Development of the thermogravimetric analysis method using microwave heating and its application

マイクロ波熱重量分析法の開発とその応用

瀬川 智臣 ; 濱場 大周*; 吉田 英人*; 福井 国博*

Segawa, Tomoomi; Hamaba, Taishu*; Yoshida, Hideto*; Fukui, Kunihiro*

使用済み燃料の再処理工程において、マイクロ波加熱直接脱硝法による硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合溶液から混合酸化物粉末(MOX原料粉末)への転換が行われている。マイクロ波を用いた金属硝酸塩水溶液の脱硝反応機構を明らかにするため、新たにマイクロ波熱重量分析装置を開発した。試料の両端に設置した電力計により、マイクロ波吸収エネルギーの計測、また、温度変化及び重量変化を連続的に測定することを可能とする。本装置により、硝酸銅水溶液を用いたマイクロ波脱硝法による金属酸化物粉末の生成プロセスを調査した。本研究の結果、マイクロ波加熱においては、従来の外部加熱と類似した反応経路をとることが明らかとなった。

In the field of reprocessing of spent nuclear fuel, the aqueous solution of uranyl nitrate and plutonium nitrate is converted to the mixed oxide powder (MOX raw powder) using the microwave heating method for direct denitration. In order to clarify the reaction mechanism of denitration of a metallic nitrate aqueous solution using microwaves, the novel thermogravimetric analysis unit using microwave heating was developed. The absorbed microwave energy can be measured by 2 power meters set on the both side of the raw material. The change in the temperature and the mass of the raw material can be also measured continuously. The process for synthesizing metallic oxide powders by the microwave denitration method was investigated using trihydrated copper nitrate aqueous solutions with this apparatus. As a result of this study, it was found that the reaction routes for microwave heating are the same as those for conventional external heating.