Simulation study of sludge precipitation in spent fuel reprocessing

再処理環境におけるスラッジ沈殿のシミュレーション研究

竹内 正行 ; 粟飯原 はるか   ; 中原 将海; 田中 耕太郎*

Takeuchi, Masayuki; Aihara, Haruka; Nakahara, Masaumi; Tanaka, Kotaro*

再処理溶液での沈殿挙動を評価するため、電解質熱力学モデルによるシミュレーション技術の開発を実施した。シミュレーション結果については、非放射性の10元素共存の模擬高レベル放射性廃液や3元素共存系のPu-Mo-Zr溶液での実験結果と比較し、その信頼性を検証した。その結果、シミュレーションと実験結果は沈殿物の大部分がモリブデン酸ジルコニウム二水和物であることを示しており、シミュレーション結果は実験系における沈殿物の化学形態や量のデータを良く再現していた。以上より、本研究では熱力学シミュレーションが再処理溶液からの沈殿状況を評価する有効なツールであることを示した。

A simulation technology with electrolyte thermodynamic model has been developed to evaluate the precipitation behavior in reprocessing solution based on nitric acid solution. The simulation results were compared with the experiment data from non-radioactive simulated HLLW with ten elements and Pu-Zr-Mo solution, and the reliability of the thermodynamic model was verified. Most of the precipitation species was zirconium molybdate hydrate from the both data. It is demonstrated that the chemical species and amount of the precipitation calculated by thermodynamic model reflected well that of experiments. This study has shown the thermodynamic simulation model is one of the useful tools to estimate the behavior of precipitation from the reprocessing solution.