Development of advanced reprocessing system using highly selective and controllable precipitants; Precipitation behavior of plutonium from U-Pu solution

高選択・制御性新規沈殿剤を用いる高度化再処理システムの開発; ウラン-プルトニウム溶液からのプルトニウムの沈殿挙動

森田 泰治  ; Kim, S.-Y.; 川田 善尚; 池田 泰久*; 菊池 俊明*

Morita, Yasuji; Kim, S.-Y.; Kawata, Yoshihisa; Ikeda, Yasuhisa*; Kikuchi, Toshiaki*

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。本システムは、Uを選択的に沈殿させる第1沈殿工程,濃縮工程,残りのU及びPuを共沈させる第2沈殿工程から成る。本研究では、高配位性・高疎水性沈殿剤であるN-1,2-ジメチルプロピル-2-ピロリドン(NDMProP), N-ネオペンチル-2-ピロリドン(NNpP)及びN-シクロヘキシル-2-ピロリドン(NCP)の第2沈殿工程への適用性検討のため、U(VI)-Pu(IV)混合溶液を用いて、Pu沈殿挙動を調べた。試験の結果、Pu沈殿率と生成した沈殿の物理的性状の点からNNpPが第2沈殿工程で用いる沈殿剤として最も適当であることがわかった。NNpPによるNp(IV, V, VI)の沈殿挙動の試験では、Np(VI)はU(VI)及びPu(IV)とともに定量的に共沈することが示された。U-Pu-模擬核分裂生成物の溶液による一連の工程の試験では、第1沈殿工程の後の濃縮工程が第2沈殿工程におけるPuの沈殿挙動に影響を与えていることが示唆された。

We have been developing an advanced reprocessing system for spent FBR fuels based on precipitation method using pyrrolidone derivatives, which consists of two precipitation steps; the first selective U precipitation step and the second U-Pu co-precipitation step. In the present study, precipitation behavior of Pu with pyrrolidone derivatives with high precipitation ability of N-(1,2-dimethyl)propyl-2-pyrrolidone (NDMProP), N-neopenthyl-2-pyrrolidone (NNpP) and N-cyclohexyl-2-pyrrolidone (NCP) has been examined with solutions of U-Pu mixture in order to evaluate their applicability to the second step. 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. Precipitation of Np(IV, V, VI) with NNpP was also examined and it was found that Np(VI) could be quantitatively co-precipitated with U(VI) and Pu(IV).