金属硝酸塩混合水溶液のマイクロ波加熱脱硝特性と複素比誘電率評価

Evaluation on the denitration characteristics of metal nitrate aqueous mixed solution by microwave heating and the complex relative permittivity

瀬川 智臣 ; 川口 浩一  ; 石井 克典 ; 鈴木 政浩 ; 深澤 智典*; 福井 国博*; 北澤 敏秀*

Segawa, Tomoomi; Kawaguchi, Koichi; Ishii, Katsunori; Suzuki, Masahiro; Fukasawa, Tomonori*; Fukui, Kunihiro*; Kitazawa, Toshihide*

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り硝酸ウラニル・硝酸プルトニウム混合水溶液から混合酸化物粉末へ転換している。Na冷却高速炉で非均質サイクルを想定した場合には、マイクロ波加熱脱硝特性が明らかになっていないMAが主体的となった溶液を脱硝することが求められるため、金属硝酸塩混合水溶液のマイクロ波加熱脱硝特性データ取得が必要とされている。本研究では、硝酸銅・硝酸ニッケル混合水溶液のマイクロ波加熱脱硝特性と生成物および中間生成物の複素比誘電率について評価を行い、混合割合や最終生成物である酸化物のマイクロ波エネルギー損失性が脱硝特性に顕著に影響を及ぼすことを明らかにした。マイクロ波加熱により脱硝反応が進行しない硝酸ニッケルにおいても、脱硝可能な硝酸銅と混合することによってマイクロ波加熱脱硝が可能となることが確認できたことから、MAのうち、硝酸ニッケルのようにマイクロ波加熱脱硝反応が進行しない物質においても、硝酸銅のように脱硝可能な物質である硝酸ウラニルと混合することにより、マイクロ波加熱脱硝が可能になると期待される。

In the process of the spent fuel reprocessing, a mixture of uranyl nitrate and plutonium nitrate is converted to a mixed oxide powder by the microwave heating direct denitration method. In the case of assuming the heterogeneous cycle in the Na-cooled fast reactor, it is required to denitrate a solution containing mainly MA for which microwave heating denitration characteristics have not been clarified, therefore, it is necessary to obtain microwave heating denitration characteristics data for metal nitrate mixed aqueous solutions. In this study, microwave heating denitration characteristics of copper nitrate and nickel nitrate mixed solution and the complex relative permittivity of the final and intermediate products were evaluated. It was clarified that the mixing ratio and the microwave energy loss of metal oxides as final products remarkably affect the denitration characteristics.