Separation of actinide elements by solvent extraction using centrifugal contactors in the NEXT process

NEXTプロセスにおける遠心抽出機を用いた溶媒抽出によるアクチニド元素の分離

中原 将海; 佐野 雄一   ; 駒 義和  ; 紙谷 正仁 ; 柴田 淳広  ; 小泉 務; 小山 智造

Nakahara, Masaumi; Sano, Yuichi; Koma, Yoshikazu; Kamiya, Masayoshi; Shibata, Atsuhiro; Koizumi, Tsutomu; Koyama, Tomozo

NEXTプロセスと名付けられた先進湿式再処理プロセスに関連して、環境負荷低減の観点から簡素化溶媒抽出法によりU, Pu及びNpの共回収、SETFICS法によりAm及びCmの回収が試みられている。単サイクルフローシートを用いたU, Pu及びNpの共回収は、フィード溶液又は洗浄液の高硝酸濃度条件下にて実施した。このうち、フィード溶液を高硝酸濃度に調整した条件においては、フィード溶液中だけでなく、抽出段においてもNp(VI)への酸化を促進することができた。これにより、NpはTBPにより抽出され、U, Pu及びNpを共回収することができた。SETFICS法においては、金属装荷度を増加させるため、TRUEX溶媒を0.2M CMPO/1.0M TBPから0.2M CMPO/1.4M TBPへ変更した。また、「ソルトフリー」の観点から、硝酸ナトリウムに代えて硝酸ヒドロキシルアミンを適用した。この結果、Am及びCmをプロダクト溶液へと回収することができた。高装荷フローシートにおいては、以前のフローシートを比べ、水相廃液及び廃溶媒の流量は、それぞれ47%及び54%ほど減少が見込まれた。本研究では、NEXTプロセスにおける簡素化溶媒抽出法及びSETFICS法のフローシートの有用性を実証することができた。

Actinides recovery was attempted by the simplified solvent extraction process using TBP as an extractant for U, Pu and Np co-recovery and the SETFICS process for Am and Cm recovery with a view to decreasing the environmental impact. Uranium, Pu and Np co-recovery was conducted under the condition with high nitric acid concentration in the feed solution or scrubbing solution. High nitric acid concentration in the feed solution availed to the Np oxidation not only in the feed solution, but also at the extraction section. This oxidation reaction permitted the Np extraction with U and Pu. In the SETFICS process, a TRUEX solvent of 0.2M CMPO/1.4M TBP was employed to increase the loading of metals. In place of sodium nitrate, HAN was applied to this experimental flow sheet for "salt-free" concept. This experiment was succeeded in Am and Cm product. On high-loading flow sheet, the flow rate of aqueous effluents and spent solvent was expected to decrease in 47% and 54%, respectively.