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論文

Purification of uranium products in crystallization system for nuclear fuel reprocessing

竹内 正行; 矢野 公彦; 柴田 淳広; 三本松 勇次*; 中村 和仁*; 近沢 孝弘*; 平沢 泉*

Journal of Nuclear Science and Technology, 53(4), p.521 - 528, 2016/04

 被引用回数:2 パーセンタイル:23.67(Nuclear Science & Technology)

Uranium crystallization system has been developed to establish an advanced aqueous reprocessing for fast breeder reactor (FBR) fuel cycle in JAEA. In the advanced process, most of uranium in dissolved solution of spent FBR-MOX fuels with high heavy metal concentration is separated as uranyl nitrate hexahydrate (UNH) crystals by a cooling operation. The technical targets on the crystallization system are decided from FBR cycle performance, and the U yield from dissolved solution of the spent fuel is 70% and the decontamination factor (DF) of impurities in the crystal products is more than 100. The DF is lowered by involving liquid and solid impurities on and in the UNH crystals during the crystallization. In order to achieve the DF target, we discussed the purification technology of UNH crystals using a Kureha crystal purifier. As results, the uranium more than 90% in the feed crystals could be recovered as the purified crystals in all test conditions, and the DFs of solid and liquid impurities on the purified crystals showed more than 100 under longer residence time of crystals. In conclusion, the both targets for the yield and DF could be achieved simultaneously by introducing the crystal purification technology.

論文

Fission product separation from seawater by electrocoagulation method

北垣 徹; 星野 貴紀; 三本松 勇二; 矢野 公彦; 竹内 正行; 五十嵐 武士*; 鈴木 達也*

Journal of Radioanalytical and Nuclear Chemistry, 296(2), p.975 - 979, 2013/05

 被引用回数:4 パーセンタイル:35.61(Chemistry, Analytical)

At the Fukushima Daiichi NPPs, a large amount of seawater containing high activity fission product was accumulated and its treatment has been serious problem. Electrocoagulation method is expected to be part of a useful separation system that can reduce the amount of waste and decrease processing time. In this study, powdered adsorbents, such as ferrocyanide and zeolite, added to seawater containing simulated fission products, and electrocoagulation effect were investigated. As a result, more than 99% of Cs and I were removed. Moreover, rapid solution reactivity with heat was not observed, so the thermal risk of aqueous processing of the aggregation would be low. In addition, thermal analyses showed that the electrocoagulation process did not lead to thermal decomposition. Therefore, in the case electrocoagulation method is applied to decontamination system, it has the potential to thermally stabilize and reduce waste.

論文

FaCT Phase I evaluation on the advanced aqueous reprocessing process, 5; Research and development of uranium crystallization system

柴田 淳広; 矢野 公彦; 三本松 勇二; 中原 将海; 竹内 正行; 鷲谷 忠博; 長田 正信*; 近沢 孝弘*

Proceedings of International Conference on Toward and Over the Fukushima Daiichi Accident (GLOBAL 2011) (CD-ROM), 6 Pages, 2011/12

FaCTプロジェクトの一環として、ウラン晶析技術開発を実施している。開発目標は、70%以上のU回収率,100以上のDF,晶析装置の性能確認などである。実溶解液を用いたビーカ規模試験により基礎データを取得した。U晶析率は供給液組成や冷却温度により制御可能である。大半のFPのDFは洗浄操作により改善する。しかしながら、Pu-Cs複塩の生成によりCsの低DFが生じている。円環型晶析装置及び結晶分離機の性能を確認するため、各種試験を実施し、良好な機械的性能を確認した。しかしながら、結晶分離機によるU結晶の洗浄は、固体不純物に対して効果が認められなかった。U結晶の純度を改善するため、結晶精製技術の導入を検討し、KCP(Kureha Crystal Purifier)を選定した。KCPにおける固体不純物の挙動把握のため、ベンチスケールのKCP装置を用いてU結晶精製試験を実施した。KCPは液体不純物のみならず、固体不純物についてもよい除染性能を示した。

口頭

硝酸ウラニル六水和物の結晶精製技術開発

矢野 公彦; 三本松 勇二; 竹内 正行; 鷲谷 忠博; 長田 正信*; 近沢 孝弘*

no journal, , 

固体不純物を含む硝酸ウラニル六水和物結晶に対してKCP型試験装置を用いた結晶精製試験を実施し、固体不純物の粒径及び密度が精製に及ぼす影響を確認した。

口頭

工学規模ウラン晶析装置の開発,2; 装置内温度勾配の変化によるウラン結晶径への影響

柴田 淳広; 三本松 勇二; 竹内 正行; 鷲谷 忠博; 近沢 孝弘*; 菊池 俊明*

no journal, , 

小型工学規模の回転キルン型晶析装置を用いてウラン結晶径への装置内軸方向温度勾配の影響を評価した結果、原料液入口から母液出口までの温度勾配を均等化することによりウラン結晶が大径化することを確認した。

口頭

Effect of solid impurities on crystal purification performance in uranium crystallization system

竹内 正行; 矢野 公彦; 三本松 勇二; 柴田 淳広; 鷲谷 忠博; 長田 正信*; 近沢 孝弘*

no journal, , 

ウラン晶析法では冷却操作により、高HM濃度の使用済燃料溶解液中の多くのウランを硝酸ウラニル六水和物結晶として分離する。しかしながらその結晶の純度は十分でないことから、その純度を向上させるため、結晶精製技術の適用を検討している。本研究では結晶精製装置の精製メカニズムを明らかにするために、硝酸ウラニル六水和物結晶の精製試験により、精製性能に与える固体不純物の粒径及び密度の影響を評価した。その結果、固体不純物の粒径が小さいほど除染しやすいことがわかり、一方、密度については結晶精製性能に大きく影響を与えないことがわかった。その理由としては、小さい粒子ほどウラン結晶間を通過しやすいことで分離されやすいためであり、さらに不純物の除染性はウラン結晶の融液による押し流しによって促進されるものと考えられる。

口頭

FaCTフェーズI先進湿式再処理技術開発のとりまとめ,5; 晶析法による溶解液からのウラン回収

柴田 淳広; 矢野 公彦; 三本松 勇二; 中原 将海; 竹内 正行; 平野 弘康; 中島 靖雄; 鷲谷 忠博

no journal, , 

FBR燃料溶解液からウランを粗分離するウラン晶析技術について、その技術的成立性を評価した。各種試験・評価により、ウラン回収率及び除染係数等のプロセスデータを取得するとともに、晶析システム構成機器の定常・非定常時の運転特性,過渡的な応答性等を把握した。

口頭

硝酸ウラニル六水和物の結晶精製技術開発,2; KCP型結晶精製装置による高ウラン回収率運転時の性能確認試験

矢野 公彦; 三本松 勇二; 竹内 正行; 福嶋 峰夫; 鷲谷 忠博; 中村 和仁*; 近沢 孝弘*

no journal, , 

ベンチスケールのKCP型結晶精製装置を用いて、硝酸ウラニル六水和物(UNH)結晶に対しての結晶精製試験を行い、高ウラン回収率となる運転条件において、不純物に対する除染係数(DF)を確認した。

口頭

冷却晶析法におけるセシウム及びプルトニウムの同伴挙動

中原 将海; 柴田 淳広; 矢野 公彦; 三本松 勇二; 竹内 正行; 鷲谷 忠博

no journal, , 

ウランの粗分離を目的とする冷却晶析法の研究開発をするために、照射済高速炉燃料溶解液を用いたバッチ試験を実施した。硝酸ウラニル六水和物結晶の析出に伴い生成するセシウムとプルトニウムの複塩の挙動について必要な基礎データを取得した。

口頭

硝酸ウラニル六水和物の結晶精製技術開発,3; KCP型結晶精製装置による高U回収率運転時の固体不純物粒径効果

柴田 淳広; 矢野 公彦; 三本松 勇二; 竹内 正行; 鷲谷 忠博; 小泉 務; 中村 和仁*; 近沢 孝弘*

no journal, , 

平均粒径25$$mu$$mの固体不純物を含む硝酸ウラニル六水和物結晶に対してKCP型試験装置を用いた高ウラン回収率運転条件での結晶精製試験を実施した。その結果、微細固体不純物や液体不純物と同等の100程度の除染係数が得られることを確認した。

特許

液中からの放射性元素の分離・除去方法

北垣 徹; 星野 貴紀; 三本松 勇二; 矢野 公彦; 竹内 正行

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特願 2012-002095  公開特許公報  特許公報

【課題】高効率で迅速な凝集分離性能を有し、ポリマー等の有機化合物を使用せず、かつ、添加剤を極力低減することのできる実用化に適した液中からの放射性元素の分離・除去方法を提供する。 【解決手段】放射性元素を含む液にその放射性元素を吸着する吸着剤を添加して所定時間攪拌する吸着剤添加・攪拌工程と、その吸着剤添加・攪拌工程後に当該液を電解する電解工程と、その電解工程後に当該液中の固形分を分離する固形分分離工程を含むことを特徴とする。

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