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A Study on precipitation behavior of plutonium and other transuranium elements with N-cyclohexyl-2-pyrrolidone for development of a simple reprocessing process

簡易再処理プロセス開発のためのN-シクロヘキシル-2-ピロリドンによるプルトニウム及び他の超ウラン元素の沈殿挙動の研究

森田 泰治 ; 川田 善尚*; 峯尾 英章 ; 古志野 伸能*; 浅沼 徳子*; 池田 泰久*; 山崎 和彦*; 近沢 孝弘*; 田巻 喜久*; 菊池 俊明*

Morita, Yasuji; Kawata, Yoshihisa*; Mineo, Hideaki; Koshino, Nobuyoshi*; Asanuma, Noriko*; Ikeda, Yasuhisa*; Yamasaki, Kazuhiko*; Chikazawa, Takahiro*; Tamaki, Yoshihisa*; Kikuchi, Toshiaki*

沈殿法のみによる使用済燃料の簡易再処理プロセス開発のため、焼却可能な有機試薬であるNCP(N-シクロヘキシル-2-ピロリドン)によるPu及びほかの超ウラン元素の沈殿挙動を検討した。Puのみの硝酸溶液では、NCPによりPu(VI)でもPu(IV)でも沈殿したが、U(VI)沈殿の場合よりも多くのNCPを必要とした。U(VI)とPu(IV)の混合溶液において、NCPを[NCP]/[U]=1.4の比で加え、十分な時間撹拌することで、U(VI)の選択的沈殿を達成した。また、U(VI)-Pu(VI)溶液あるいはU(VI)-Pu(IV)溶液において十分な量のNCPを加えることでU及びPuをともに定量的に沈殿させることができた。このU-Pu共沈殿では、沈殿物の物理的性状からPuの原子価はVI価が望ましい。そこで、Pu(IV)のPu(VI)への酸化について検討し、溶液を加熱する方法が本プロセスでは適切な方法であることを見いだした。さらに、選択的U沈殿においてもU-Pu共沈殿においても、Am(III)及びNp(V)は沈殿しないことを明らかにした。以上の結果から、NCP沈殿法による再処理の成立性を実証した。

Precipitation behavior of Pu and other transuranium elements with N-cyclohexyl-2-pyrrolidone (NCP) has been examined to develop a simple reprocessing based only on precipitation method. From HNO$$_{3}$$ solutions containing only Pu, both Pu(VI) and Pu(IV) were precipitated with NCP, but they required more NCP than in the U(VI) precipitation. Selective U(VI) precipitation from HNO$$_{3}$$ solution containing U(VI) and Pu(IV) was achieved by stirring the solution for sufficient time after addition of NCP with ratio of [NCP]/[U]=1.4. Addition of an enough amount of NCP to U(VI)-Pu(VI) or U(VI)-Pu(IV) solutions gave a quantitative precipitation of both U and Pu. Neither Am(III) nor Np(V) was precipitated in the selective U precipitation and the simultaneous U-Pu precipitation. These results demonstrate the feasibility of the reprocessing by precipitation with NCP.

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パーセンタイル:69.08

分野:Nuclear Science & Technology

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