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Solubility of uranyl nitrate precipitates with $$N$$-Alkyl-2-pyrrolidone derivatives (Alkyl = $$n$$-propyl, $$n$$-butyl, $$iso$$-butyl, and cyclohexyl)

$$N$$-アルキル-2-ピロリドン誘導体(アルキル基=$$n$$-プロピル,$$n$$-ブチル,$$iso$$-ブチル,シクロヘキシル)による硝酸ウラニル沈殿の溶解度

鷹尾 康一朗*; 野田 恭子*; 野上 雅伸*; 杉山 雄一*; 原田 雅幸*; 森田 泰治; 西村 建二*; 池田 泰久*

Takao, Koichiro*; Noda, Kyoko*; Nogami, Masanobu*; Sugiyama, Yuichi*; Harada, Masayuki*; Morita, Yasuji; Nishimura, Kenji*; Ikeda, Yasuhisa*

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。本研究では、硝酸濃度0$$sim$$5.0Mの溶液におけるUO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$(NRP)$$_{2}$$(NRP=$$N$$-アルキル-2-ピロリドン,アルキル基=$$n$$-プロピル, $$n$$-ブチル, $$iso$$-ブチル,シクロヘキシル)の溶解度を測定した。その結果、UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$(NRP)$$_{2}$$の溶解度は、上澄み液における硝酸及びNRPの濃度が上昇するほど減少することがわかった。溶解度は、NRPの種類にも依存し、基本的にNRPが高疎水性であるほど溶解度は減少した。また、溶解度の評価に溶解度積の導入が有効であることがわかった。

We have been developing an advanced reprocessing system for spent FBR fuels based on precipitation method using pyrrolidone derivatives. In the present study, the solubility of UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$(NRP)$$_{2}$$ (NRP = $$N$$-alkyl-2-pyrrolidone, alkyl = $$n$$-propyl, $$n$$-butyl, $$iso$$-butyl and cyclohexyl) in aqueous solutions with HNO$$_{3}$$ has been examined. As a result, the solubility of each species of UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$(NRP)$$_{2}$$ generally decreases with increasing concentrations of HNO$$_{3}$$ and NRP ($$C$$(HNO$$_{3}$$) and $$C$$(NRP), respectively). The solubility of UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$(NRP)$$_{2}$$ also depends on the type of NRP; a higher hydrophobicity of NRP generally leads to a lower solubility of UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$(NRP)$$_{2}$$. The logarithms of effective solubility products ($$K$$$$_{rm eff}$$) of UO$$_{2}$$(NO$$_{3}$$)$$_{2}$$(NRP)$$_{2}$$ at different $$C$$(HNO$$_{3}$$) values and 293 K were evaluated.

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