Investigation of polonium removal systems for lead-bismuth cooled fast reactors using a tellurium surrogate -part III

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大野 修司  ; エリック・ローエン*; Auman, L. E.*

Ohno, Shuji; P. Loewen, Eric*; Auman, L. E.*

鉛ビスマス冷却高速炉のポロニウム除去方法を検討するために、アルカリ抽出法及び電解分離法に関する研究をINEELで実施した。ポロニウムの模擬物質としてテルルを使用した試験を行った。アルカリとしてNaOHを使用した鉛ビスマス中テルルの抽出試験の結果をもとに、アルカリ抽出反応の1次及び2次の速度定数k1及びk2を求めた。速度定数評価式は、k1=300exp(-64300/RT), k2=42700exp(-122400/RT), Rはガス定数(8.31J/mol/K), Tは温度(K)である。また、テルルがNaOHから鉛ビスマスへ移動する試験結果をもとに、反応の平衡定数の評価式LogK=-3195/T+5.199を提示した。電解分離法については、試験を開始し、電極材の表面積や温度がテルル沈着特性に及ぼす影響を調べた。これについてはデータを蓄積するためのさらなる試験が必要である。なお、本報告は既報告済みのICONE11-36614、ICONE12-49396の続報である。

The alkaline extraction method and electro-deposition method have been investigated at the Idaho National Engineering and Environmental Laboratory to remove polonium from a lead-bismuth cooled reactor. Tellurium was used as a surrogate for polonium for these experiments to quantify the migration. From the chemical kinetic measurements of extraction tests using NaOH as alkaline, first and second order alkaline extraction rate constants were suggested to be: k1=300exp(-64300/RT), k2=42700exp(-122400/RT), where R=8.31J/mol/K and T is in degrees K. Some experimental data showed tellurium moving from NaOH back into LBE, allowing the measurement of the reverse rate reaction constant. We suggest the following linear fit to determine the equilibrium constant as a function of the temperature: Log(K)=-3195/T+5.199. The electro-deposition experiments were initiated. The limited number of runs provided the information of the effect of electrodes surface area and temperature on the tellurium collection characteristics. However, further experiments are necessary for acquiring more knowledge. This paper is a continuation of the results reported in the previous ICONE papers: ICONE11-36614 and ICONE12-49396.