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Electrolysis of AmN in LiCl-KCl eutectic melts and renitridation of Am recovered in liquid Cd cathode

LiCl-KCl共晶溶融塩中でのAmNの溶融塩電解及び液体Cd陰極に回収したAmの再窒化

林 博和; 柴田 裕樹; 赤堀 光雄; 荒井 康夫; 湊 和生

Hayashi, Hirokazu; Shibata, Hiroki; Akabori, Mitsuo; Arai, Yasuo; Minato, Kazuo

原子力機構における窒化物燃料サイクルの研究開発によって明らかとなった窒化物燃料の乾式再処理の主工程である溶融塩電解法による窒化物の陽極溶解及び液体カドミウム(Cd)陰極へのアクチノイドの回収、及び液体Cd陰極に回収されたアクチノイドの再窒化におけるアメリシウム(Am)の挙動について報告する。Am$$^{3+}$$イオンを含んだLiCl-KCl共晶溶融塩中でのAmNの電解挙動をAmNディスク試料,液体Cd電極又はMo電極及び参照電極(Ag/AgCl電極)を用いた三電極法によって測定した結果、サイクリックボルタモグラムにおいてAmNの溶解に伴う酸化電流が見られた。また、AmNディスク試料を陽極とし、液体Cd電極を陰極として行った定電位電解によってAmN試料の電解を行い、窒素放出を観測した。液体Cd陰極において得られた電解回収物中には、金属間化合物Am$$_{11}$$Cd$$_{45}$$が含まれていることを明らかにした。さらに、液体Cd陰極に回収したAmをCdの蒸留とAmの窒化の二つの工程を一度に行う蒸留窒化法によって再窒化し、AmN粉末試料を調製できることを明らかにした。

R&D of the nitride fuel cycle technology is underway at Japan Atomic Energy Agency (JAEA). Behavior of americium (Am) in the pyrochemical process, which includes anodic dissolution of AmN and recovery of Am into a liquid cadmium (Cd) cathode by electrolyses in LiCl-KCl eutectic melts, and nitride formation of Am recovered in liquid Cd, is presented.

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