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高選択・制御性沈殿剤による高度化沈殿法再処理システムの開発,8; 新規高疎水性沈殿剤によるU-Pu共沈挙動

Development of advanced reprocessing system using high selective and controllable precipitants, 8; Co-precipitation behavior of U-Pu by novel precipitants with high hydrophobicity

森田 泰治 ; Kim, S.-Y.; 川田 善尚; 佐藤 真人; 池田 泰久*; 鷹尾 康一朗*; 野田 恭子*; 西村 建二*

Morita, Yasuji; Kim, S.-Y.; Kawata, Yoshihisa; Sato, Makoto; Ikeda, Yasuhisa*; Takao, Koichiro*; Noda, Kyoko*; 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。以前の研究でN-シクロ-2-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、ほかのピロリドン誘導体の適用を検討している。本研究では、U及びPuを共沈させる第2沈殿工程の効率化を目指し、新規高疎水性沈殿剤であるN-ネオペンチル-2-ピロリドン(NNpP)及びN-(1,2-ジメチルプロピル-2-ピロリドン(NDMProP)によるPu沈殿挙動に関する試験をU(VI)-Pu(IV)共存溶液で行った。試験の結果、U(VI)はいずれの場合も非常に高い沈殿率を示し、Pu(IV)は沈殿剤添加量が大きくなるほど沈殿率が上昇し、同じ添加量ではNNpP$$>$$NCP$$>$$NDMProP順で沈殿率が高いことがわかった。NNpPでは、モル比2.5倍量の添加で99.5%のPu沈殿率が得られた。また、NNpPの沈殿物が最も取り扱いやすい性状であることもわかり、本試験では、NNpPが第2沈殿工程用の沈殿剤として最も有望であることが示された。

Precipitation behavior of Pu with pyrrolidone derivatives of N-(1,2-dimethyl)propyl-2-pyrrolidone (NDMProP) and N-neopenthyl-2-pyrrolidone (NNpP) in the solutions of U-Pu mixture has been examined in order to evaluate their applicability to the U-Pu co-precipitation process in the reprocessing based only on precipitation method. We have previously developed a process with N-cyclohexyl-2-pyrrolidone (NCP). It was found that U(VI) was precipitated in a high yield with any of the three precipitants and the precipitation yield of Pu(IV) was increased with the added amount of the precipitants. When NNpP was added with the ratio of [NNpP]/[U+Pu]=2.5, 99.5% of Pu was precipitate. Since NNpP showed the highest precipitation ability for Pu(IV) and the best physical property as precipitate, NNpP would be the most appropriate precipitant for the U-Pu co-precipitation process.

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