報告書番号

T91050

タイトル（和文）

長半減期核種の乾式群分離技術の開発－溶融塩／液体Ｃｄ系におけるウラン，ネプツニウム及び希土類元素の分配挙動－

タイトル（英文）

DEVELOPMENT OF DYROMETALLURIGICAL TECHNOLOGYFOR LONG-LIVED NUCLIDES -MEASUREMENT OF DISTRIBUTION COEFFICIENTS OF U,NPAND RARE-EARTH ELEMENTS BETWEEN MOLTEN KCL-LICL EUTECTIC SALT AND LIGUID CADMIUM-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所が研究開発している乾式群分離では，溶融塩化物中の超ウラン元素（ＴＲＵ）を，Ｌｉを使ってＣｄ中に還元・抽出し，さらに電解精製を行ってＴＲＵの純度を上げて回収する。その際，化学的性質の似た希土類元素（ＲＥ）がＴＲＵに混入し，それが金属燃料の製造に悪影響を及ぼすことが予想されるので，ＴＲＵとＲＥの分離の程度を把握する必要がある。そこで本研究では，ＴＲＵとＲＥの相互分離の実験を行う前に，その基礎となる溶融ＫＣＩ－ＬｉＣＩ共晶塩中と液体Ｃｄ間におけるＵ，Ｎｐ，Ｌａ及びＣｅの分配実験を行った。これにより，これらの元素の分離評価に必要な分配係数（Ｄ＝Ｃｄ中の元素のモル分率／塩中の元素のモル分率）を測定した。また，同じ溶融ＫＣＩ－ＬｉＣＩ共晶塩／液体Ｃｄ中での活量係数を起電力の測定から求めた。この活量係数とこれまでに当所が測定した他の元素の活量係数を用いてＵ，Ｎｐ，Ｌａ及びＣｅの分配平衝を熱力学

概要 （英文）

CRIEPI HAS STUDIED A PYROMETALLURGICAL PROCESS FOR PARTITIONING TRANSURANIUM ELEMENTS(TRUS)FROM HIGH-LEVEL RADIOACTIVE WASTES(HLW).IN THIS PROCESS,TRUS IN MOLTEN SALT ARE REDUCED BY LI METAL AND EXTRACTED IN LIQUID CD,AND THEN PURIFIED BY ELECTROREFINING. HOWEVER,SOME RARE EARTH ELEMENTS(RES)ARE EXPECTED TO BE RECOVERED WITH TRUS BECAUSE RES ARE SIMILAR CHEMICALLY TO TRUS. THE PRESENCE OF RES INHIBITS THE UNIFORM DISTRIBUTION OF TRUS IN FABRICATED METALLIC FUEL. THEREFORE,IT IS NECESSARY TO OBTAIN DATA CONCERNING SEPARATION OF TRUS ANDRES. PRIOR TO A SEPARATION EXPERIMENT USING TRUS,THE DISTRIBUTION COEFFICIENTS(MOLE FRACTION IN CD DIVIDED BY MOLE FRACTION IN SALT)FOR U,NP,LA AND CE WERE DETERMINED IN MOLTEN KCI-LICI EUTECTIC SALT AND LIQUID CD-LI. THE ACTIVITY COEFFICIENTS OF U AND UCI3WERE ALSO OBTAINED FROM MEASUREMENTS OF EMF IN THE ABOVE SYSTEM. THE EQUILIBRIUM DISTRIBUTION OF U,NP,LA AND CE WAS ANALYZED THERMODYNAMICALLY BASED ON THE ACTIVITY COEFFICIENTS OF U AND OTHER ELEMENTS. THE RESULT SHOWS THAT CALCULATION USING ACTIVITY COEFFICIENTS IS USEFUL FOR PREDICTING SEPARATION OF THESE ELEMENTS EXCEPT NP.

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