イオン交換法によるFBR燃料再処理の研究

A Study on the reprocessing of spent FBR-fuel by ion exchange

韋 悦周*; 新井 剛*; 熊谷 幹郎*

not registered; Arai, Tsuyoshi*; Kumagai, Mikio*

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、溶媒抽出法以外の湿式分離法として、イオン交換法による再処理プロセスの成立可能性を検討することを目的としている。そのため、これまでの基礎研究で得られている知見を基に、FBR燃料サイクルの特徴を踏まえたイオン交換法を中心とする再処理プロセスを策定した。本プロセスは、高速アニオン交換体を用いるイオン交換分離主工程および高選択性含浸吸着剤を用いる抽出クロマト法によるマイナーアクチニド分離工程より構成されている。策定したプロセスについて、処理規模200tHM/yの再処理プラントにおける分離工程のケミカルフローシート、物質収支図、主要機器のリストおよび各設備の配置概念図を作成することにより、主要工程における主要物質(含主要試験、廃棄物)の物流/物量、主要機器の概念/大きさおよび数量等を明らかにした。また、経済性、資源の有効利用性、環境負荷低減性および核拡散抵抗性の観点から本プロセスと簡素化ピュレックスプロセスとの概略比較を行い、それぞれの得失を評価した。さらに、実用化プロセスとしての成立性を高めるための技術的課題を摘出した。

In order to develop an economically efficient wet separation process other than solvent extraction for reprocessing spent FBR-fuel (MOX fuel), we have investigated the possibility of an advanced ion exchange process. Based on the fundamental research results, we proposed an advanced ion exchange process considering the characteristics of FBR-fuel cycle. The separation system consists of a main separation process using a novel anion exchanger which has a rapid kinetics and two extraction chromatography processes for minor actinides isolation using novel impregnation adsorbents with high selectivity. The chemical flow sheet, mass balance chart, list of main equipment and installation layout of each equipment were estimated and designed for the process in a reprocessing plant with the capacity of 200 tHM/y FBR-fuel. The process was pfeliminarny evalualed from the aspects of economy performance, recovery of potentially useable resources, minimization of environmental risk and proliferation-resistance by comparing with the advanced PUREX process. Furthermore, the subjects which are important for the practical application of the process are also listed.