Development of U and Pu co-processing process; Demonstration of U, Pu and Np Co-recovery with centrifugal contactors

コプロセッシング法の抽出フローシート開発; 還流型遠心抽出器を用いたU, Pu, Np共回収試験

工藤 淳也 ; 倉林 和啓; 柳橋 太; 佐々木 俊一; 佐藤 武彦 ; 藤本 郁夫; 大部 智行

Kudo, Atsunari; Kurabayashi, Kazuaki; Yanagibashi, Futoshi; Sasaki, Shunichi; Sato, Takehiko; Fujimoto, Ikuo; Obu, Tomoyuki

コプロセッシング法とは、プロセス内で常にPuにUを同伴させて共回収を行うことにより核拡散抵抗性を向上させた、将来の再処理施設の抽出法である。Npはマイナーアクチノイドのひとつであり、半減期が長く、トリブチルリン酸(TBP)への抽出性を有する。Npを回収することで高放射性廃液の有害度が低減できるため、U及びPuに加えNpを共回収するフローシートの開発を実施した。本プロセス開発では、軽水炉、軽水炉-MOX及び高速炉から発生する使用済み燃料に対応するため、Pu含有率の異なる溶解液に対して、製品のPu/U比を一定で回収する、1サイクルフローシートの開発を目指している。我々は、分配サイクルを対象に、Pu含有率1%, 3%及び5%の装荷溶媒を小型の還流型遠心抽出器で試験した。試験の結果、Npの還元剤に硝酸ヒドロキシルアミン(HAN)を使用することで、U, Pu及びNpの共回収を達成した。これにより、開発したU, Pu, Np共回収フローシートの技術的成立性を確認した。

The Co-processing process is the extraction process to recover Pu/U mixed product solution with given Pu/U ratio for improving of nuclear proliferation resistance. In addition, Np is also recovered with U and Pu because Np is one of minor actinides and a long-lived radionuclide and Np has the extractability into TBP solvent. Development of its flowsheet achieves to decrease environmental effect of waste materials. The orientation of development about Co-processing process is to demonstrate of reprocessing the future spent fuels from a LWR, a LWR-MOX hybrid, and a FR-MOX with one cycle. We demonstrated by use of miniature reflux-type centrifugal contactors at the partitioning unit. The test conditions of the Pu/U ratio in the loaded solvents were 1%, 3%, and 5% considering the composition of spent fuels. We used the HAN as the reductant of Np (VI) for back extraction. The results of these tests were very good. We got the prospect of U, Pu, and Np Co-processing flowsheet.