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論文

Recovery of U-Pu alloy from MOX using a pyroprocess series

北脇 慎一; 篠崎 忠宏; 福嶋 峰夫; 宇佐見 剛*; 矢作 昇*; 倉田 正輝*

Nuclear Technology, 162(2), p.118 - 123, 2008/05

 被引用回数:15 パーセンタイル:23.62(Nuclear Science & Technology)

もんじゅペレットを用いて、U, Pu合金を回収するための乾式再処理の一連の試験を実施した。Li還元試験では、MOXの還元挙動がUO$$_{2}$$と同様であることを確認した。還元物を陽極としたCd陰極電解試験では、UとPuの分離係数が5.7であることを確認した。これは、既往研究成果と同様であった。物質収支については、電極及び塩中から、陽極装荷量に対してU:98%, Pu:103%の回収が確認された。これは、分析誤差を考慮すれば妥当な値である。陽極に残留したU濃度(Puに対する比率)は、装荷時に比べ若干増加しており、再酸化の可能性が示唆された。電解で得られたU-Pu合金を用いたCd蒸留によって、U-Puインゴットを生成した。

論文

Integrated experiments of electrometallurgical pyroprocessing with using plutonium oxide

小山 正史*; 土方 孝敏*; 宇佐見 剛*; 井上 正*; 北脇 慎一; 篠崎 忠宏; 福嶋 峰夫; 明珍 宗孝

Journal of Nuclear Science and Technology, 44(3), p.382 - 392, 2007/03

 被引用回数:18 パーセンタイル:18.84(Nuclear Science & Technology)

金属電解法は、将来の核燃料サイクル技術として有望な技術である。金属電解法の実証のため、Pu酸化物を用いた連続プロセス試験を実施した。試験では、10から20gのPuO$$_{2}$$をLi還元して得た還元金属を用いた。還元物は、LiCl-KCl-UCl$$_{3}$$を用いた電解精製試験装置の陽極バスケットに装荷した。この陽極を用いて、固体陰極にウランを回収した。塩中Pu濃度が十分高くなった後、PuとUを液体Cd陰極に同時回収した。付着する塩やCdを分離するために回収物を加熱し、U金属及びU-Pu合金をルツボ残留物として回収した。本報は、酸化物燃料の高温化学処理により、金属アクチニドの回収実証を行った初めての試験結果である。

論文

Recovery test of metal product from oxide fuel by electrometallurgical pyroprocess

北脇 慎一; 篠崎 忠宏; 福嶋 峰夫; 土方 孝敏*; 宇佐見 剛*; 小山 正史*

Proceedings of International Conference on Nuclear Energy System for Future Generation and Global Sustainability (GLOBAL 2005) (CD-ROM), 5 Pages, 2005/10

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口頭

CPFにおける金属電解法乾式再処理プロセス試験,12; MOX還元物を用いた電解精製試験

北脇 慎一; 篠崎 忠宏; 福嶋 峰夫; 宇佐見 剛*; 矢作 昇*; 倉田 正輝*

no journal, , 

金属電解法の成立性を定量的に評価するために、JAEAと電中研は共同で金属電解法乾式再処理試験設備をJAEA東海研究開発センターの高レベル放射性物質研究施設(CPF)に設置した。これまでに、Uを使用したプロセス試験を実施し、酸化物として装荷されたUの95%以上を金属として回収できることが示された。今回、MOX燃料への金属電解法の適用性評価を実施するため未照射MOX燃料の還元物を用いた電解精製試験を実施し、電解工程におけるU, Pu及びAmの分布を測定した。

口頭

CPFにおける金属電解法乾式再処理プロセス試験,11; MOX燃料のLi還元挙動

宇佐見 剛*; 倉田 正輝*; 矢作 昇*; 北脇 慎一; 篠崎 忠宏; 福嶋 峰夫

no journal, , 

金属電解法乾式再処理プロセス開発の一環として、CPFにおいて未照射MOXのLi還元試験を行い、(1)すべてのMOXが金属に還元できたこと,(2)その速度がFSのシステム設計の設定値よりも有意に大きいこと、などを示した。

口頭

CPFにおける金属電解法乾式再処理プロセス試験,13; Cd陰極の蒸留とU-Pu合金の製造

矢作 昇*; 宇佐見 剛*; 倉田 正輝*; 北脇 慎一; 福嶋 峰夫; 篠崎 忠宏

no journal, , 

Pu-U合金と融解温度の近いAg-Cu合金をCd中に溶解させた模擬試料によりCd陰極の蒸留条件を調べた。得られた条件に基づいてCd陰極を蒸留しPu-U合金を得た。これをさらに溶融処理し、Pu-Uインゴットを製造した。

口頭

CPFにおける金属電解法乾式再処理プロセス試験,14; MOX還元物の電解で発生した陽極残渣の処理

倉田 正輝*; 宇佐見 剛*; 矢作 昇*; 北脇 慎一; 福嶋 峰夫; 篠崎 忠宏

no journal, , 

金属電解法によりMOX還元物を電解精製した後で回収されたPuやUを含む陽極残渣を定性分析した。これを塩浴中に投入し、ZrCl$$_{4}$$試薬を用いて塩化物として再生するリワーク試験を行った。

口頭

次世代燃料サイクルのための高レベル廃液調整技術開発,12; 模擬残渣と硝酸の反応

宇佐見 剛*; 塚田 毅志*; 森田 泰治

no journal, , 

次世代核燃料サイクルの再処理におけるガラス固化の負担を軽減するための高レベル廃液調整技術開発として、Mo, Pd, Ruの分離技術開発と不溶解残渣個別処理技術開発を行っている。不溶解残渣性状評価の一環として、不溶解残渣の硝酸への溶解挙動把握のため、不溶解残渣を模擬したRu, Rh, Pd, Mo, Reの5元素から成る合金を製造し、構成元素比と硝酸への溶解挙動の関係を調べた。試験の結果、PdとMoの濃度が高いほど溶解しやすくなる傾向が見られ、Pdを含まない合金は全く溶解しないことがわかった。逆にRuを除外した合金は短時間で溶解した。

口頭

次世代燃料サイクルのための高レベル廃液調整技術開発,19; 不溶解残渣の溶解速度の組成依存性

宇佐見 剛*; 塚田 毅志*; 山岸 功; 森田 泰治

no journal, , 

不溶解残渣を長時間、硝酸中に浸漬した場合の溶解速度と、残渣組成等の関係を、模擬不溶解残渣として、Ruを主とし、Mo, Pd, Rhを含む合金を用いて調べた。不溶解残渣中のPdが増加すると溶解速度は大きくなり、Ruが増加すると溶解速度は小さくなった。すなわち、不溶解残渣中のPdが溶解を促進し、Ruが溶解を抑制することが示された。

口頭

次世代燃料サイクルのための高レベル廃液調整技術開発,21; まとめ・評価

森田 泰治; 山岸 功; 佐藤 宗一; 桐島 陽*; 藤井 俊行*; 上原 章寛*; 塚田 毅志*; 宇佐見 剛*; 黒崎 健*

no journal, , 

次世代核燃料サイクルの再処理におけるガラス固化の負担を軽減する高レベル廃液調整技術を開発することを目的として、高レベル廃液ガラス固化の妨害となるモリブデン(Mo),ラジウム(Pd),ルテニウム(Ru)の高レベル廃液からの分離除去及び不溶解残渣を個別処理する技術について、3年間に渡り実施してきた研究開発の成果のまとめとその評価について報告する。Mo分離ではHDEHP(ジ-2-エチルヘキシルリン酸)抽出法を検討し、連続抽出試験で元素の挙動データを取得するとともに、プロセスシミュレーション技術を開発した。本プロセスの成立性は高い。Pd抽出分離では、構成元素がC, H, O, Nである抽出剤DEHDO(5,8-ジエチル-7-ヒドロキシ-6-ドデカノンオキシム)を検討し、Pdを選択的に抽出できるものの逆抽出に課題があり、技術的成熟度はまだ低いと評価した。Ru分離では、酸化揮発法を研究した。Ru分離の前に濃縮工程を付加する必要がある。不溶解残渣固化技術開発では、不溶解残渣合金成分と、分離したPd金属あるいはPdO及びRuO$$_{2}$$は、混合して加圧焼結することにより安定な固化体にできることを明らかにした。

口頭

不溶解残渣の長期溶解挙動

宇佐見 剛*; 塚田 毅志*; 森田 泰治

no journal, , 

再処理におけるガラス固化で問題となる不溶解残渣について、性状評価の一環として不溶解残渣の硝酸への溶解挙動把握のための試験を行った。不溶解残渣を模擬したRu, Rh, Pd, Mo, Reの5元素から成る合金を製造し、構成元素比と硝酸への溶解挙動の関係を調べた結果、PdとMoの濃度が高いほど溶解しやすく、Ruの濃度が高いほど溶解しにくくなる傾向が見られた。

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