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マイクロ波による混合溶液の加熱特性に関する基礎研究,1; マイクロ波による混合溶液の加熱特性

Basic study on microwave heating of mixture solution, 1; Heating phenomena of mixture solution with microwave irradiation

長南 史記*; 阿部 豊*; 湯浅 朋久*; 金子 暁子*; 瀬川 智臣 ; 山田 美一 

Chonan, Fuminori*; Abe, Yutaka*; Yuasa, Tomohisa*; Kaneko, Akiko*; Segawa, Tomoomi; Yamada, Yoshikazu

核燃料サイクルの再処理工程において、マイクロ波加熱脱硝法(MH法)により硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合溶液を混合酸化物(MOX)原料粉末に転換している。処理能力向上のためにはマイクロ波加熱時の混合溶液の突沸・吹き零れといった過渡沸騰現象を防止し、装置や運転条件を最適化する必要がある。本研究では、試料容器下部に設置したサポーターの高さに注目し、サポート高がマイクロ波照射時の溶液の加熱特性に及ぼす影響を評価した。また、電磁場解析シミュレーションによるマイクロ波オーブンモデルの解析・評価を行い、実験結果との相関を調べた。これらの結果を基に、マイクロ波オーブン内の最適なサポート高について検討した。本研究により、サポート高が試料のマイクロ波加熱効率に対して重要なパラメータの一つであることが明らかとなった。

In a reprocessing process of nuclear fuel cycle, an uranium-plutonium mixed oxide (MOX) raw powder is converted from a mixture solution of uranyl nitrate and plutonium nitrate by the microwave heating denitration method (MH method). The MH method is applied to remove water and nitric acid from a metallic nitrate solution, and a metallic oxide is obtained. In order to improve the efficiency of MH method, optimizing the equipment and conditions is needed to prevent flushing of a mixture solution during microwave heating. In our group, we have been studied that the influence of height of supporter which placed under the mixture solution in the vessel on its heating phenomena. Also we have been analyzed simulation of electromagnetic field during microwave heating in microwave oven. From those results, we considered the appropriate height of supporter in the oven. It was clarified that height of supporter was one of the important parameter for the efficiency of microwave heating.

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