JPH04319699A - 溶融塩電解精製装置 - Google Patents
溶融塩電解精製装置Info
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- JPH04319699A JPH04319699A JP3088265A JP8826591A JPH04319699A JP H04319699 A JPH04319699 A JP H04319699A JP 3088265 A JP3088265 A JP 3088265A JP 8826591 A JP8826591 A JP 8826591A JP H04319699 A JPH04319699 A JP H04319699A
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- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【０００１】［発明の目的］
【０００２】
【産業上の利用分野】本発明は高速増殖炉の使用済金属
燃料を再処理するための溶融塩電解精製装置に関する。
燃料を再処理するための溶融塩電解精製装置に関する。
【０００３】
【従来の技術】従来、原子力発電所から発生する使用済
金属燃料を再処理して使用済金属燃料に含まれる有用な
原子燃料成分を濃縮・回収し、かつ不要な核分裂生成物
を分離する技術として、図３に示すような溶融金属を陽
極とする溶隔塩電解精製装置が用いられている。図３に
示す溶隔塩電解精製装置は、陽極となる溶融金属１と、
この溶融金属１の上部に電解質の溶融塩電解質２が電解
槽３内に収納されている。溶融塩電解質２内には陰極４
が設置されている。陰極４に電気を供給する導線７と溶
融金属１に電気を供給する導線８とは電源１５および電
流を断続するためのスイッチ１２とから電気回路が形成
される。電解槽３の外周囲には電解槽３を加熱するヒー
タ５と電解槽からの放熱を抑制するための断熱材６が設
けられている。また電解槽３の上面には蓋９が設けられ
ている。電解槽３には溶融金属１を攪拌するための溶融
金属用攪拌装置１０と溶融塩電解質２を攪拌するための
溶融塩用攪拌装置１１が設けられている。さらに、被覆
管付きのままあるいは被覆管を取り除いて適当な大きさ
に切断した使用済金属燃料片１３を内蔵し、かつその使
用済金属燃料片１３が外に出ないような大きさの多数の
孔を有する金網あるいは多孔板等でできたかご状容器１
４が溶融金属１内に没入されている。なお、Ａは陰極４
に析出した折出金属を示している。
金属燃料を再処理して使用済金属燃料に含まれる有用な
原子燃料成分を濃縮・回収し、かつ不要な核分裂生成物
を分離する技術として、図３に示すような溶融金属を陽
極とする溶隔塩電解精製装置が用いられている。図３に
示す溶隔塩電解精製装置は、陽極となる溶融金属１と、
この溶融金属１の上部に電解質の溶融塩電解質２が電解
槽３内に収納されている。溶融塩電解質２内には陰極４
が設置されている。陰極４に電気を供給する導線７と溶
融金属１に電気を供給する導線８とは電源１５および電
流を断続するためのスイッチ１２とから電気回路が形成
される。電解槽３の外周囲には電解槽３を加熱するヒー
タ５と電解槽からの放熱を抑制するための断熱材６が設
けられている。また電解槽３の上面には蓋９が設けられ
ている。電解槽３には溶融金属１を攪拌するための溶融
金属用攪拌装置１０と溶融塩電解質２を攪拌するための
溶融塩用攪拌装置１１が設けられている。さらに、被覆
管付きのままあるいは被覆管を取り除いて適当な大きさ
に切断した使用済金属燃料片１３を内蔵し、かつその使
用済金属燃料片１３が外に出ないような大きさの多数の
孔を有する金網あるいは多孔板等でできたかご状容器１
４が溶融金属１内に没入されている。なお、Ａは陰極４
に析出した折出金属を示している。
【０００４】図３を用いて溶融金属１としてカドミウム
を、溶融塩電解質２として塩化物を用いた場合を例にと
って溶融塩電解法の作用を説明する。使用済金属燃料１
３はかご状容器１４に収納され、溶融金属１に浸漬され
る。 これにより、使用済金属燃料片１３に含まれる成分のう
ち、溶融金属１に溶解するもの（ウラン，プルトニウム
，ネオジウム，ガドリニウム等）は溶け出し、溶解しな
いものは残渣として残る。ここで、スイッチ１２を閉じ
ると溶融金属へ電気を供給する導線８を通じて溶融金属
１には正の電位が印加され、陰極４へ電気を供給する導
線７を通じて陰極４には負の電位が印加される。この時
、溶融金属１に溶解した使用済金属燃料に含まれる有用
な原子燃料成分および不要な核分裂生成物のうち、塩化
物生成自由エネルギーの絶対値が大きい。すなわち塩化
物になりやすい物質（例えば、ランタン，キュリウム，
プルトニウム，ウラニム，ジルコニウム等）は酸化され
て溶融金属１から溶け出し溶融塩電解質２中で塩化物と
なる。溶融金属１に溶解した使用済金属燃料に含まれる
有用な原子燃料成分および不要な核分裂生成物のうち、
塩化物生成自由エネルギーの絶縁値が小さいすなわち塩
化物になりにくい物質（例えばセリウム，ネオジウム，
ガドリニウム，ランタンパラジウム等）は、酸化されが
溶融金属１中に残留する。この時、前記の酸化されて溶
融金属１から溶け出し溶融塩２電解質２中で塩化物とな
っている使用済金属燃料に含まれる有用な原子燃料成分
および不要な核分裂生成物成分のうち塩化物生成自由エ
ネルギーの絶対値が比較的小さいすなわち塩化物になり
にくい物質（例えば、キュリウム，プルトニウム，ウラ
ニウム，ジルコニウム等）は還元されて陰極４の表面に
析出する。逆に塩化物生成自由エネルギーの絶対値が大
きいすなわち塩化物になりやすい物質（例えば、ランタ
ン）は還元されずそのまま溶融塩電解質２中に塩化物と
して残留する。この時、塩化物生成自由エネルギーに対
応した電位を電極に印加することによって陰極４の表面
に析出する物質の種類を制御することができる。以上に
示した作用により、有用な原子燃料成分と不要な核分裂
生成物とが混合された状態で含まれている使用済金属燃
料からプルトニウム，ウラニウム，ジルコニウム等の有
用な原子燃料成分のみを濃縮・回収できる。
を、溶融塩電解質２として塩化物を用いた場合を例にと
って溶融塩電解法の作用を説明する。使用済金属燃料１
３はかご状容器１４に収納され、溶融金属１に浸漬され
る。 これにより、使用済金属燃料片１３に含まれる成分のう
ち、溶融金属１に溶解するもの（ウラン，プルトニウム
，ネオジウム，ガドリニウム等）は溶け出し、溶解しな
いものは残渣として残る。ここで、スイッチ１２を閉じ
ると溶融金属へ電気を供給する導線８を通じて溶融金属
１には正の電位が印加され、陰極４へ電気を供給する導
線７を通じて陰極４には負の電位が印加される。この時
、溶融金属１に溶解した使用済金属燃料に含まれる有用
な原子燃料成分および不要な核分裂生成物のうち、塩化
物生成自由エネルギーの絶対値が大きい。すなわち塩化
物になりやすい物質（例えば、ランタン，キュリウム，
プルトニウム，ウラニム，ジルコニウム等）は酸化され
て溶融金属１から溶け出し溶融塩電解質２中で塩化物と
なる。溶融金属１に溶解した使用済金属燃料に含まれる
有用な原子燃料成分および不要な核分裂生成物のうち、
塩化物生成自由エネルギーの絶縁値が小さいすなわち塩
化物になりにくい物質（例えばセリウム，ネオジウム，
ガドリニウム，ランタンパラジウム等）は、酸化されが
溶融金属１中に残留する。この時、前記の酸化されて溶
融金属１から溶け出し溶融塩２電解質２中で塩化物とな
っている使用済金属燃料に含まれる有用な原子燃料成分
および不要な核分裂生成物成分のうち塩化物生成自由エ
ネルギーの絶対値が比較的小さいすなわち塩化物になり
にくい物質（例えば、キュリウム，プルトニウム，ウラ
ニウム，ジルコニウム等）は還元されて陰極４の表面に
析出する。逆に塩化物生成自由エネルギーの絶対値が大
きいすなわち塩化物になりやすい物質（例えば、ランタ
ン）は還元されずそのまま溶融塩電解質２中に塩化物と
して残留する。この時、塩化物生成自由エネルギーに対
応した電位を電極に印加することによって陰極４の表面
に析出する物質の種類を制御することができる。以上に
示した作用により、有用な原子燃料成分と不要な核分裂
生成物とが混合された状態で含まれている使用済金属燃
料からプルトニウム，ウラニウム，ジルコニウム等の有
用な原子燃料成分のみを濃縮・回収できる。
【０００５】
【発明が解決しようとする課題】前述した従来の溶融塩
電解精製装置では、溶融金属１および溶融塩電解質２の
各々に存在している物質の濃度分布を均一にするために
は攪拌翼を備えた溶融金属用攪拌装置１０、溶融塩電解
質用攪拌装置１１が用いられている。この攪拌は溶融金
属および溶融塩電解質各々を全体的に均一に行う必要が
あるが、溶融塩電解精製装置の規模が大きくなった場合
、攪拌翼による方式では全体的な攪拌が難しく、攪拌回
転数が高くなって局部的に流速が速くなると溶融塩電解
質の場合は陰極での析出物の脱落の原因となったり、溶
融金属の場合には溶融塩電解質との境界面の乱れが生じ
て電解に悪影響を与えるなどの課題がある。
電解精製装置では、溶融金属１および溶融塩電解質２の
各々に存在している物質の濃度分布を均一にするために
は攪拌翼を備えた溶融金属用攪拌装置１０、溶融塩電解
質用攪拌装置１１が用いられている。この攪拌は溶融金
属および溶融塩電解質各々を全体的に均一に行う必要が
あるが、溶融塩電解精製装置の規模が大きくなった場合
、攪拌翼による方式では全体的な攪拌が難しく、攪拌回
転数が高くなって局部的に流速が速くなると溶融塩電解
質の場合は陰極での析出物の脱落の原因となったり、溶
融金属の場合には溶融塩電解質との境界面の乱れが生じ
て電解に悪影響を与えるなどの課題がある。
【０００６】本発明は上記課題を解決するためになされ
たもので、電解に悪影響を及ぼすことなく溶融金属およ
び溶融塩電解質それぞれを全体的に均一に攪拌できるよ
うに構成した溶融塩電解精製装置を提供することを目的
とする。［発明の構成］
たもので、電解に悪影響を及ぼすことなく溶融金属およ
び溶融塩電解質それぞれを全体的に均一に攪拌できるよ
うに構成した溶融塩電解精製装置を提供することを目的
とする。［発明の構成］
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明は電解槽内に溶融
金属および溶融塩電解質を収容し、前記溶融金属を陽極
とし、この溶融金属中に溶解した使用済金属燃料を前記
溶融塩電解質中に配置された陰極に電解析出させて使用
済金属燃料に含まれる燃料成分を精製回収する溶融塩電
解精製装置において、前記電解槽の外周囲に前記溶融金
属相の領域相当部分に第１の誘導コイルを、前記溶融塩
電解質相の領域相当部分に第２の誘導コイルを設けたこ
とを特徴とする。
金属および溶融塩電解質を収容し、前記溶融金属を陽極
とし、この溶融金属中に溶解した使用済金属燃料を前記
溶融塩電解質中に配置された陰極に電解析出させて使用
済金属燃料に含まれる燃料成分を精製回収する溶融塩電
解精製装置において、前記電解槽の外周囲に前記溶融金
属相の領域相当部分に第１の誘導コイルを、前記溶融塩
電解質相の領域相当部分に第２の誘導コイルを設けたこ
とを特徴とする。
【０００８】
【作用】第１および第２の誘導コイルに数１０Ｈｚ程度
の電流を流すことにより溶融金属１相および溶融塩電解
質２相のそれぞれに流れを生じさせる。この流れは相全
体を循環する流れとなるので、各相内のプルトニウム，
ウラニウムなどの濃度を均一化する。つまり、電磁攪拌
により各相ごとにゆっくりと相全体を循環するような流
れを生じさせることができるので、効果的な攪拌を行う
ことができる。
の電流を流すことにより溶融金属１相および溶融塩電解
質２相のそれぞれに流れを生じさせる。この流れは相全
体を循環する流れとなるので、各相内のプルトニウム，
ウラニウムなどの濃度を均一化する。つまり、電磁攪拌
により各相ごとにゆっくりと相全体を循環するような流
れを生じさせることができるので、効果的な攪拌を行う
ことができる。
【０００９】
【実施例】図１を参照しながら本発明に係る溶融塩電解
精製装置の一実施例を説明する。図１に示す溶隔塩電解
精製装置は陽極となる溶融金属１と、この溶融金属１の
上部に電解質となる溶融塩２が電解槽３に収容されてい
る。溶融塩電解質２内には陽極４が設置され、この陰極
４に電気を供給する導線７と溶融金属１に電気を供給す
る導線８とを電源１５を介して電流を断続するためのス
イッチ１２が設けられている。電解槽３の外周囲には加
熱用のヒータ５、電解槽３から放熱を抑制するための断
熱材が設けられている。電解槽３の上面は蓋９によって
覆われている。ところで、溶融金属１を攪拌するための
電磁式第１の攪拌用誘導コイル２が溶融金属相の領域相
当部分の、溶融塩電解質２を攪拌するための電磁式第２
の攪拌用誘導コイル２２が溶融塩電解質相の領域相当部
分の断熱材６の外周囲に設けられている。さらに、被覆
管付きのままあるいは被覆管を取り除いて適当な大きさ
に切断した使用済金属燃料片１３を内蔵し、かつその使
用済金属燃料片１３が外に出ないような大きさの多数の
孔を有する金網あるいは多孔板等で形成されたかご状容
器１４が設けられている。
精製装置の一実施例を説明する。図１に示す溶隔塩電解
精製装置は陽極となる溶融金属１と、この溶融金属１の
上部に電解質となる溶融塩２が電解槽３に収容されてい
る。溶融塩電解質２内には陽極４が設置され、この陰極
４に電気を供給する導線７と溶融金属１に電気を供給す
る導線８とを電源１５を介して電流を断続するためのス
イッチ１２が設けられている。電解槽３の外周囲には加
熱用のヒータ５、電解槽３から放熱を抑制するための断
熱材が設けられている。電解槽３の上面は蓋９によって
覆われている。ところで、溶融金属１を攪拌するための
電磁式第１の攪拌用誘導コイル２が溶融金属相の領域相
当部分の、溶融塩電解質２を攪拌するための電磁式第２
の攪拌用誘導コイル２２が溶融塩電解質相の領域相当部
分の断熱材６の外周囲に設けられている。さらに、被覆
管付きのままあるいは被覆管を取り除いて適当な大きさ
に切断した使用済金属燃料片１３を内蔵し、かつその使
用済金属燃料片１３が外に出ないような大きさの多数の
孔を有する金網あるいは多孔板等で形成されたかご状容
器１４が設けられている。
【００１０】つぎに溶融金属１としてカドミウムを、溶
融塩電解質２として塩化物を用いた場合を例にとって溶
融塩電解法の作用を説明する。使用済金属燃料１３はか
ご状容器１４に収納され、溶融金属１に浸漬される。こ
れにより、使用済金属燃料片１３に含まれる成分のうち
溶融金属１に溶解するもの（ウラン，プルトニウム，ネ
オジウム，ガドリニウム等）は溶け出し、溶解しないも
のは残渣として残る。ここでスイッチ１２を閉じると溶
融金属１へ電気を供給する導線８を通じて溶融金属１に
は正の電位が印加され、陰極４へ電気を供給する導線７
を通じて陰極４には負の電位が印加される。これにより
溶融金属１に溶解した使用済金属燃料に含まれる有用な
原子燃料成分および不要な核分裂生成物のうち、塩化物
生成自由エネルギーの絶対値が大きい。すなわち塩化物
になりやすい物質（例えば、ランタン，キュリウム，プ
ルトニウム，ウラニウム，ジルコニウム等）は酸化され
て溶融金属１から溶け出し溶融塩電解質２中で塩化物と
なる。この時に、電解槽３の外周部に設置された誘導コ
イル２２に周波数１〜 １００Ｈｚ程度の電流を流すこ
とにより電磁誘導作用で非接解式で溶融金属１の攪拌を
行う。この攪拌は溶融金属全体に作用するので局部的に
流速が速くなるといった課題もなく均一に攪拌できる。
融塩電解質２として塩化物を用いた場合を例にとって溶
融塩電解法の作用を説明する。使用済金属燃料１３はか
ご状容器１４に収納され、溶融金属１に浸漬される。こ
れにより、使用済金属燃料片１３に含まれる成分のうち
溶融金属１に溶解するもの（ウラン，プルトニウム，ネ
オジウム，ガドリニウム等）は溶け出し、溶解しないも
のは残渣として残る。ここでスイッチ１２を閉じると溶
融金属１へ電気を供給する導線８を通じて溶融金属１に
は正の電位が印加され、陰極４へ電気を供給する導線７
を通じて陰極４には負の電位が印加される。これにより
溶融金属１に溶解した使用済金属燃料に含まれる有用な
原子燃料成分および不要な核分裂生成物のうち、塩化物
生成自由エネルギーの絶対値が大きい。すなわち塩化物
になりやすい物質（例えば、ランタン，キュリウム，プ
ルトニウム，ウラニウム，ジルコニウム等）は酸化され
て溶融金属１から溶け出し溶融塩電解質２中で塩化物と
なる。この時に、電解槽３の外周部に設置された誘導コ
イル２２に周波数１〜 １００Ｈｚ程度の電流を流すこ
とにより電磁誘導作用で非接解式で溶融金属１の攪拌を
行う。この攪拌は溶融金属全体に作用するので局部的に
流速が速くなるといった課題もなく均一に攪拌できる。
【００１１】溶融金属１に溶解した使用済金属燃料に含
まれる有用な原子燃料成分および不要な核分裂生成物の
うち、塩化物生成自由エネルギーの絶対値が小さいすな
わち塩化物になりにくい物質（例えば、セリウム，ネオ
ジウム，ガドリニム，ランタンパラジウム等）は、酸化
されず溶融金属１中に残留する。また、前記の酸化され
て溶融金属１から溶け出し溶融塩電解質２中で塩化物と
なっている使用済金属燃料に含まれる有用な原子燃料成
分および不要な核分裂生成物成分のうち比較的塩化物生
成自由エネルギーの絶対値が小さいすなわち塩化物にな
りにくい物質（例えば、キュリウム，プルトニウム，ウ
ラニウム，ジルコニウム等）は還元されて陰極４の表面
に析出する。この時、電解槽３の外周部に設置された誘
導コイル２１に周波数１０〜 １００Ｈｚ程度の電流を
流すことにより電磁誘導作用で非接触式で溶融塩電解質
２の攪拌を行う。この攪拌は溶融塩電解質２全体に作用
するので局部的に流速が速くなって陰極４表面の析出金
属Ａの脱落の原因となる様なこともない。
まれる有用な原子燃料成分および不要な核分裂生成物の
うち、塩化物生成自由エネルギーの絶対値が小さいすな
わち塩化物になりにくい物質（例えば、セリウム，ネオ
ジウム，ガドリニム，ランタンパラジウム等）は、酸化
されず溶融金属１中に残留する。また、前記の酸化され
て溶融金属１から溶け出し溶融塩電解質２中で塩化物と
なっている使用済金属燃料に含まれる有用な原子燃料成
分および不要な核分裂生成物成分のうち比較的塩化物生
成自由エネルギーの絶対値が小さいすなわち塩化物にな
りにくい物質（例えば、キュリウム，プルトニウム，ウ
ラニウム，ジルコニウム等）は還元されて陰極４の表面
に析出する。この時、電解槽３の外周部に設置された誘
導コイル２１に周波数１０〜 １００Ｈｚ程度の電流を
流すことにより電磁誘導作用で非接触式で溶融塩電解質
２の攪拌を行う。この攪拌は溶融塩電解質２全体に作用
するので局部的に流速が速くなって陰極４表面の析出金
属Ａの脱落の原因となる様なこともない。
【００１２】一方、塩化物生成自由エネルギーの絶対値
が大きいすなわち塩化物になりやすい物質（例えば、ラ
ンタン）は還元されずそのまま溶融塩電解質２中に塩化
物として残留する。この時、塩化物生成自由エネルギー
に対応した電位を電極に印加することによって陰極４の
表面に析出する物質の種類を制御することができる。
が大きいすなわち塩化物になりやすい物質（例えば、ラ
ンタン）は還元されずそのまま溶融塩電解質２中に塩化
物として残留する。この時、塩化物生成自由エネルギー
に対応した電位を電極に印加することによって陰極４の
表面に析出する物質の種類を制御することができる。
【００１３】以上説明した様に、本実施例の溶融塩電解
精製装置では電磁誘導方式の攪拌により、溶融金属およ
び溶融塩電解質の攪拌を行うため、全体的に均一な攪拌
が出来、また、局部的に流速が速くなることもないので
、陰極での析出物の脱落などの課題を生じることはない
。
精製装置では電磁誘導方式の攪拌により、溶融金属およ
び溶融塩電解質の攪拌を行うため、全体的に均一な攪拌
が出来、また、局部的に流速が速くなることもないので
、陰極での析出物の脱落などの課題を生じることはない
。
【００１４】つぎに図２により本発明の第２の実施例を
説明する。なお、図２中図１と同一部分には同一符号を
付して重複する部分の説明は省略する。第２の実施例で
は溶融金属１相の領域相当部分の電解槽３の外周面に電
磁式第２の攪拌加熱用誘導コイル１４と、溶融極電解質
２相の領域相当部分の電解槽３の外周面に電磁式第１の
攪拌加熱用誘導コイル２３を設けるとともに断熱材６内
の加熱用ヒータを削除したことにある。その他の部分に
ついては図１と同様である。
説明する。なお、図２中図１と同一部分には同一符号を
付して重複する部分の説明は省略する。第２の実施例で
は溶融金属１相の領域相当部分の電解槽３の外周面に電
磁式第２の攪拌加熱用誘導コイル１４と、溶融極電解質
２相の領域相当部分の電解槽３の外周面に電磁式第１の
攪拌加熱用誘導コイル２３を設けるとともに断熱材６内
の加熱用ヒータを削除したことにある。その他の部分に
ついては図１と同様である。
【００１５】しかして、上記第２の実施例において、電
解槽３は第１および第２の攪拌加熱用誘導コイル２３，
２４に１ＫＨｚから１０ＫＨｚの高周波を印加すること
により誘導加熱されて所定温度に維持されている。
解槽３は第１および第２の攪拌加熱用誘導コイル２３，
２４に１ＫＨｚから１０ＫＨｚの高周波を印加すること
により誘導加熱されて所定温度に維持されている。
【００１６】使用済金属燃料１３はかご状容器１４に収
納され、溶融金属１に浸漬される。これにより、使用済
金属燃料片１３に含まれる成分のうち溶融金属１に溶解
するもの（ウラン，プルトニウム，ネオジウム，ガドリ
ニウム等）は溶け出し、溶解しないものは残渣として残
る。ここでスイッチ１２を閉じると溶融金属へ電気を供
給する導線８を通じて溶融金属１には正の電位が印加さ
れ、陰極４へ電気を供給する導線７を通じて陰極４には
負の電位が印加される。
納され、溶融金属１に浸漬される。これにより、使用済
金属燃料片１３に含まれる成分のうち溶融金属１に溶解
するもの（ウラン，プルトニウム，ネオジウム，ガドリ
ニウム等）は溶け出し、溶解しないものは残渣として残
る。ここでスイッチ１２を閉じると溶融金属へ電気を供
給する導線８を通じて溶融金属１には正の電位が印加さ
れ、陰極４へ電気を供給する導線７を通じて陰極４には
負の電位が印加される。
【００１７】これにより溶融金属１に溶解した使用済金
属燃料に含まれる有用な原子燃料成分および不要な核分
裂生成物のうち、塩化物生成自由エネルギーの絶対値が
大きい。すなわち塩化物になりやすい物質（例えば、ラ
ンタン，キュリウム，プルトニウム，ウラニウム，ジル
コニウム等）は酸化されて溶融金属１から溶け出し溶融
塩電解質２：中で塩化物となる。この時に、電解槽３の
外周部に設置された第２の攪拌加熱用誘導コイル２４に
流す電流の周波数を断続的に低く（１〜１００ Ｈｚ程
度）切換えることにより電磁誘導作用で非接解式で溶融
金属１の攪拌を行う。この攪拌は溶融金属全体に作用す
るので局部的に流速が速くなるといった課題もなく均一
に攪拌できる。溶融金属１に溶解した使用済金属燃料に
含まれる有用な原子燃料成分および不要な核分裂生成物
のうち、塩化物生成自由エネルギーの絶対値が小さいす
なわち塩化物になりにくい物質（例えば、セリウム，ネ
オジウム，ガドリニウム，ランタン，パラジウム等）は
、酸化されず溶融金属１中に残留する。また、前記の酸
化されて溶融金属１から溶け出し溶融塩電解質２中で塩
化物となっている使用済金属燃料に含まれる有用な原子
燃料成分および不要な核分裂生成物成分のうち比較的塩
化物生成自由エネルギーの絶対値が小さいすなわち塩化
物になりにくい物質（例えば、キュリアム，プルトニウ
ム，ウラニウム，ジルコニウム等）は還元されて陰極４
の表面に析出する。この時、電解槽３の外周部に設置さ
れた誘導コイル３１に流す電流の周波数を断続的に低く
（１０〜 １００Ｈｚ程度）切換えることにより電磁誘
導作用で非接触式で溶融塩電解質２の攪拌を行う。この
攪拌は溶融塩電解質全体に作用するので局部的に流速が
速くなって陰極４表面の析出金属Ａの脱落の原因となる
様なこともない。
属燃料に含まれる有用な原子燃料成分および不要な核分
裂生成物のうち、塩化物生成自由エネルギーの絶対値が
大きい。すなわち塩化物になりやすい物質（例えば、ラ
ンタン，キュリウム，プルトニウム，ウラニウム，ジル
コニウム等）は酸化されて溶融金属１から溶け出し溶融
塩電解質２：中で塩化物となる。この時に、電解槽３の
外周部に設置された第２の攪拌加熱用誘導コイル２４に
流す電流の周波数を断続的に低く（１〜１００ Ｈｚ程
度）切換えることにより電磁誘導作用で非接解式で溶融
金属１の攪拌を行う。この攪拌は溶融金属全体に作用す
るので局部的に流速が速くなるといった課題もなく均一
に攪拌できる。溶融金属１に溶解した使用済金属燃料に
含まれる有用な原子燃料成分および不要な核分裂生成物
のうち、塩化物生成自由エネルギーの絶対値が小さいす
なわち塩化物になりにくい物質（例えば、セリウム，ネ
オジウム，ガドリニウム，ランタン，パラジウム等）は
、酸化されず溶融金属１中に残留する。また、前記の酸
化されて溶融金属１から溶け出し溶融塩電解質２中で塩
化物となっている使用済金属燃料に含まれる有用な原子
燃料成分および不要な核分裂生成物成分のうち比較的塩
化物生成自由エネルギーの絶対値が小さいすなわち塩化
物になりにくい物質（例えば、キュリアム，プルトニウ
ム，ウラニウム，ジルコニウム等）は還元されて陰極４
の表面に析出する。この時、電解槽３の外周部に設置さ
れた誘導コイル３１に流す電流の周波数を断続的に低く
（１０〜 １００Ｈｚ程度）切換えることにより電磁誘
導作用で非接触式で溶融塩電解質２の攪拌を行う。この
攪拌は溶融塩電解質全体に作用するので局部的に流速が
速くなって陰極４表面の析出金属Ａの脱落の原因となる
様なこともない。
【００１８】一方、塩化物生成自由エネルギーの絶対値
が大きいすなわち塩化物になりやすい物質（例えば、ラ
ンタン）は還元されずそのまま溶融塩電解質２中に塩化
物として残留する。この時、塩化物生成自由エネルギー
に対応した電位を電極に印加することによって陰極４の
表面に析出する物質の種類を制御することができる。
が大きいすなわち塩化物になりやすい物質（例えば、ラ
ンタン）は還元されずそのまま溶融塩電解質２中に塩化
物として残留する。この時、塩化物生成自由エネルギー
に対応した電位を電極に印加することによって陰極４の
表面に析出する物質の種類を制御することができる。
【００１９】
【発明の効果】本発明によれば電磁誘導方式の攪拌によ
り、溶融金属および溶融塩電解質の攪拌を行うため、全
体的に均一な攪拌ができ、また局部的に流速が速くなる
様なこともないので陰極での析出物の脱落などの課題も
生じない。さらに加熱と攪拌を同一の誘導コイルで行な
うとともに誘導コイルを断熱材の外側に設置することに
より保守・補修性が向上する。
り、溶融金属および溶融塩電解質の攪拌を行うため、全
体的に均一な攪拌ができ、また局部的に流速が速くなる
様なこともないので陰極での析出物の脱落などの課題も
生じない。さらに加熱と攪拌を同一の誘導コイルで行な
うとともに誘導コイルを断熱材の外側に設置することに
より保守・補修性が向上する。
【図１】本発明に係る溶融塩電解精製装置の一実施例を
示す断面図。
示す断面図。
【図２】本発明に係る溶隔塩電解精製装置の他の実施例
を示す断面図。
を示す断面図。
【図３】従来の溶融塩電解精製装置の断面図。
１…溶融金属、２…溶融塩電解質、３…電解槽、４…陰
極、５…ヒータ、６…断熱材、７…導線、８…導線、９
…蓋、１２…スイッチ、１３…使用済金属燃料、１４…
かご状容器、１５…電源、２１…第１の攪拌用誘導コイ
ル、２２…誘導コイル、２３…第１の加熱攪拌用誘導コ
イル、２４…第２の加熱攪拌用誘導コイル。
極、５…ヒータ、６…断熱材、７…導線、８…導線、９
…蓋、１２…スイッチ、１３…使用済金属燃料、１４…
かご状容器、１５…電源、２１…第１の攪拌用誘導コイ
ル、２２…誘導コイル、２３…第１の加熱攪拌用誘導コ
イル、２４…第２の加熱攪拌用誘導コイル。
Claims (1)
- 【請求項１】 電解槽内に溶融金属および溶融塩電解
質を収容し、前記溶融金属を陽極とし、この溶融金属中
に溶解した使用済金属燃料を前記溶融塩電解質中に配置
された陰極に電解析出させて使用済金属燃料に含まれる
燃料成分を精製回収する溶融塩電解精製装置において、
前記電解槽の外周囲に前記溶融金属相の領域相当部分に
第１の誘導コイルを、前記溶融塩電解質相の領域相当部
分に第２の誘導コイルを設けたことを特徴とする溶融塩
電解精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088265A JPH04319699A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 溶融塩電解精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP3088265A JPH04319699A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 溶融塩電解精製装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH04319699A true JPH04319699A (ja) | 1992-11-10 |
Family
ID=13938062
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP3088265A Pending JPH04319699A (ja) | 1991-04-19 | 1991-04-19 | 溶融塩電解精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH04319699A (ja) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995011509A1 (en) * | 1993-10-22 | 1995-04-27 | Japan Atomic Energy Research Institute | Nuclear fuel cycle |
| WO2000044963A1 (en) * | 1999-01-29 | 2000-08-03 | Kleeman, Ashley | Electrolytic cells swept by an electromagnetic field and process therefor |
| CN108885913A (zh) * | 2015-10-05 | 2018-11-23 | 科利尔株式会社 | 一种高效率干式再处理用电解槽和电解方法 |
| JP2020007579A (ja) * | 2018-07-03 | 2020-01-16 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 電解精製方法および電解精製装置 |
-
1991
- 1991-04-19 JP JP3088265A patent/JPH04319699A/ja active Pending
Cited By (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO1995011509A1 (en) * | 1993-10-22 | 1995-04-27 | Japan Atomic Energy Research Institute | Nuclear fuel cycle |
| WO2000044963A1 (en) * | 1999-01-29 | 2000-08-03 | Kleeman, Ashley | Electrolytic cells swept by an electromagnetic field and process therefor |
| CN108885913A (zh) * | 2015-10-05 | 2018-11-23 | 科利尔株式会社 | 一种高效率干式再处理用电解槽和电解方法 |
| EP3300082A4 (en) * | 2015-10-05 | 2019-01-02 | Clear Inc. | Electrolytic tank and electrolytic method for high-efficiency dry reprocessing |
| US10400343B2 (en) | 2015-10-05 | 2019-09-03 | Clear Inc. | Electrolytic tank and electrolytic method for high-efficiency dry reprocessing |
| CN108885913B (zh) * | 2015-10-05 | 2021-12-17 | 科利尔株式会社 | 一种高效率干式再处理用电解槽和电解方法 |
| JP2020007579A (ja) * | 2018-07-03 | 2020-01-16 | 東芝エネルギーシステムズ株式会社 | 電解精製方法および電解精製装置 |
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