Reduction kinetics of Pu(IV) and Np(VI) by N,N-dimethylhydrazine, and its potential application in nuclear fuel reprocessing

N,N-ジメチルヒドラジンによるPu(IV)及びNp(VI)の還元、並びに核燃料再処理への適用可能性

伴 康俊  ; 朝倉 俊英; 森田 泰治  

Ban, Yasutoshi; Asakura, Toshihide; Morita, Yasuji

N,N-ジメチルヒドラジン(NNDMH)によるPu(IV)の還元特性を分光学的手法を用いて解析し、3M硝酸溶液中での還元反応速度式として-d[Pu(IV)]/d=[NNDMH][Pu(IV)]を得た。ここで、は室温条件(2981K)において8.310Msであった。NNDMHのU(VI), Np(VI)、及びPu(IV)に対する還元特性をノルマルドデカンで30%に希釈したリン酸トリブチル(30%TBP)と3M硝酸との混合溶液中において調査した。NNDMHはU(VI)及びPu(IV)の価数に影響を与えることなく、数分間でNpを選択的に6価から5価へ還元することが確認された。簡易計算の結果から、連続抽出プロセスにNNDMHを適用することによって99.9%のNpがU及びPuから分離されることが示された。

Reduction kinetics of Pu(IV) by N,N-dimethylhydrazine (NNDMH) were studied by spectrophotometry, and the reduction rate equation in 3 M (mol/dm) nitric acid was obtained as follows: -d[Pu(IV)]/d=[NNDMH][Pu(IV)] where =8.310 Ms at room temperature (2981 K). Reduction properties of NNDMH for U(VI), Np(VI), and Pu(IV) was studied in the mixture solution of tri-n-butylphosphate diluted to 30 vol.% by n-dodecane (30% TBP) and 3 M nitric acid. It was confirmed that NNDMH selectively reduce Np(VI) to Np(V) without affecting the valences of U(VI) and Pu(IV) in a few minutes. Simple numerical simulation indicated that 99.9% of Np was separated from U and Pu applying NNDMH for a mixer-settler.