Integrated experiments of electrometallurgical pyroprocessing with using plutonium oxide

プルトニウム酸化物を用いた金属電解法連続試験

小山 正史*; 土方 孝敏*; 宇佐見 剛*; 井上 正*; 北脇 慎一 ; 篠崎 忠宏; 福嶋 峰夫 ; 明珍 宗孝

Koyama, Tadafumi*; Hijikata, Takatoshi*; Usami, Tsuyoshi*; Inoue, Tadashi*; Kitawaki, Shinichi; Shinozaki, Tadahiro; Fukushima, Mineo; Myochin, Munetaka

金属電解法は、将来の核燃料サイクル技術として有望な技術である。金属電解法の実証のため、Pu酸化物を用いた連続プロセス試験を実施した。試験では、10から20gのPuOをLi還元して得た還元金属を用いた。還元物は、LiCl-KCl-UClを用いた電解精製試験装置の陽極バスケットに装荷した。この陽極を用いて、固体陰極にウランを回収した。塩中Pu濃度が十分高くなった後、PuとUを液体Cd陰極に同時回収した。付着する塩やCdを分離するために回収物を加熱し、U金属及びU-Pu合金をルツボ残留物として回収した。本報は、酸化物燃料の高温化学処理により、金属アクチニドの回収実証を行った初めての試験結果である。

Electrometallurgical pyroprocessing is a promising technology to realize actinide fuel cycle. Integrated experiments to demonstrate electrometallurgical pyroprocessing of plutonium oxide in continuous operation were carried out. In each test, 10 to 20 g of PuO was reacted with Li reductant to form metal product. The reduction products were charged in the anode basket of the electrorefiner with LiCl-KCl-UCl electrolyte. With using the anodes, deposition of uranium on the solid cathode was carried out, when PuCl concentration was low. After Pu/U ratio in salt electrolyte was increased enough, plutonium and uranium were recovered simultaneously on the liquid cadmium cathode. By heating up the deposits for distillation of the salt and the cadmium, U metal or Pu-U alloyed metal were obtained as residues in the crucible. It was first result to demonstrate the recovery of metal actinides in the continuous operation of pyroprocessing of oxide fuels.