measurement of UO concentration in molten NaCl-2CsCl by differential pulse voltammetry
ディファレンシャル・パルス・ボルタンメトリーによる溶融NaCl-2CsCl中のUO濃度のその場測定
永井 崇之 ; 上原 章寛*; 藤井 俊行*; 白井 理*; 山名 元*
Nagai, Takayuki; Uehara, Akihiro*; Fujii, Toshiyuki*; Shirai, Osamu*; Yamana, Hajimu*
酸化物電解法プロセスにおけるUO濃度のその場測定法として、ディファレンシャル・パルス・ボルタンメトリー(DPV)技術の適用性を確認するため、溶融NaCl-2CsCl中におけるUOClのDPV測定について研究を行った。923Kの溶融NaCl-2CsCl中において、適切な条件(電位掃引速度-0.1V/s,パルス周期0.1s,パルス幅10ms,パルス電圧50mV)で、UOのDPV測定を行った結果、-0.9V vs. Cl/Clに、UOからUOへの還元反応に起因する電流ピークが認められた。この電流ピークの高さとUO濃度の関係は、0.06mol/以下の濃度範囲では良い比例関係を示し、0.4mol/以下のUO濃度測定にDPVが適用できることを確認した。次に、核分裂生成物元素が共存した条件でのUO濃度測定への影響を確認するため、PdCl,NdCl,SmCl,CeClを含む溶融NaCl-2CsCl中において、UO濃度のDPV測定を行い、同様に濃度測定できることが認められた。さらにPdを除去する前、PdからPdへの還元による電流ピークが-0.7V vs. Cl/Clに認められ、UOからUOへの還元による-0.9V vs. Cl/Clの電流と区別できることがわかった。これらの結果、酸化物電解法プロセスにおけるUO濃度のその場モニター技術に、DPV測定の適用を提案する。
In order to assess the applicability of Differential Pulse Voltammetry technique to the measurement of UO concentration in the oxide electro-winning process, DPV measurements for UOCl in molten NaCl-2CsCl were studied. DPV measurement of UO in NaCl-2CsCl at 923 K, with a set of optimized parameters (potential sweep rate -0.1 V/s, pulse cycle 0.1 s, pulse width 10 ms, and pulse potential height 50 mV), showed a clear current peak at -0.9 V vs. Cl/Cl, and it was attributed to the reduction of UO to UO. The relation between the current peak height and the analytical concentration of the UO showed good proportionality in the concentration region up to 0.06 mol/, and the applicability of UO concentration measurement by DPV was confirmed up to 0.4 mol/. In order to assess the interference by the coexisting fission product elements to the measurement of UO concentration, DPV measurements of UO concentration in molten NaCl-2CsCl containing PdCl, NdCl, SmCl, and CeCl were performed also. Even before removing Pd, the current peak at -0.9 V vs. Cl/Cl by the reduction of UO to UO was found to be distinguishable from the reduction currents of Pd to Pd at -0.7 V vs. Cl/Cl. As a result, the applicability of DPV measurement technique to the monitoring of UO concentration in oxide electro-winning method is proposed.