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金村 祥平*; 高橋 優也*; 大森 孝*; 野平 俊之*; 坂村 義治*; 松村 達郎
電気化学, 88(3), p.289 - 290, 2020/09
原子力発電所で発生する使用済燃料を再処理すると、高レベル廃液,ガラス固化体等の高レベル放射性廃棄物が発生する。高レベル廃棄物には、白金族元素,レアアース等のレアメタルが含まれる。これらレアメタルの一部は、Pd-107, Cs-135, Se-79, Zr-93といった半減期が数十万年以上の長寿命核分裂生成物(LLFP)であるため、現在は化学的、物理的に地層処分環境では長期間安定なガラス固化体として処分することとなっている。しかし、高レベル廃棄物からのレアメタル回収や、核変換処理による安定核種または短寿命核種への変換が実現すれば、原子力発電の長年の課題であった高レベル廃棄物の大幅な低減と、廃棄物の再資源化が実現できる。ImPACTプログラムにおいて、少量の試薬添加で元素の分離操作が実現でき、二次廃棄物量を低減可能な電気化学プロセスに着目し、電気化学的手法を用いた高レベル廃棄物からのLLFP分離回収プロセスを開発した。この成果が認められ、電気化学会技術賞(棚橋賞)を受賞した。電気化学会の依頼により、学会誌への解説記事を掲載する。本稿では、開発した手法について簡潔に解説した。
村上 毅*; 坂村 義治*; 飯塚 政利*; 野平 俊之*; 北脇 慎一; 小藤 博英
no journal, ,
A novel pyroprocess is proposed for recovering actinides from spent nuclear fuels in which electrochemical reactions on a liquid Ga in molten chlorides are used. The proposed pyroprocess utilizes the large difference of alloy formation potential between actinides-liquid Ga and lanthanides-liquid Ga to achieve a higher separation efficiency of actinides from lanthanides than a conventional pyroprocess using a liquid Cd as a reaction medium. The present study investigated basic electrochemical behaviors of lanthanides, Ce and Nd, and actinides, U and Pu, on a liquid Ga electrode in LiCl-KCl melts. Alloying potentials, current efficiencies and activity coefficients in liquid Ga are presented which are the inevitable properties to evaluate the feasibility of the proposed process.
村上 毅*; 坂村 義治*; 飯塚 政利*; 野平 俊之*; 北脇 慎一; 小藤 博英
no journal, ,
使用済燃料の環境負荷低減を目指す分離・変換シナリオに適した新規なアクチニド回収方法として、液体金属電極上での"合金形成・脱合金化"反応を用いた新規な乾式処理プロセスを提案している。本研究では、"Ga-U合金形成・脱合金化"反応に関する基礎的知見として、電流効率や液体Ga中Uの活量係数を求めた。
飯塚 政利*; 野平 俊之*; 多田 康平; 村上 毅*; 小藤 博英
no journal, ,
By adopting the pyroprocessing together with fast reactor which is partially/fully loaded with metal fuels, a fuel cycle system concept with enhanced MA recovery and transmutation capability can be designed. This fuel cycle system flexibly accommodates various possible scenarios for the fast reactor introduction and Pu/MAs management with the largest reduction effects on nuclear waste toxicity, making the most of current R&D infrastructure and planned industrial resources using oxide fuels. As a part of above mentioned R&D, the adaptation of liquid Ga cathode to the electrorefining process of pyro-process has been examined to improve decontamination factor of rare-earth FP element.
北脇 慎一; 仲吉 彬; 小藤 博英; 村上 毅*; 坂村 義治*; 飯塚 政利*; 安藤 秀一*; 野平 俊之*
no journal, ,
マイナーアクチニド(MA)分離・変換シナリオにおけるMAの回収方法として塩化物溶融塩と液体Ga, 液体Alを用いた乾式法に着目し、平衡分離係数を測定するため還元抽出実験を行った。実験の結果、従来の液体Cdを用いた場合に比べて、希土類元素に対する高い分離性能が得られることを確認した。
飯塚 政利*; 太田 宏一*; 大釜 和也; 小藤 博英; 野平 俊之*
no journal, ,
高速炉燃料サイクルに金属燃料-乾式再処理技術を取り込むことにより、幅広い高速炉導入シナリオやPu需給シナリオに柔軟に対応しつつ廃棄物有害度を最小化するMA回収・核変換システムの構築を目的として文部科学省からの受託事業を実施している。本報告ではこの事業の全体計画とこれまでの成果を述べる。
飯塚 政利*; 太田 宏一*; 野平 俊之*; 大釜 和也; 小藤 博英
no journal, ,
原子力発電容量が2030年度時点における総発電量の約22%(32GWe)で維持される条件下で、金属燃料高速炉,乾式再処理の特徴を活かした炉心を用いた複数のマイナーアクチニド(以下MA)回収・核変換シナリオについて、マルチリサイクルも考慮した燃料炉心の成立性,Pu/MAバランス,MA核変換性能等の観点から評価を行った結果、いずれのシナリオでも高いPu/MA蓄積量・放射毒性低減効果が得られることが示された。
北脇 慎一; 小藤 博英; 村上 毅*; 坂村 義治*; 飯塚 政利*; 野平 俊之*
no journal, ,
マイナーアクチニド(MA)分離・変換シナリオにおけるMAの回収方法として塩化物溶融塩と液体Ga、液体Alを用いた乾式法に着目し、電解による希土類元素との分離挙動を調べた。U, Pu, Am及びLa, Ce, Nd, Gdを含むLiCl-KCl(共晶組成)溶融塩中において液体Ga, 液体Alを電極として電解を行った結果、液体Gaを用いた場合に、従来の乾式再処理において使用されてきた液体Cdに比べて、希土類元素に対する高い分離性能が得られることがわかった。
小藤 博英; 北脇 慎一; 村上 毅*; 坂村 義治*; 飯塚 政利*; 野平 俊之*
no journal, ,
環境負荷低減を目指す分離・変換シナリオに適した新規なアクチニド回収方法として、乾式再処理技術をベースとした新たな電極を採用した分離技術を提案し、技術成立性の評価を進めている。本件では文部科学省公募として実施した液体Alまたは液体Ga電極による高除染電解精製手法の基礎試験を紹介する。
