless reprocessing plant. (1)The process adopting crystallization method and peroxide precipitation method (2)The process adopting oxalate precipitation method (3)The process under mild aqueous conditions (crystallization method and precipitation method) (4)The process adopting crystallization method and ion-exchange method (5)The process adopting crystallization method and solvent extraction method The processes (1)(5) were compared with each others in terms of competitiveness to the conventional reference process, and merits and demerits were evaluated from the viewpoint of applicability to pipeless reprocessing plant, safety, economy, Efficiencies in consumption of Resources, non-proliferation, and, Operation and Maintenance. As a result, (1)The process adopting crystallization method and peroxide precipitation method was selected as the most reasonable process to pipeless plant. Preliminary criticality safety analyses, main process chemical flowsheet, main equipment list and layout of mobile vessels and stations were reported for the (1) process.