JPH01203228A - プルトニウムの再抽出方法 - Google Patents
プルトニウムの再抽出方法Info
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Abstract
め要約のデータは記録されません。
Description
溶液中に再抽出する方法である。
てプルトニウムをウランから分tIiするために、また
はウラン−プルトニウム分離あるいはプルトニウム抽出
のサイクルの終りに最後の微ωのプルトニウムを再抽出
するために使用することができる。
に燃料をt+1!IPII溶液に溶解させ、それを次に
有機溶媒(例えば、トリブチルボスファー1〜)の中に
抽出することにより核分裂生成物の大部分からプルトニ
ウムとウランを同日に分離することから成る抽出の第1
サイクルにかける。次にウラン/プルトニウムの分離作
業へと進み、そしてこれはウラン、プルトニウムおよび
ある核分裂生成物を含む有機溶媒を、プルトニウムを(
IV )価の状態から(I[I)価の状態へ還元するこ
とのできる化学薬剤を含む水溶液と接触させて、ウラン
が有機溶媒中に残ることがあってもプルトニウムを水の
相に再抽出することから成る。この作業のために、一般
に使用されている還元剤は硝酸ウランであり、しかしそ
れにヒドラジン硝酸塩から成る安定剤が添加され、これ
は機能としてウラン(IV )とプルトニウム(I[[
)の還元種を溶液中に存在する酸化剤から保護しなけれ
ばならない、なぜならこれらの還元種は安定剤の不在の
とき安定でないからである。
にヒドラジン硝酸塩の使用はある不便を示す。
易く、そして厄介な2!f+の生成物、すなわちアジ化
水filとアンモニウムイオンを生じさせる。
果としで生ずるのであり、すなわも次の反応式に従って
亜硝酸と速やかに反応づるからである。
成物であり、またHNO2が過剰に存在するときにはN
31」が次の反応式に従ってN2とN20に分解する。
N 2 0 + H20アンモニウムイオンの生成は次
の結果である。
Pu(IV)の還元 P u 4+十 N 2 ト15 + →Pu3
4+NH4” + 1/2 +H”2°)硝酸基イ
オンによるヒドラジンの分解、これは照射済核燃料の再
処理の第1段階から有機溶媒中に存在するテクネチウム
が触媒となって促進される。
安定なまたは爆発性の塩を生成し易いからである。
ヒドロキシルアミン硝酸塩を使用してPu(IV)のP
u (I[I)への還元を実施することから成り、同時
にはヒドロキシルアミン硝酸」工はPu(IV)の還元
剤のおにび水の相において還元14Pu (Ill)の
安定剤の役割をする。しかしこの場合に十分な反応速度
を得るためには50〜80℃の1ffl I&で操作す
ることが必要である。その代りに、ヒドラジン硝酸塩の
使用は必要ではない。その使用はある場合には同じく考
えられる番プれども、それは前記のような不便をもたら
すのである。ざらにこの方法の大きな不便はヒドロキシ
ルアミン硝Fa塩を還元剤として使用することであり、
なぜならばこれは硝酸ウラン(IV )よりもかなり遅
く反応するからである。そういうわけで、この方法の実
施は比較的♂り限される。なぜならばとドロ4:シルア
ミン硝酸塩は実際には限られた作用条件の範囲(弱酸性
、高い温度、長い接触時間など)においてのみ有効であ
るからである。
ルトニウム(rV )からプルトニウム(III)へ還
元することにより水相へ再抽出する方法を目的とし、そ
してこの方法は、lj1Mウラン(IV )−硝酸ヒド
ラジン系により得られるものと同等の結果を、アジ化水
素酸のような厄介な生成物を形成するなしに、得ること
を可能にするものである。
水溶液中に抽出するために、その有機溶媒を、ウラン(
IV)塩とヒドロキシルアミン塩を含む酸溶液から構成
された水溶液と接触させることから成る。
の還元剤であり、かつそれはこの還元を速やかにかつ定
量的に行うヒドロキシルアミン塩は酸媒体中で、ウラン
の原子111i (IV )およびプルトニウムの原子
価(III)を安定化させる薬剤としてここで使用され
る。以前の技術の方法では、ヒドロキシルアミン塩をプ
ルトニウムの原子価(I[I)を安定化する薬剤として
既に使用しているが、しかしどんな場合にもウランの原
子tilt(IV)を安定化する薬剤として使用してい
ない。かくしてヒドロキシルアミン塩は、それがPu(
IV)をPu(III)へ除徐に還元する特性を丞すだ
けにまりまけ、安定剤として以前に使用されたヒドラジ
ン硝酸塩を右利に代替する。
V )塩と共に使用することは以IViの技術の硝酸ウ
ラン(IV)−硝酸ヒドラジン系の効果を不都合、すな
わち厄介な生成物の形成なしに得ることを可能にする。
から成り、ぞしてそれは0.1〜2.5モル/1の硝1
’l?+11度を承りことが好ましい。
多種である。しかしながら、一般に硝酸ウラン(IV
)を使用することが、特に再抽出用水溶液が硝酸溶液で
あるとき、好まれる。
抽出すべきプルトニウムのかに関係し、そしてその聞は
、60SJ//!以上に達することができる。一般に2
〜150 S? / 1の硝酸ウラン(1v)を含む水
溶液が使用される。
は鉱酸または有機酸からの形であることができる。使用
されることのできる塩の例として、ヒト[lキシルアミ
ンの硝′Pa塩、硫酸塩、塩酸塩、リン酸塩、ギ酸塩お
よび酢酸塩を挙げることができる。好ましくは、ヒドロ
キシルアミン1Irl酸塩が、特に再抽出用水溶液が硝
酸溶液であるときに、使用される。
は同様に抽出すべきプルトニウムの弔に関係するが、そ
の結果再抽出溶液中に存在する硝酸ウラン(IV )に
も関係する。ヒドロキシルアミン塩が硝酸ヒドロキシル
アミンであるときは、水溶液は10−2〜0.5モル/
1の硝酸ヒドロキシルアミンを一般に含有する。
せることは、すべての慣用の抽出装置、例えば、ミキサ
ーデカンタ−1脈動抽出塔、遠心抽出機などの中で実施
できる。
かし室温より^い温度または低い温度も使用することが
できる。一般に、この接触を室温から40℃までの、例
えば20〜40℃の、全範囲の’fA rUで実tS
することができる。これらの温度の条件は、ヒドロキシ
ルアミンがかなりの速度で還元剤としての役割を果すた
めに十分高くない。
積比は、有n溶媒中のプルトニウムの濃度に応じて、水
溶液中へのプルトニウムのほぼ完全な再抽出を得るよう
に選択される。一般に再抽出用水溶液/有機溶媒の容積
比が1〜0.1になるbのを用いることができる。使用
される接触時間は比較的少なくてよく、例えば1分間以
十の程度である。
に先に示されたとおりに使用されることができる。それ
はまた照射演核燃料の再処理のあるサイクルの最終段階
に、13いて、例えばウラン−プルl−ニウム分υjの
後またはプルトニウム分離の完全イ^11イクルの後で
、有機溶媒中に存在する最後の微量のプルトニウムを再
抽出するために使用されることができる。
ウムを含む有機溶媒はいろいろな種類のものであり得る
。これらの溶媒は一般に不活性希釈剤および有機抽出剤
を包含する。例として、その有機抽出剤は、トリブチル
ホスフェート、アミン、アミド、ジアミド、有機リン酸
化合物、ホスフィン中性酸化物、アルキルチオリン酸な
どの中から選択されることができる。
例を添付の図面を参照して読むことにより一層明らかに
なる。これらの実施例は説明のだめのものであって限定
するものではないことをよく理解されたい。
ルアミン(NHA)を次の組成を得るように混合して再
抽出用水溶液を調製する。
:0.2モル/1 この溶液を常温で、光をM1プで、2か月間貯蔵してか
ら、次にそのHNO、U(IV)および硝酸ヒトOキシ
ラミンの含有鎖を測定づる。その結果は次のようである
。
19モル/1 かくして2か月の貯蔵の後にトlNO3、U(■)およ
び硝酸ヒドロキシラミンの含有鎖がほとんど変化しない
ことから硝酸ヒドロキシラミンがウラン(IV )に対
して安定させる良好な能力を有することが認められる。
1と同様にして調製する。
)と硝酸ヒドロキシラミンの濃度を時間と関連して測定
する。その結果は添付の図に示されているが、その図に
おいて 一曲線1は時間(分)の関数としての%il!l酸ヒド
ロキシラミンのi!1lJi(モル/1)の変化を示し
、そして 一曲線2は時間(分)の関数としてのウラン(IV )
の濃度(g/l)の変化を示す。
形成される1lNO2により分解されるが、ウラン(1
v)は溶液の硝酸ヒトOキシラミンの濃度が0.01モ
ル/1以上である限り酸化されないことが判る。
定剤として非常に有効であることが確認される。
フェートを含む脂肪族希釈剤から成る有機溶媒(例えば
1”PH)中に存在するプルトニウムを抽出する。
ニウムの再抽出のために1IF1酸ウランと硝酸ヒドロ
キシラミンを含む硝酸水溶液で次の組成を有するものを
使用する。
IA:0.2モル/1 この再抽出を実施するために、3c#+3の有機溶媒を
31J3の再抽出用水溶液と3分間室温で1!袢しなが
ら接触させ、次のその有機溶媒を再抽出用水溶液から分
離さ「てから、プルトニウム含有量を測定する。次にこ
の操作を3度繰返して相次いで4回の接触を行った。
存在するブルー・ニウムを14抽出するため実施例3に
おtノると同じ操作様式に従うが、再抽出用水溶液とし
て次の組成を有するlIl!IMウラン(IV )と硝
酸ヒドラジン(N03 N21」5 )の硝M溶液を使
用する。
。この去を見ると、硝酸ウラン−!’I酸ヒドロキシル
アミン系により得られた結果は硝酸ウラン−硝酸ヒドラ
ジン系により得られた結果と全く比肩し得るものである
ことが認められる。それ故、本発明の系の使用は、それ
がヒドラジンを使用しなければならない不便を除去しな
がら同じ結果を与えるので有利である。
ニウムを含みかつウランを殆ど含まないh機溶媒からブ
ルー・ニウムを再抽出する。
(IV )と1lrl酎ヒドロ1−ジルアミンの硝酸溶
液から成るしのを使用して、 1−INO:1モル/1 −U (IV): 20a/1 −Nl−IA:0.2モル/i 次の組成を有する30%のトリブチルホスファートを含
有ηるTP)−1から成る有機?FI奴中に存在するプ
ルトニウムを再抽(」1する。
M:2g/1 −IU(rV):0.3g/J −Tc : 20ttq/1゜ 実7JPA3と同じ操作様1℃に従ってプルトニウムの
再抽出を実施する。得られた結果は第2表に示されてい
る。
と同じ組成を有する有機溶媒中に存在するブルー−ニウ
ムを再抽出するが、14抽出用水溶液として次の組成を
有づる硝酸ウランと硝酸ヒドラジンの硝酸溶液を使用す
る。
見ると、これらの条件の下に、本発明の再抽出用水溶液
は以前の技術の硝酸ウランと硝酸ヒドラジンの溶液と等
しく有効であることが認められる。
の存在におけるプルトニウム< rv >の再抽出を説
明する。
に導入する。
看して、仕込まれる@機溶媒 l・リブチルボスファート二伸11中30容吊%HNO
:0.24モル/1 U:67g/j! Pu : 1.17q/1 一1mの高さの所で、0.15j!/lnの供給量で次
の組成を有する還元剤溶液 HNO:1モル/1 U (IV) : 100g/J NHA:0.23モル/i −塔の頂部に、0.585j!/hの供給量で、次の組
成を有する、ブルー・ニウムダムから来る溶液 1−INO:1.9モル/1 NHA:0.12モル/l Pu : 0. 433’j/l U : 1 2g/l!。
る。
3:0.183モル/l Pu :0.049g/J U : 69.69/1 かくしてブルー・ニウム濃縮係数として9.04が、そ
してプルトニウムに関するウランの除染係数として15
.4が得られる。
TV)の存在でのプルトニウム(IV)の分離抽出を説
明する。そのミキサーデカンタ−は、実施例5の脈動抽
出塔の頂部へ導入される水溶液がそこから来るプルトニ
ウムダムに相当する。
。
30%のT B Pを含む有機溶媒で、また次のものを
含む。
する再抽出溶液 HNO3:0.2モル/1 NHA:0.26モル/1 次の組成を有する還元剤が導入される。
5 d /時の供給量で、−第5段へ、5III/時の
供給量で。
3:0.048七ル/オ Ll:68.5’J/l PU : 0.4511Fl/1 が得られる。
ウムに関するウラン除染係数の109に相当する。
循環図が示されている。記@10は実施例5の脈動抽出
塔を、そして記@12は実施例6の5段階のミキサーデ
カンタ−を表わす。
存在でのプルトニウム(1v)の分離抽出およびミキナ
ーデカンターにおいてウラニウム(Vl)の存在でのプ
ルトニウムの分離抽出を実施例5および6と同様に行う
が、ただ還元剤として100g/オのウラン(IV)と
0.2モル/lのヒドラジン水加物を含む1M硝酸溶液
を用いて実施する。
ムの除染係数を集録した。第3表には同じ〈実施例5お
よび6において得られた結果も示した。
塩を含む本発明の還元剤溶液によって得られた効果は、
還元剤ウラン(IV)をヒドラジンにより安定化すると
きに得られる効果に似ていることが認められる。
ける右m溶媒のプルトニウム濃度の変化を脈動抽出塔の
高さおよびミキサーデカンタ−の段数の関数としで表わ
した。
5および6によるものであり、一方向14は比較例3に
よるものである。
においてプルトニウムの濃度は2つの場合においてほぼ
同じであることが認められる。
ける水相の11+イオン濃度の変化を脈動抽出塔の高さ
およびミキサーデカンタ−の段数の関数として表わした
。
であり、曲線6は比較例3によるものである。
Noを吹込むときに、前記水溶液の変化を時間の関数と
して表わす図表である。 第2図はその中で本発明の方法を使用するl1lit動
抽出塔およびミキサーデカンタ−を含む装置の図式的表
現である。 第3図はある@δのいろいろな場所における有機溶媒の
プルトニウム濃度の変化を表わす図表である。 第4図はある装置のいろいろな場所における水相のH+
瀾度の変化を表わす図表である。
Claims (10)
- (1)有機溶媒中に存在するプルトニウムを、前記有機
溶媒を水溶液と接触させることにより前記水溶液中に再
抽出する方法であつて、前記水溶液がウラン(IV)の塩
とヒドロキシルアミンの塩を含む酸溶液であることを特
徴とするプルトニウムの再抽出方法。 - (2)水溶液が硝酸の溶液であることを特徴とする請求
項(1)記載の方法。 - (3)水溶液が0.1〜2.5モル/lの硝酸を含むこ
とを特徴とする請求項(2)記載の方法。 - (4)ウラン(IV)の塩が硝酸ウラン(IV)であること
を特徴とする請求項(1)〜(3)のいずれか1項に記
載の方法。 - (5)水溶液が2〜150g/lの硝酸ウラン(IV)を
含むことを特徴とする請求項(4)記載の方法。 - (6)ヒドロキシルアミンの塩がヒドロキシルアミン硝
酸塩であることを特徴とする請求項(1)〜(5)のい
ずれか1項に記載の方法。 - (7)水溶液が10^−^2〜0.5モル/lのヒドロ
キシルアミン硝酸塩を含むことを特徴とする請求項(6
)記載の方法。 - (8)有機溶媒がウランおよびプルトニウムを含有する
ことを特徴とする請求項(1)〜(7)のいずれか1項
に記載の方法。 - (9)有機溶媒が、トリブチルホスフェート、アミン、
アミド、ジアミド、リンを含む酸の化合物、ホスフィン
の中性酸化物、およびアルキルチオリン酸の中から選択
される有機抽出剤を含むことを特徴とする請求項(1)
〜(8)のいずれか1項に記載の方法。 - (10)室温〜40℃の温度に接触させることを特徴と
する請求項(1)〜(9)のいずれか1項に記載の方法
。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|
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| JP2584853B2 JP2584853B2 (ja) | 1997-02-26 |
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Cited By (1)
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| FR2583989B1 (fr) * | 1985-06-26 | 1987-07-31 | Commissariat Energie Atomique | Procede pour eviter l'extraction du technetium et/ou du rhenium notamment lors de l'extraction de l'uranium et/ou du plutonium, par un solvant organique |
-
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-
1988
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- 1988-12-15 EP EP88403197A patent/EP0321348B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-16 JP JP31832888A patent/JP2584853B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1988-12-16 US US07/285,768 patent/US4983300A/en not_active Expired - Fee Related
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| JP4860040B2 (ja) * | 1998-06-19 | 2012-01-25 | コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ | プルトニウムまたはプルトニウム合金の溶解方法 |
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| FR2624755B1 (fr) | 1991-10-11 |
| US4983300A (en) | 1991-01-08 |
| EP0321348B1 (fr) | 1992-10-14 |
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