電解還元法のPurexプロセスへの応用; Pu及びUOの電解還元基礎試験

星野 忠也*; 根本 慎一*; 蔵光 泰*; 小林 洋昭; 川崎 毅*

PNC TN841 81-07, 67 Pages, 1981/01

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回分式電解還元試験装置を用いて、ウランおよびプルトニウムの電解還元基礎実験を行なった。この試験の結果をFaradayの基本式に従い解析したところ、電解還元によって生成されるU(IV)およびPu(III)は電気量(coulomb)に対し対数関係で、ある勾配を持つ直接関係で示せることが判った。更に、これら生成量(mol)は濃度に関し一次で示すことができ、H.Schmider及びM.Krumpltらの報告と一致していた。また、これらより誘導した連続電解槽の実験式を用いて、既に報告されているKFKのデータの検証を行なった結果、極めて良い一致を見た。一方、Pu(IV)の電解による還元速度はUO(II)のそれと比較し約10倍高いことが判った。したがってPu(IV)はUO(II)より同一条件においてより還元され易いことが判明した。このPu(IV)の還元もUO(II)が共存する系においては更に上昇し、共存するUO(II)の濃度とある関係が成立することが予想される結果を得た。これらのことから、本試験の結果から誘導した連続電解槽におけるPu生成量を算出する誘導式は工学規模装置にも適用できることが確認された。したがって現在考えられているパスカラムの型式から、その中に電解還元用の電極が有効に設置されるとした場合、分配工程においてはPu(IV)の電解法による還元分離は充分に可能であることが判明した。しかし、Pu精製工程においては水相を対象とした場合でも7m10mの電解ゾーンを必要とし、実用上大きな問題を有することが判った。以上、本試験によってPurexプロセスへの電解法の適用に役立つ基礎的知見を得ることができた。