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北脇 慎一; 仲吉 彬; 福嶋 峰夫; 坂村 義治*; 村上 毅*; 秋山 尚之*
Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 5 Pages, 2011/09
FaCTプロジェクトにおいて、金属燃料高速炉と乾式再処理について、将来の再処理技術の一つとして研究を行っている。原子力機構は電力中央研究所と共同で原子力機構東海研究開発センターのCPFにAr雰囲気グローブボックスを設置し共同研究を進めている。乾式再処理では、使用済金属燃料をLiCl-KCl中において陽極溶解し、UとPuをそれぞれ陰極で回収する。これまでの研究では、使用済燃料中のU, PuやMAとともに合金成分のZrの溶解も許容してきたが、Zrの溶出に伴う課題も存在するため、本研究ではZrの溶出を制限した条件での陽極溶解挙動の確認を行った。陽極として用いるU-Pu-Zr合金は、MOX燃料を還元して得たU-Pu合金とU-Zr合金を混合溶融させて調製した。調製したU-Pu-Zr合金は電解塩(LiCl-KCl-UCl
-PuCl)に浸漬し、電解試験を行った。
村上 毅*; 坂村 義治*; 秋山 尚之*; 北脇 慎一; 仲吉 彬; 福嶋 峰夫
Journal of Nuclear Materials, 414(2), p.194 - 199, 2011/07
被引用回数：17 パーセンタイル：77.43(Materials Science, Multidisciplinary)電解精製工程は、金属燃料(U-Zr, U-Pu-Zr)の乾式再処理の主要な工程の一つである。電解精製工程では、アクチナイドの高い回収率を達成するために、陽極中のアクチノイドを一部のZrとともに溶解する。しかし、Zrの溶解は乾式再処理工程に問題を起こす。そのため、未照射U-Pu-Zrを陽極に用いて、Zrの溶解量を最小限にした電解精製試験を773KのLiCl-KCl-(U, Pu, Am)Cl塩中で行った。実験では、Zrの溶解電位よりも卑な電位(1.0V vs Ag
/Ag)で、Zrの溶解量を制限して実施した。ICP-AESによる陽極残渣中の元素分析の結果、U及びPuの高い溶解率(U; 
99.6%, Pu; 99.9%)が達成されたことを確認した。
北脇 慎一; 仲吉 彬; 坂村 義治*; 秋山 尚之*
no journal, ,
乾式再処理プロセスにおいてアクチニド元素の高回収率を達成するために、工程中で発生する残渣を塩化ジルコニウム等を用いて塩化物に転換し、アクチニド元素等を抽出して電解精製槽へリサイクルする技術を実証した。
坂村 義治*; 村上 毅*; 秋山 尚之*; 北脇 慎一; 仲吉 彬; 福嶋 峰夫
no journal, ,
溶融塩中でU-Pu-Zr合金燃料の電解精製試験を行い、Zrの溶出を制限した条件においてもUとPuの高溶解率(U:99.6%, Pu:99.9%)を達成できることを確認し、溶解速度などの基礎的な知見を得た。
坂村 義治*; 村上 毅*; 秋山 尚之*; 飯塚 政利*; 北脇 慎一; 仲吉 彬
no journal, ,
高速炉金属燃料(U-Pu-Zr合金)の乾式再処理では、溶融塩中で使用済金属燃料を陽極として電解精製を行い核物質を陰極で回収する。これまでの研究では、Zrも同時に溶解しながら電解精製を行い、核燃料の高い溶解率と溶解速度を達成してきた。しかしZrの大半が溶解した場合、Zrが電解精製槽壁に析出して堆積,陽極から貴金属FPが散逸して回収される核燃料に混入する等の影響を生じた。本研究では、Zrの溶解を制限した電解条件でU-Pu-Zr合金の陽極溶解挙動を調べ、効率的な陽極溶解法について検討した。
北脇 慎一; 仲吉 彬; 坂村 義治*; 秋山 尚之*
no journal, ,
溶融塩中で電気化学的に酸化物を金属へ還元する電解還元技術の開発として、これまでに未照射MOX燃料の還元試験を実施しU, Pu合金が得られることを確認した。本研究では、電解還元技術のロバスト性を高めるため、Zrを多量に含む複合酸化物(U, Zr)O
の還元挙動について検討を行った。還元物のXRD測定の結果から、固溶体中のUOを電解還元により金属に還元できることが示された。
北脇 慎一; 仲吉 彬; 福嶋 峰夫; 村上 毅*; 坂村 義治*; 秋山 尚之*
no journal, ,
FaCTプロジェクトにおいて、金属燃料高速炉と乾式再処理について、将来の再処理技術の一つとして研究を行っている。原子力機構は電力中央研究所と共同で原子力機構東海研究開発センターのCPFにAr雰囲気グローブボックスを設置し共同研究を進めている。乾式再処理では、使用済金属燃料をLiCl-KCl中において陽極溶解し、UとPuをそれぞれ陰極で回収する。これまでの研究では、使用済燃料中のU, PuやMAとともに合金成のZrの溶解も許容してきたが、Zrの溶出に伴う課題も存在するため、本研究ではZrの溶出を制限した条件での陽極溶解挙動の確認を行った。陽極として用いるU-Pu-Zr合金は、MOX燃料を還元して得たU-Pu合金とU-Zr合金を混合溶融させて調製した。調製したU-Pu-Zr合金は電解塩(LiCl-KCl-UCl-PuCl)に浸漬し、電解試験を行った。
村上 毅*; 坂村 義治*; 秋山 尚之*; 北脇 慎一; 仲吉 彬; 小山 正史*
no journal, ,
金属電解法乾式再処理では、Cdを陰極として使用する。Cd中におけるアクチニドや希土類元素の拡散係数は、反応速度評価に不可欠であるが、その情報は十分ではない。そこで、本研究では電気化学的手法を用いて、Cd中におけるアクチニド(U, Pu)や希土類元素(La, Pr, Nd, Gd, Y及びSc)を測定した。
, (U,Zr)Oの電解還元挙動仲吉 彬; 北脇 慎一; 小藤 博英; 坂村 義治*; 秋山 尚之*
no journal, ,
乾式再処理では金属燃料サイクルに軽水炉燃料を取り入れるため、酸化物燃料(使用済燃料及び湿式再処理で回収したMOX)を金属に転換する電解還元技術が開発されてきた。本研究はZrOを含む燃料について乾式再処理技術の適用性を検討するため、LiCl溶融塩中でZrO、及びあらかじめZr濃度の異なる3種類の(U,Zr)O固溶体として調整された試料を用いて電解還元試験を実施した。ZrO及び組成の異なる固溶体中のUを電解還元法により金属に還元できることを確認した。このとき、LiZrOやLiPtOなどの副生成物が発生し、電解還元やプロセスの弊害となる可能性があるためこれらの生成条件や挙動の解明が今後の課題である。
