ウランの抽出とスラッジ除去のためのエマルションフロー法の開発

Development of an emulsion flow technique for uranium extraction and sludge removal

岡村 浩之   ; 永野 哲志  ; 長縄 弘親  

Okamura, Hiroyuki; Nagano, Tetsushi; Naganawa, Hirochika

再処理での溶媒抽出に基づく分離・精製工程では、遠心抽出器が有望な抽出装置として検討されているが、不溶性残渣などのスラッジ成分の影響を受けやすいという問題を抱えている。エマルションフロー法は、水相と油相が混合した乳濁状態の流れの発生と消滅を制御する方法であり、高効率かつ迅速な溶媒抽出を実現できることから画期的な手法として注目されている。本研究では、エマルションフロー法を利用した使用済み核燃料の革新的な再処理技術を開発することを目的として、再処理工程を模擬した硝酸水溶液からの迅速かつ高効率なウランの溶媒抽出とスラッジ成分の除去を一体化したシステムを構築した。エマルションフロー法により、使用済み核燃料溶解模擬溶液から、スラッジ成分の影響を受けることなくウランのみを選択的に抽出・逆抽出できると同時に、スラッジ成分の一部を除去できることが示された。

A centrifugal contactor has been investigated as a promising extractor in the separation and purification process based on solvent extraction in the nuclear fuel reprocessing. However, there is a problem of being affected by sludge components such as undissolved residues. The emulsion flow method is based on the control of the generation and disappearance of a flow in an emulsified state in which an aqueous phase and an oil phase are mixed, and can actualize highly efficient and rapid solvent extraction. Therefore, this method has attracted much attention as an innovative technique. In this study, to develop innovative reprocessing technology for spent nuclear fuels by the emulsion flow method, we constructed a system integrating highly efficient solvent extraction of uranium and removal of sludge components from a nitric acid aqueous solution simulating reprocessing process. It was demonstrated that, by using the emulsion flow apparatus, uranium can be selectively extracted and back-extracted from the simulated solution for nuclear fuel reprocessing without being affected by sludge components, and part of sludge components can be removed.