Development of an advanced reprocessing system based on use of pyrrolidone derivatives as novel precipitants with high selectivity and control ability; Precipitation behavior of plutonium

高選択・制御性新規沈殿剤としてピロリドン誘導体を用いる高度化再処理システムの開発; プルトニウムの沈殿挙動

森田 泰治  ; Kim, S.-Y.; 池田 泰久*; 野上 雅伸*; 西村 建二*

Morita, Yasuji; Kim, S.-Y.; Ikeda, Yasuhisa*; Nogami, Masanobu*; Nishimura, Kenji*

ピロリドン誘導体を用いた沈殿法による高速炉燃料の高度化再処理システムを開発している。これまでの試験で、U(VI)を硝酸溶液から沈殿させるN-シクロヘキシルピロリドン(NCP)を用い、選択的U沈殿工程及びU-Pu共沈工程の2工程からなるプロセスを開発した。さらに、現在はプロセスをより選択的に、より経済的にするため、他のピロリドン誘導体によるU及びPuの沈殿挙動について研究している。本研究では、NCPより低疎水性で選択的U沈殿工程の適用が期待されるN-ブチルピロリドン(NBP)及びN-プロピルピロリドン(NProP)を用いてPuの沈殿挙動を調べた。Pu(IV)あるいはPu(VI)の単独溶液及びU(VI)-Pu(IV)混合溶液による試験の結果、NBP及びNProPは、NCPと比べて、Puを沈殿させにくく、U(VI)をより選択的に沈殿させることがわかった。この結果より、NBPあるいはNProPの利用は、選択的U沈殿工程をより選択的に、より効率的にすることが期待できる。

We have been developing an advanced reprocessing system for spent FBR fuels based on precipitation method using pyrrolidone derivatives. In previous investigation, N-cyclohexyl-2-pyrrolidone (NCP) is used as a precipitant and a process consisting of selective U precipitation step and U-Pu co-precipitation step was developed. In order to make the process more effective and more economical, we are now studying precipitation of U and Pu with other pyrrolidone derivatives. In the present study, precipitation behavior of Pu was examined using N-butyl-2-pyrrolidone (NBP) and N-propyl-2-pyrrolidone (NProP), which have lower hydrophobicity than NCP. The experiments with Pu(IV) or Pu(VI) solutiona and U(VI)-Pu(IV) solutions showed that Pu is less precipitated with NBP or NProP than with NCP. From these results, it is expected that NBP and NProP can be used as precipitants for the selective U precipitation step and make the step more selective and effective.