Flowsheet study of U-Pu Co-crystallization reprocessing system

本間 俊司*; 石井 淳一; 菊池 俊明*; 近沢 孝弘*; 柴田 淳広; 小山 智造; 古閑 二郎*; 松本 史朗*

Journal of Nuclear Science and Technology, 45(6), p.510 - 517, 2008/06

https://doi.org/10.3327/jnst.45.510

U-Pu共晶析再処理システムを軽水炉燃料用に提案し、そのフローシート研究を実施した。本再処理システムは、硝酸溶液中の6価のプルトニウムが、単独では晶析しない場合でも硝酸ウラニルと共存すると、硝酸ウラニルと共晶析するという実験事実に基づく。本システムは、次の5工程、使用済燃料溶解工程,Pu酸化工程,共除染のためのU-Pu共晶析工程,結晶再溶解工程,UとPu分離のためのU晶析工程から成る。有機溶媒を使用しないため、有機溶媒の可燃性や処理にかかわる安全性や経済性の点で、PUREX再処理システムに比べ有利である。本システムは、U-Pu共晶析工程でほぼ全量のUとPuを回収するために、U-Pu共晶析工程の母液を溶解工程にリサイクルする必要がある。その最適なリサイクル率は、燃料の種類や製品の除染係数等によって決定される。U晶析工程からの母液は、UとPuを含んでおり、MOX燃料の原料となる。本フローシート研究から、U晶析工程の温度を制御することにより母液中のPu/U比を一定に保つことができ、使用済燃料組成の違いが製品の品質に影響を及ぼさないことがわかった。

微量生成物のプロセス内挙動に関する研究(II)

松本 史朗*; 田嶋 靖憲*; 古閑 二郎*; 宮原 由香理*

PNC TJ1609 98-001, 26 Pages, 1998/02

PNC-TJ1609-98-001.pdf:0.7MB

再処理プロセスの運転において生成、消滅する微量成分、特にアジ化水素酸のプロセス内挙動について数値シミュレーションによる検討を行った。アジ化水素酸のマスフローシミュレーションについて、前年度までに開発されたコードに、放射線およびテクネシウムの存在下でのヒドラジンと硝酸イオンとの反応によるアジ化水素酸の生成およびその分解を組み込み、抽出器の全体での物質収支式を解くように改良を行った。またシミュレーションに使用するモデルプラントについても東海再処理工場を対象として、現実に近い条件を設定して検討した。シミュレーションの結果、溶媒洗浄工程廃液中のアジ化水素酸の濃度はプロセスの値とほぼ一致しており、その値は安全基準と考えられている濃度の1/10であることを示している。

U-Pu共晶析法による再処理プロセス研究

柴田 淳広; 大山 孝一; 矢野 公彦; 野村 和則; 中村 和仁; 小山 智造; 近沢 孝弘*; 菊池 俊明*; 石井 淳一; 本間 俊司*; et al.

no journal, , 

原子力機構では、溶解液の大部分を占めるウラン(U)の効率的な回収方法として温度制御のみによる晶析技術に注目し、三菱マテリアル及び大学と協力しつつ、次世代湿式再処理技術への本技術の適用を検討している。本報告では、プルトニウム(Pu)の原子価を6価に調整することでPuとUを共晶析させ、再処理主工程を晶析法のみで構成する軽水炉燃料再処理プロセスについて紹介する。