Solvent extraction process for reprocessing and minor actinides separation using CHON ligands

CHON配位子を用いた溶媒抽出による再処理及びアクチノイド分離

松村 達郎  ; 伴 康俊  ; 鈴木 英哉; 津幡 靖宏   ; 宝徳 忍 ; 筒井 菜緒  ; 鈴木 明日香; 樋川 智洋   ; 黒澤 達也*; 柴田 光敦*; 川崎 倫弘*; 石井 翔*

Matsumura, Tatsuro; Ban, Yasutoshi; Suzuki, Hideya; Tsubata, Yasuhiro; Hotoku, Shinobu; Tsutsui, Nao; Suzuki, Asuka; Toigawa, Tomohiro; Kurosawa, Tatsuya*; Shibata, Mitsunobu*; Kawasaki, Tomohiro*; Ishii, Sho*

PUREXプロセスは工業規模の再処理工場として確立しており、TRUEX法及び4群群分離法は、高レベル廃液からのマイナーアクチノイド(MA)の分離プロセスとして開発され、既に実高レベル廃液を用いた連続抽出試験によって実証されている。これらの再処理及びMA分離プロセスで用いられている抽出剤であるTBP, CMPO、DIDPAは、U, Pu, MAの分離回収に高い性能を発揮するが、その分子構造にリンを含んでおり固体の二次廃棄物の発生源となることが課題である。そこで、核燃料サイクルからの放射性廃棄物の低減化を目的として、分子中に炭素(C), 水素(H), 酸素(O), 窒素(N)のみを含む(CHON)新規な抽出剤を用いた新しい再処理及びMA分離プロセスの研究開発を進めている。本発表では、抽出剤の選定から分離プロセス構築、実高レベル廃液試験の結果まで述べる。

PUREX process was established for industrial scale reprocessing plant. TRUEX and the 4 group separation were developed for partitioning of minor actinides from high level liquid waste from reprocessing process, and demonstrated by the continuous extraction test using genuine high level liquid waste. Although the extractants for reprocessing and MA separation processes, such as tri-n-butyl phosphate (TBP), n-octyl(phenyl)-N, N-diisobutylcarbamoylmethylphosphine oxide (CMPO) and diisodecylphosphoric acid (DIDPA), have excellent performance for recovery of U, Pu or MA, the molecules contain phosphorus which could be cause for the secondary waste from the solvent extraction processes. To minimize the radioactive waste from nuclear fuel cycle, we have conducted research and development of the new reprocessing and MA separation processes using innovative extractants in accord with CHON principle.