JPH0688897A - ウランおよび照射済み核燃料の再処理の初期段階における核分裂生成物からクラウン化合物を用いてプルトニウムを分離する方法 - Google Patents
ウランおよび照射済み核燃料の再処理の初期段階における核分裂生成物からクラウン化合物を用いてプルトニウムを分離する方法Info
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Abstract
(57)【要約】 （修正有）
【目的】 Ｕおよび核分裂生成物からクラウン化合物に
よってＰｕを分離する方法を提供する。 【構成】 照射したまたは消費した核燃料を再処理する
第一のサイクルから得られる溶液のようなＰｕ、Ｕおよ
び核分裂生成物を含む水性溶液Ａ０を少なくとも１種類
のクラウン化合物を含む有機溶媒Ｏ０と接触させ、次い
でＵを水または硝酸水性溶液によって再抽出し、Ｐｕを
最終的に例えばＨ２ＳＯ４の水性溶液から再抽出するこ
とによって回収する。 【効果】 照射済み核燃料再処理用プラントの従来装置
に用いてプルトニウムの抽出効率を向上させることが出
来る。
よってＰｕを分離する方法を提供する。 【構成】 照射したまたは消費した核燃料を再処理する
第一のサイクルから得られる溶液のようなＰｕ、Ｕおよ
び核分裂生成物を含む水性溶液Ａ０を少なくとも１種類
のクラウン化合物を含む有機溶媒Ｏ０と接触させ、次い
でＵを水または硝酸水性溶液によって再抽出し、Ｐｕを
最終的に例えばＨ２ＳＯ４の水性溶液から再抽出するこ
とによって回収する。 【効果】 照射済み核燃料再処理用プラントの従来装置
に用いてプルトニウムの抽出効率を向上させることが出
来る。
Description
【０００１】本発明は、照射済み（ｉｒｒａｄｉａｔｅ
ｄ）核燃料要素を再処理する第一段階において得られる
水性溶液に含まれるウランおよび核分裂生成物からプル
トニウムを分離する方法に関する。
ｄ）核燃料要素を再処理する第一段階において得られる
水性溶液に含まれるウランおよび核分裂生成物からプル
トニウムを分離する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】更に具体的には、本発明は少なくとも１
種類のクラウン化合物を含む有機溶媒を用いてウランお
よび核分裂生成物からプルトニウムを分離する方法に関
する。数年間、照射済み核燃料の再処理を行うための極
めて広汎に用いられた手法は、この燃料を硝酸溶液に溶
解し、得られる水性硝酸溶液を有機溶媒と接触させて、
後者からウランとプルトニウムを抽出し、それらを核分
裂生成物のほとんどから分離し、水性相中でウランとプ
ルトニウムを再抽出し、有機溶媒を用いることによって
この水性相中に含まれるウランとプルトニウムを分離す
ることから成っている。最も頻繁に用いられる有機溶媒
は、トリブチルホスフェートである。
種類のクラウン化合物を含む有機溶媒を用いてウランお
よび核分裂生成物からプルトニウムを分離する方法に関
する。数年間、照射済み核燃料の再処理を行うための極
めて広汎に用いられた手法は、この燃料を硝酸溶液に溶
解し、得られる水性硝酸溶液を有機溶媒と接触させて、
後者からウランとプルトニウムを抽出し、それらを核分
裂生成物のほとんどから分離し、水性相中でウランとプ
ルトニウムを再抽出し、有機溶媒を用いることによって
この水性相中に含まれるウランとプルトニウムを分離す
ることから成っている。最も頻繁に用いられる有機溶媒
は、トリブチルホスフェートである。
【０００３】この溶媒は極めて満足すべき結果を提供す
るが、放射能分解により劣化してジブチルリン酸のよう
な生成物となり、これが抽出に悪影響を与えるので、放
射線に対する耐性が不十分であるという欠点を有する。
更に、このよう媒を用いてプルトニウムからウランを分
離するときには、最初にプルトニウムを還元する段階を
行って、プルトニウムを水性溶液中に保持し、トリブチ
ルホスフェートからウラン（ＶＩ）を抽出する必要があ
る。これには、追加の段階と還元剤および安定剤を導入
する必要があり、これらがその後の処理に悪影響を与え
る。
るが、放射能分解により劣化してジブチルリン酸のよう
な生成物となり、これが抽出に悪影響を与えるので、放
射線に対する耐性が不十分であるという欠点を有する。
更に、このよう媒を用いてプルトニウムからウランを分
離するときには、最初にプルトニウムを還元する段階を
行って、プルトニウムを水性溶液中に保持し、トリブチ
ルホスフェートからウラン（ＶＩ）を抽出する必要があ
る。これには、追加の段階と還元剤および安定剤を導入
する必要があり、これらがその後の処理に悪影響を与え
る。
【０００４】また、これらの欠点を克服するために用い
ることができる他の溶媒についても、多くの試験が行わ
れている。
ることができる他の溶媒についても、多くの試験が行わ
れている。
【０００５】用いることができるこれらの溶媒から、ク
ラウン化合物がトリブチルホスフェートよりもプルトニ
ウムに対して向上した親和性を有するので最も好適なも
のとして選択され、プルトニウムを還元する必要なしに
プルトニウムからウランを分離することができ、放射線
に暴露するときにトリブチルホスフェートより耐性が大
きく、１２０ｋｒａｄ／時の線量で１４０時間照射した
後にもこのクラウン化合物は不変のままである。
ラウン化合物がトリブチルホスフェートよりもプルトニ
ウムに対して向上した親和性を有するので最も好適なも
のとして選択され、プルトニウムを還元する必要なしに
プルトニウムからウランを分離することができ、放射線
に暴露するときにトリブチルホスフェートより耐性が大
きく、１２０ｋｒａｄ／時の線量で１４０時間照射した
後にもこのクラウン化合物は不変のままである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プル
トニウムの抽出効率を向上させることが可能なクラウン
化合物を用いてウランおよび核分裂生成物（ＰＦ）から
プルトニウムを分離する方法であって、照射済み核燃料
の再処理用のプラントに現在用いられているような従来
の装置に用いることが可能であるという利点を有する方
法を提供することである。
トニウムの抽出効率を向上させることが可能なクラウン
化合物を用いてウランおよび核分裂生成物（ＰＦ）から
プルトニウムを分離する方法であって、照射済み核燃料
の再処理用のプラントに現在用いられているような従来
の装置に用いることが可能であるという利点を有する方
法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ウラン
および照射済み核燃料要素を再処理する際に得られ且つ
これらの要素に由来する実質的に総てのプルトニウムを
含む水性溶液ＡＯに含まれる核分裂生成物からプルトニ
ウム（ＩＶ）を分離する方法は、（１）この水性溶液Ａ
Ｏを少なくとも１種類のクラウン化合物を含む有機溶液
Ｏ０と接触させて、ウランとプルトニウムを含む有機溶
液Ｏ１と核分裂生成物を含む水性溶液Ａ１を得て、
（２）この有機溶液Ｏ１を水または硝酸水性溶液によっ
て構成される水性溶液Ａ４と接触させることによって有
機溶液Ｏ１に抽出されるウランを再抽出して、ウランを
含む水性溶液Ａ５とプルトニウムを含む有機溶液Ｏ３を
得て、（３）有機溶液Ｏ３を親水性酸の水性溶液Ａ６と
接触させることによってこの有機溶液Ｏ３中に含まれる
プルトニウムを回収する連続的段階を含んでいる。
および照射済み核燃料要素を再処理する際に得られ且つ
これらの要素に由来する実質的に総てのプルトニウムを
含む水性溶液ＡＯに含まれる核分裂生成物からプルトニ
ウム（ＩＶ）を分離する方法は、（１）この水性溶液Ａ
Ｏを少なくとも１種類のクラウン化合物を含む有機溶液
Ｏ０と接触させて、ウランとプルトニウムを含む有機溶
液Ｏ１と核分裂生成物を含む水性溶液Ａ１を得て、
（２）この有機溶液Ｏ１を水または硝酸水性溶液によっ
て構成される水性溶液Ａ４と接触させることによって有
機溶液Ｏ１に抽出されるウランを再抽出して、ウランを
含む水性溶液Ａ５とプルトニウムを含む有機溶液Ｏ３を
得て、（３）有機溶液Ｏ３を親水性酸の水性溶液Ａ６と
接触させることによってこの有機溶液Ｏ３中に含まれる
プルトニウムを回収する連続的段階を含んでいる。
【０００８】したがって、前記の方法によれば、単純な
抽出の後に洗浄および再抽出を行うことによって、高い
選択性で如何なる原子価サイクル（ｖａｌｅｎｃｅ ｃ
ｙｃｌｅ）もなしにＵ／Ｐｕ／ＰＦ分離を行うことが可
能である。更に、この方法は、現在の手法を著しく改良
する必要がない。
抽出の後に洗浄および再抽出を行うことによって、高い
選択性で如何なる原子価サイクル（ｖａｌｅｎｃｅ ｃ
ｙｃｌｅ）もなしにＵ／Ｐｕ／ＰＦ分離を行うことが可
能である。更に、この方法は、現在の手法を著しく改良
する必要がない。
【０００９】実際に、この新規な有機溶液では、照射済
み核燃料の再処理に現在用いられている装置のほとんど
は、若干の小さな改良を施せば使用し続けることができ
る。
み核燃料の再処理に現在用いられている装置のほとんど
は、若干の小さな改良を施せば使用し続けることができ
る。
【０００１０】この方法の第一段階では、ウラン、プル
トニウムおよび核分裂生成物を含む水性溶液Ａ０をクラ
ウン化合物を含むこの有機溶液と接触させることによっ
て、有機溶液Ｏ０中のウランとプルトニウムが抽出され
るが、核分裂生成物はほとんどの部分が水性溶液中に残
っている。
トニウムおよび核分裂生成物を含む水性溶液Ａ０をクラ
ウン化合物を含むこの有機溶液と接触させることによっ
て、有機溶液Ｏ０中のウランとプルトニウムが抽出され
るが、核分裂生成物はほとんどの部分が水性溶液中に残
っている。
【０００１１】一般的には、水性溶液Ａ０は、硝酸濃度
が０．８〜５ｍｏｌ／ｌ、例えば４．５ｍｏｌ／ｌの硝
酸溶液である。
が０．８〜５ｍｏｌ／ｌ、例えば４．５ｍｏｌ／ｌの硝
酸溶液である。
【０００１２】第二段階では、ウランが水または硝酸溶
液によって再抽出され、有機溶液にはプルトニウムのみ
が残るようになる。
液によって再抽出され、有機溶液にはプルトニウムのみ
が残るようになる。
【０００１３】この第二段階では、硝酸濃度が３ｍｏｌ
／ｌ未満の硝酸溶液、例えばＨＮＯ３濃度が１ｍｏｌ／
ｌの水性溶液を用いることができる。
／ｌ未満の硝酸溶液、例えばＨＮＯ３濃度が１ｍｏｌ／
ｌの水性溶液を用いることができる。
【０００１４】プルトニウムを再抽出する最終段階で
は、Ｐｕと強力な錯体を形成することができる親水性酸
の水性溶液が用いられる。
は、Ｐｕと強力な錯体を形成することができる親水性酸
の水性溶液が用いられる。
【０００１５】用いることができる親水性酸は、Ｈ２Ｓ
Ｏ４、Ｈ３ＰＯ４、ＨＣｌまたはＨＦなどである。
Ｏ４、Ｈ３ＰＯ４、ＨＣｌまたはＨＦなどである。
【０００１６】プルトニウムを再抽出するこの段階で
は、０．０５〜２ｍｏｌ／ｌの硫酸を含む水性溶液を用
いるのが好ましい。
は、０．０５〜２ｍｏｌ／ｌの硫酸を含む水性溶液を用
いるのが好ましい。
【０００１７】この段階を、再抽出されるＰｕの量に対
して過剰の硫酸イオン、例えばＰｕ濃度に対するＳＯ４
２−濃度の比率が１２以上となるような過剰量を用いて
行うのが好ましい。例えば、０．５ｍｏｌ／ｌのＨ２Ｓ
Ｏ４を含む水性溶液を用いることができる。
して過剰の硫酸イオン、例えばＰｕ濃度に対するＳＯ４
２−濃度の比率が１２以上となるような過剰量を用いて
行うのが好ましい。例えば、０．５ｍｏｌ／ｌのＨ２Ｓ
Ｏ４を含む水性溶液を用いることができる。
【０００１８】プルトニウムを再抽出した後、この段階
の後に得られる有機溶液Ｏ４を精製処理に付して、これ
をプルトニウムの抽出のための第一段階に再使用するこ
とが可能である。
の後に得られる有機溶液Ｏ４を精製処理に付して、これ
をプルトニウムの抽出のための第一段階に再使用するこ
とが可能である。
【０００１９】この処理は、Ｈ２ＳＯ４濃度がＰｕを再
抽出する段階で用いられる濃度を超過する硫酸の水性溶
液、例えばＨ２ＳＯ４が３ｍｏｌ／ｌの溶液によって洗
浄することから成る。
抽出する段階で用いられる濃度を超過する硫酸の水性溶
液、例えばＨ２ＳＯ４が３ｍｏｌ／ｌの溶液によって洗
浄することから成る。
【０００２０】Ｐｕの再抽出の段階を実施し且つ溶液Ｏ
３が塩素化希釈剤を含む時に応用することができる第一
の変法によれば、ウランの再抽出の後に有機溶液Ｏ３に
含まれるプルトニウムを回収する最終段階はこの溶液を
水または低酸度の水性溶液と接触させることによって行
われる。
３が塩素化希釈剤を含む時に応用することができる第一
の変法によれば、ウランの再抽出の後に有機溶液Ｏ３に
含まれるプルトニウムを回収する最終段階はこの溶液を
水または低酸度の水性溶液と接触させることによって行
われる。
【０００２１】この場合にはウランの再抽出の段階は水
性硝酸溶液によって行われる。
性硝酸溶液によって行われる。
【０００２２】Ｐｕの再抽出の段階を実施する第二の変
法によれば、有機溶液Ｏ３に含まれるプルトニウムはこ
の溶液Ｏ３を溶媒で希釈し、この希釈溶液を水または低
酸度水性溶液から成る水性溶液と接触させることによっ
て回収される。
法によれば、有機溶液Ｏ３に含まれるプルトニウムはこ
の溶液Ｏ３を溶媒で希釈し、この希釈溶液を水または低
酸度水性溶液から成る水性溶液と接触させることによっ
て回収される。
【０００２３】Ｐｕの再抽出の段階を実施する第三の変
法によれば、有機溶液Ｏ３に含まれるプルトニウムを回
収するこの段階は、溶液Ｏ３をヒドロキシルアミン硝酸
塩のような還元剤の水性溶液と接触させることによって
行われる。
法によれば、有機溶液Ｏ３に含まれるプルトニウムを回
収するこの段階は、溶液Ｏ３をヒドロキシルアミン硝酸
塩のような還元剤の水性溶液と接触させることによって
行われる。
【０００２４】本発明の方法では、イー・ウェーバー著
の「クラウン化合物−特性および実施」と題する刊行
物、３４〜８２頁に記載されているようなあらゆる種類
のクラウン化合物を用いることが可能である。下記の式
の「クラウン化合物−特性および実施」と題する刊行
物、３４〜８２頁に記載されているようなあらゆる種類
のクラウン化合物を用いることが可能である。下記の式
【化３】 または
【化４】
【０００２５】式中、ｎは０であるかまたは１〜４の総
ての数である、
ての数である、
【０００２６】を満足するクラウン化合物を使用するこ
とも可能である。
とも可能である。
【０００２７】このようなクラウン化合物の例として
は、式（Ｉ）［式中、ｎ＝１（ＤＣＨ１８Ｃ６）または
ｎ＝２（ＤＣＨ２４ Ｃ８）］のクラウン化合物および
式（ＩＩ）［式中、ｎ＝１（ＤＢ １８Ｃ６）およびｎ
＝２］のクラウン化合物を挙げることが可能である。
は、式（Ｉ）［式中、ｎ＝１（ＤＣＨ１８Ｃ６）または
ｎ＝２（ＤＣＨ２４ Ｃ８）］のクラウン化合物および
式（ＩＩ）［式中、ｎ＝１（ＤＢ １８Ｃ６）およびｎ
＝２］のクラウン化合物を挙げることが可能である。
【０００２８】下記の式
【化５】
【化６】
【化６】
【０００２９】式中、ｎ＝０，１または２である、
【０００３０】を満足するクラウン化合物を用いること
もできる。
もできる。
【０００３１】式（Ｉ）（式中、ｎ＝１）を満足するク
ラウン化合物ＤＣＨ１８Ｃ６であって、その異性体の混
合物形態またはプルトニウムを抽出するための係数が一
層良好なシス−シン−シス異性体の形態のもの、または
プルトニウム濃度が一層高くなった有機溶液を得ること
が可能なシス−アンチ−シス異性体の形態のものを用い
るのが好ましい。
ラウン化合物ＤＣＨ１８Ｃ６であって、その異性体の混
合物形態またはプルトニウムを抽出するための係数が一
層良好なシス−シン−シス異性体の形態のもの、または
プルトニウム濃度が一層高くなった有機溶液を得ること
が可能なシス−アンチ−シス異性体の形態のものを用い
るのが好ましい。
【０００３２】実際に、前記の式（Ｉ）を満足し、ジシ
クロヘキサノ−１８−クラウン−６（ＤＣＨ１８Ｃ６）
の名称で知られるクラウン化合物は、下記の構造を有す
る５つのジアステレオ異性体を有する。
クロヘキサノ−１８−クラウン−６（ＤＣＨ１８Ｃ６）
の名称で知られるクラウン化合物は、下記の構造を有す
る５つのジアステレオ異性体を有する。
【化７】
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【０００３３】式（Ｉ）のクラウン化合物は、ジベンゾ
１８−クラウン６の接触水素化によって調製することが
でき、この場合には、主としてシス−シン−シスおよび
シス−アンチ−シス異性体を含む異性体の混合物が得ら
れる。
１８−クラウン６の接触水素化によって調製することが
でき、この場合には、主としてシス−シン−シスおよび
シス−アンチ−シス異性体を含む異性体の混合物が得ら
れる。
【０００３４】シス−シン−シス異性体は、Ｒ．Ｍ．Ｉ
ｚａｔｔらのＪ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，９
３，１６１９（１９７１）およびＩｎｏｒｇａｎｉｃ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１４，３１２２（１９７５）、お
よびＣ．Ｊ．ＰｅｒｄｅｒｓｅｎのＯｒｇａｎｉｃ Ｓ
ｙｎｔｈｅｓｅｓ，５２，６６に記載されているような
通常の方法によってこの混合物から分離することができ
る。シス−シン−シスおよびシス−アンチ−シス異性体
を、
ｚａｔｔらのＪ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，９
３，１６１９（１９７１）およびＩｎｏｒｇａｎｉｃ
Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ，１４，３１２２（１９７５）、お
よびＣ．Ｊ．ＰｅｒｄｅｒｓｅｎのＯｒｇａｎｉｃ Ｓ
ｙｎｔｈｅｓｅｓ，５２，６６に記載されているような
通常の方法によってこの混合物から分離することができ
る。シス−シン−シスおよびシス−アンチ−シス異性体
を、
【０００３５】（ａ）有機溶媒中にシス−シン−シス異
性体およびシス−アンチ−シス異性体を含むクラウン化
合物の異性体の混合物を溶解し、
性体およびシス−アンチ−シス異性体を含むクラウン化
合物の異性体の混合物を溶解し、
【０００３６】（ｂ）段階（ａ）で得た溶液に硝酸ウラ
ニルを十分な量で加えて、シス−シン−シス異性体以外
のクラウン化合物の総ての異性体を硝酸ウラニルとの錯
体の形態で実質的に沈澱させ、
ニルを十分な量で加えて、シス−シン−シス異性体以外
のクラウン化合物の総ての異性体を硝酸ウラニルとの錯
体の形態で実質的に沈澱させ、
【０００３７】（ｃ）形成された沈澱を分離し、
【０００３８】（ｄ）溶液中に残っている純粋なシス−
シン−シス異性体を回収し、
シン−シス異性体を回収し、
【０００３９】（ｅ）段階（ｃ）において分離された沈
澱からシス−アンチ−シス異性体を回収する、
澱からシス−アンチ−シス異性体を回収する、
【０００３９】ことから成る方法によって分離すること
も可能である。
も可能である。
【０００４０】シス−シン−シス異性体はシス−アンチ
−シス異性体および異性体の混合物よりも高い有機希釈
剤に対する溶解度を有し、ドデカンおよびバルタンのよ
うな有機希釈剤中で使用したりまたはベンゾニトリル、
ジクロロエタン、クロロホルムおよびトリクロロエチレ
ンのような有機希釈剤中で高濃度で使用することができ
る。
−シス異性体および異性体の混合物よりも高い有機希釈
剤に対する溶解度を有し、ドデカンおよびバルタンのよ
うな有機希釈剤中で使用したりまたはベンゾニトリル、
ジクロロエタン、クロロホルムおよびトリクロロエチレ
ンのような有機希釈剤中で高濃度で使用することができ
る。
【０００４１】したがって、シス−シン−シス異性体は
ヘプタンおよびドデカンと完全に混合することができる
が、シス−アンチ−シス異性体はヘプタンまたはドデカ
ンに対する溶解度が１０％でしかない。
ヘプタンおよびドデカンと完全に混合することができる
が、シス−アンチ−シス異性体はヘプタンまたはドデカ
ンに対する溶解度が１０％でしかない。
【０００４２】ウランとシス−シン−シス異性体との間
に形成された錯体は、シス−アンチ−シス異性体または
異性体混合物を用いて形成した錯体より有機希釈剤に一
層可溶性でもある。したがって、プルトニウムを含むウ
ラン塩の濃厚溶液をシス−シン−シス異性体の濃厚溶液
と接触させるときに沈澱は形成されないのでシス−シン
−シス異性体を一層高濃度で用いることができる。
に形成された錯体は、シス−アンチ−シス異性体または
異性体混合物を用いて形成した錯体より有機希釈剤に一
層可溶性でもある。したがって、プルトニウムを含むウ
ラン塩の濃厚溶液をシス−シン−シス異性体の濃厚溶液
と接触させるときに沈澱は形成されないのでシス−シン
−シス異性体を一層高濃度で用いることができる。
【０００４３】例えば、下表には有機希釈剤中のシス−
シン−シス異性体および１Ｎ−ＨＮＯ３中硝酸ウラニル
の２０℃で３時間後に何んら沈澱を形成することがなく
液／液二重相を生じる最大濃度を示している。
シン−シス異性体および１Ｎ−ＨＮＯ３中硝酸ウラニル
の２０℃で３時間後に何んら沈澱を形成することがなく
液／液二重相を生じる最大濃度を示している。
【表１】
【０００４４】同じ条件において、シス−アンチ−シス
異性体とＤＣＨ１８Ｃ６の異性体混合物は、ウラン濃度
が５％未満（Ｐ／Ｖ）の極めて低濃度で結晶化したウラ
ン錯体の大きな沈澱を生じる。
異性体とＤＣＨ１８Ｃ６の異性体混合物は、ウラン濃度
が５％未満（Ｐ／Ｖ）の極めて低濃度で結晶化したウラ
ン錯体の大きな沈澱を生じる。
【０００４５】したがって、シス−シン−シス異性体の
選択は、更にシス−シン−シス異性体によるプルトニウ
ム（ＩＶ）の抽出定数がシス−アンチ−シス異性体また
は異性体混合物で得られる値より２〜３倍高いので有利
である。一方、ウランと核分裂生成物の抽出定数は、シ
ス−シン−シス異性体、シス−アンチ−シス異性体およ
び異性体混合物についてほぼ同じである。それ故、分裂
比並びにプルトニウムについて遥かに大きな抽出選択性
が観察され、このプルトニウムをより完全で速やかな精
製を行うことが可能である。
選択は、更にシス−シン−シス異性体によるプルトニウ
ム（ＩＶ）の抽出定数がシス−アンチ−シス異性体また
は異性体混合物で得られる値より２〜３倍高いので有利
である。一方、ウランと核分裂生成物の抽出定数は、シ
ス−シン−シス異性体、シス−アンチ−シス異性体およ
び異性体混合物についてほぼ同じである。それ故、分裂
比並びにプルトニウムについて遥かに大きな抽出選択性
が観察され、このプルトニウムをより完全で速やかな精
製を行うことが可能である。
【０００４６】他方、シス−アンチ−シスＰｕ−異性体
錯体の有機希釈剤中の溶解度はシス−シン−シスＰｕ−
異性体錯体の溶解度より遥かに大きい。したがって、シ
ス−アンチ−シス異性体を用いると、遥かに大きな有機
相／水性相容積比を用いることが可能であると同時にＰ
ｕの抽出に就いて良好な結果を得ることが可能であり、
これらの結果は市販の異性体混合物を用いて得られる結
果と同じである。
錯体の有機希釈剤中の溶解度はシス−シン−シスＰｕ−
異性体錯体の溶解度より遥かに大きい。したがって、シ
ス−アンチ−シス異性体を用いると、遥かに大きな有機
相／水性相容積比を用いることが可能であると同時にＰ
ｕの抽出に就いて良好な結果を得ることが可能であり、
これらの結果は市販の異性体混合物を用いて得られる結
果と同じである。
【０００４７】また、元の水性溶液が第一のＵ／Ｐｕ／
分裂生成物の分離サイクルに由来するとき、すなわち水
性溶液が燃料溶解段階に由来する溶液よりウランを多く
含まないときには、ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−アンチ−シ
ス異性体を用いて操作の終了時点でプルトニウムの濃度
が一層高い有機溶液を得る様にするのが好ましい。
分裂生成物の分離サイクルに由来するとき、すなわち水
性溶液が燃料溶解段階に由来する溶液よりウランを多く
含まないときには、ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−アンチ−シ
ス異性体を用いて操作の終了時点でプルトニウムの濃度
が一層高い有機溶液を得る様にするのが好ましい。
【０００４８】一般的には、有機溶液Ｏ０は、ＣＨＣｌ
３、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＣｌ３ＣＨ３、ＣＨＣｌ２ＣＨＣ
ｌ２、ＣｌＣＨ２ＣＨ２Ｃｌおよびジクロロベンゼンの
ような塩素化溶媒、エーテル、脂肪族化合物および芳香
族化合物、例えばヘプタン、ドデカン、ベンゼンおよび
アルキルベンゼン、ニトロベンゼンおよびベンゾニトリ
ルから選択されることができる有機希釈剤を含む。
３、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＣｌ３ＣＨ３、ＣＨＣｌ２ＣＨＣ
ｌ２、ＣｌＣＨ２ＣＨ２Ｃｌおよびジクロロベンゼンの
ような塩素化溶媒、エーテル、脂肪族化合物および芳香
族化合物、例えばヘプタン、ドデカン、ベンゼンおよび
アルキルベンゼン、ニトロベンゼンおよびベンゾニトリ
ルから選択されることができる有機希釈剤を含む。
【０００４９】ベンゾニトリルまたはジクロロエタンを
用いるのが好ましい。
用いるのが好ましい。
【０００５０】有機溶液Ｏ０のクラウン化合物濃度は広
範囲に変化することができ、特に有機希釈剤および用い
られる異性体によって変わる。
範囲に変化することができ、特に有機希釈剤および用い
られる異性体によって変わる。
【０００５１】実際に、この濃度は、クラウン化合物ま
たはクラウン化合物／Ｕおよび／またはＰｕ錯体の結晶
化により均質な有機溶液が得られるようにする必要があ
る。
たはクラウン化合物／Ｕおよび／またはＰｕ錯体の結晶
化により均質な有機溶液が得られるようにする必要があ
る。
【０００５２】一般的には、有機溶液Ｏ０のクラウン化
合物濃度は０．５〜４０％（重量／容量）の範囲で用い
られる。
合物濃度は０．５〜４０％（重量／容量）の範囲で用い
られる。
【０００５３】しかしながら、核分裂生成物を良好に浄
化するためには、ＤＣＨ１８Ｃ６では、抽出されたＰｕ
／抽出された核分裂生成物の比率がＤＣＨ１８Ｃ６の濃
度が減少すると増加することが観察されているので、余
り高濃度のクラウン化合物を使用しないようにするのが
好ましい。
化するためには、ＤＣＨ１８Ｃ６では、抽出されたＰｕ
／抽出された核分裂生成物の比率がＤＣＨ１８Ｃ６の濃
度が減少すると増加することが観察されているので、余
り高濃度のクラウン化合物を使用しないようにするのが
好ましい。
【０００５４】例えば、ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−アンチ
−シス異性体では、１０％（重量／容量）の濃度のクラ
ウン化合物を用いることが可能である。
−シス異性体では、１０％（重量／容量）の濃度のクラ
ウン化合物を用いることが可能である。
【０００５５】本発明の方法の一つの好ましい態様によ
れば、少なくとも１つの追加の有機溶液Ｏ１の洗浄段階
を行い、この洗浄は水性溶液Ａ４によってウランを再抽
出する第二段階に進む前に水性溶液Ａ２によって行い、
これによって第一の段階において抽出される核分裂生成
物の痕跡量を除去することが可能になる。
れば、少なくとも１つの追加の有機溶液Ｏ１の洗浄段階
を行い、この洗浄は水性溶液Ａ４によってウランを再抽
出する第二段階に進む前に水性溶液Ａ２によって行い、
これによって第一の段階において抽出される核分裂生成
物の痕跡量を除去することが可能になる。
【０００５６】この洗浄は、好ましくは硝酸濃度が２〜
５ｍｏｌ／ｌの硝酸溶液によって行うことができる。実
際に、核分裂生成物の再抽出には高ＨＮＯ３濃度が好ま
しい。例えば、４．５Ｎ−ＨＮＯ３の溶液を用いること
が可能である。
５ｍｏｌ／ｌの硝酸溶液によって行うことができる。実
際に、核分裂生成物の再抽出には高ＨＮＯ３濃度が好ま
しい。例えば、４．５Ｎ−ＨＮＯ３の溶液を用いること
が可能である。
【０００５７】本発明の方法は、一般的には大気圧およ
び周囲温度で、有機溶液を水性溶液と接触させることが
できる通常の装置で使用される。
び周囲温度で、有機溶液を水性溶液と接触させることが
できる通常の装置で使用される。
【０００５８】したがって、二つの水性および有機相を
混合した後、それらを分離する装置、例えばミキサー−
沈降タンクおよび同流（ｃｏ−ｃｕｒｒｅｎｔ）または
向流交換カラム、例えばパルスカラム（ｐｕｌｓｅｄ
ｃｏｌｕｍｎｓ）を用いることができる。
混合した後、それらを分離する装置、例えばミキサー−
沈降タンクおよび同流（ｃｏ−ｃｕｒｒｅｎｔ）または
向流交換カラム、例えばパルスカラム（ｐｕｌｓｅｄ
ｃｏｌｕｍｎｓ）を用いることができる。
【０００５９】ウラン、プルトニウムおよび核分裂生成
物を含む初期の水性溶液ＡＯは、照射済み燃料の再処理
のための第一段階中に得られる溶液である。この溶液
は、通常は硝酸溶液、例えば燃料の溶解時に得られる硝
酸溶液または最初のウラン分離段階の後に得られる硝酸
溶液である。この溶液の硝酸含量は０．８〜５ｍｏｌ／
ｌの範囲で変化することができる。プルトニウムを好ま
しく抽出するには、この溶液の硝酸含量を調整して、少
なくとも４ｍｏｌ／ｌの値、例えば４．５ｍｏｌ／ｌと
するのが好ましい。
物を含む初期の水性溶液ＡＯは、照射済み燃料の再処理
のための第一段階中に得られる溶液である。この溶液
は、通常は硝酸溶液、例えば燃料の溶解時に得られる硝
酸溶液または最初のウラン分離段階の後に得られる硝酸
溶液である。この溶液の硝酸含量は０．８〜５ｍｏｌ／
ｌの範囲で変化することができる。プルトニウムを好ま
しく抽出するには、この溶液の硝酸含量を調整して、少
なくとも４ｍｏｌ／ｌの値、例えば４．５ｍｏｌ／ｌと
するのが好ましい。
【０００６０】照射済み燃料要素の溶解から得られる溶
液の例としては、これらはＰｕを約１ｇ／ｌ、ウランを
２００〜４００ｇ／ｌ、核分裂生成物を６００〜１１０
０ＧＢｑ／ｌおよびＨＮＯ３を０．８〜５ｍｏｌ／ｌを
含むものであることができる。
液の例としては、これらはＰｕを約１ｇ／ｌ、ウランを
２００〜４００ｇ／ｌ、核分裂生成物を６００〜１１０
０ＧＢｑ／ｌおよびＨＮＯ３を０．８〜５ｍｏｌ／ｌを
含むものであることができる。
【０００６１】核分裂生成物から最初のウラン／プルト
ニウム分離サイクルの後に得られる溶液の例としては、
これらはＰｕを０．９〜２．３ｇ／ｌ、Ｕを約１ｇ／
ｌ、核分裂生成物を０．７〜１．５ＧＢｑ／ｌおよびＨ
ＮＯ３を１〜５ｍｏｌ／ｌ含むものであることができ
る。
ニウム分離サイクルの後に得られる溶液の例としては、
これらはＰｕを０．９〜２．３ｇ／ｌ、Ｕを約１ｇ／
ｌ、核分裂生成物を０．７〜１．５ＧＢｑ／ｌおよびＨ
ＮＯ３を１〜５ｍｏｌ／ｌ含むものであることができ
る。
【０００６２】初期の水性溶液が核分裂生成物からウラ
ンとプルトニウムを分離する最初のサイクルから生じる
ときには、この水性溶液はクラウン化合物よって抽出さ
れないＰｕ（ＩＩＩ）の形態のプルトニウムを含むこと
ができる。この場合には、予備段階を行ってＰｕ（ＩＩ
Ｉ）をＰｕ（ＩＶ）に酸化するが、この段階は亜硝酸蒸
気によって行うことができ、これは下記の反応
ンとプルトニウムを分離する最初のサイクルから生じる
ときには、この水性溶液はクラウン化合物よって抽出さ
れないＰｕ（ＩＩＩ）の形態のプルトニウムを含むこと
ができる。この場合には、予備段階を行ってＰｕ（ＩＩ
Ｉ）をＰｕ（ＩＶ）に酸化するが、この段階は亜硝酸蒸
気によって行うことができ、これは下記の反応
【式１】 に対応する。
【０００６３】一般的には、本発明の方法は、適当な装
置中で水性および有機溶液を連続的に循環させることに
よって行われる。
置中で水性および有機溶液を連続的に循環させることに
よって行われる。
【０００６４】それぞれの段階において、水性溶液（Ａ
０，Ａ２，Ａ４またはＡ６）と対応する有機溶液
（Ｏ０，Ｏ２，Ｏ４またはＯ６）との二つの溶液を向流
循環させるのが好ましく、洗浄段階の後に得られる水性
溶液Ａ３を処理される水性溶液ＡＯと共に再循環させ
る。
０，Ａ２，Ａ４またはＡ６）と対応する有機溶液
（Ｏ０，Ｏ２，Ｏ４またはＯ６）との二つの溶液を向流
循環させるのが好ましく、洗浄段階の後に得られる水性
溶液Ａ３を処理される水性溶液ＡＯと共に再循環させ
る。
【０００６５】また、ウランの再抽出段階の後に得られ
る水性溶液Ａ５は再循環して、水性溶液Ａ２を用いて洗
浄する段階においてそれを使用するようにする。
る水性溶液Ａ５は再循環して、水性溶液Ａ２を用いて洗
浄する段階においてそれを使用するようにする。
【０００６６】連続的に操作するときには、水性溶液と
有機溶液の放射速度（ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｒａｔｅｓ）
は最初の水性溶液のプルトニウム濃度およびプルトニウ
ムの再抽出の前に有機溶液において得られることが必要
なプルトニウム濃度によって選択される。放射速度の比
率は、これがプルトニウムの抽出の最初の段階、ウラン
の再抽出の段階、核分裂生成物の洗浄段階またはＰｕ再
抽出段階に関するか否かによっても異なる。
有機溶液の放射速度（ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｒａｔｅｓ）
は最初の水性溶液のプルトニウム濃度およびプルトニウ
ムの再抽出の前に有機溶液において得られることが必要
なプルトニウム濃度によって選択される。放射速度の比
率は、これがプルトニウムの抽出の最初の段階、ウラン
の再抽出の段階、核分裂生成物の洗浄段階またはＰｕ再
抽出段階に関するか否かによっても異なる。
【０００６７】一般的には、第一のＰｕ抽出段階では、
水性溶液（Ａ）の放射速度／有機溶液（Ｏ）の放射速度
の比率は、０．５〜１５の範囲にある。
水性溶液（Ａ）の放射速度／有機溶液（Ｏ）の放射速度
の比率は、０．５〜１５の範囲にある。
【０００６８】しかしながら、Ｐｕに関する抽出の選択
性を向上させるためには、高Ａ／Ｏ放射速度比、例えば
１２を用いるのが好ましい。
性を向上させるためには、高Ａ／Ｏ放射速度比、例えば
１２を用いるのが好ましい。
【０００６９】核分裂生成物を除去する目的で有機溶媒
で洗浄する段階に関しては、放射速度の比率はＰｕの抽
出の際より小さくすることができる。例えば、２〜４の
Ａ／Ｏ放射速度比を用いることができる。
で洗浄する段階に関しては、放射速度の比率はＰｕの抽
出の際より小さくすることができる。例えば、２〜４の
Ａ／Ｏ放射速度比を用いることができる。
【０００７０】ウラン再抽出段階では、最初のＰｕ抽出
段階におけるよりも遥かに小さなＡ／Ｏ放射速度比、例
えばＡ／Ｏ放射速度比を２とすることも可能である。
段階におけるよりも遥かに小さなＡ／Ｏ放射速度比、例
えばＡ／Ｏ放射速度比を２とすることも可能である。
【０００７１】プルトニウムの再抽出の最終段階で、こ
の段階をＨ２ＳＯ４を用いて行うときには、若干小さめ
のＡ／Ｏ放射速度比を用いて、比較的高いプルトニウム
濃度を有する水性溶液を回収することができる。例え
ば、Ａ／Ｏ放出速度比を１とすることが可能である。
の段階をＨ２ＳＯ４を用いて行うときには、若干小さめ
のＡ／Ｏ放射速度比を用いて、比較的高いプルトニウム
濃度を有する水性溶液を回収することができる。例え
ば、Ａ／Ｏ放出速度比を１とすることが可能である。
【０００７２】
【実施例】下記の実施例１は、照射済み核燃料の処理の
時点で最初にウラン／プルトニウム分離した後に得られ
る水性溶液の処理を例示する。
時点で最初にウラン／プルトニウム分離した後に得られ
る水性溶液の処理を例示する。
【０００７３】実施例１ この実施例は、ウランとプルトニウムの抽出、核分裂生
成物を除去するための洗浄、ウランの再抽出およびプル
トニウムの再抽出の４つの連続段階を模式的に例示する
図１に関する。
成物を除去するための洗浄、ウランの再抽出およびプル
トニウムの再抽出の４つの連続段階を模式的に例示する
図１に関する。
【０００７４】実線は有機溶液に関するものであり、破
線は各種の水性溶液に関する。
線は各種の水性溶液に関する。
【０００７５】ウランとプルトニウムを抽出する最初の
段階では、水性溶液Ａ０、例えばウランとプルトニウム
と核分裂生成物（ＰＦ）を含む硝酸水性溶液を、例えば
市販のＤＣＨ１８Ｃ６、すなわち異性体の混合物２５％
（重量／容量）を含むベンゾニトリルによって構成され
る有機溶液Ｏ０と接触させる。それ故、抽出段階の終了
時に、特に核分裂生成物を含む水性溶液Ａ１とウランと
プルトニウムを抽出した有機溶液Ｏ１が回収された。こ
の溶液Ｏ１を４Ｎ硝酸溶液Ａ２で洗浄し、したがってこ
れは水性溶液Ａ３に回収される。核分裂生成物を除去し
た有機溶液Ｏ２を次にウラン再抽出段階に導入して、こ
れを水によって構成される溶液Ａ４と接触させて、これ
によってウランを含む水性溶液Ａ５とプルトニウムをほ
とんど含まない有機溶液Ｏ３とを回収することができ
る。この有機溶液Ｏ３をふふるの再抽出の段階に導入し
て、これを０．５Ｍ硫酸溶液Ａ６と接触させて、これに
よりプルトニウムを含む水性溶液とウランとプルトニウ
ムを抽出する段階の際に再循環させることができる有機
溶液Ｏ４を回収することができる。
段階では、水性溶液Ａ０、例えばウランとプルトニウム
と核分裂生成物（ＰＦ）を含む硝酸水性溶液を、例えば
市販のＤＣＨ１８Ｃ６、すなわち異性体の混合物２５％
（重量／容量）を含むベンゾニトリルによって構成され
る有機溶液Ｏ０と接触させる。それ故、抽出段階の終了
時に、特に核分裂生成物を含む水性溶液Ａ１とウランと
プルトニウムを抽出した有機溶液Ｏ１が回収された。こ
の溶液Ｏ１を４Ｎ硝酸溶液Ａ２で洗浄し、したがってこ
れは水性溶液Ａ３に回収される。核分裂生成物を除去し
た有機溶液Ｏ２を次にウラン再抽出段階に導入して、こ
れを水によって構成される溶液Ａ４と接触させて、これ
によってウランを含む水性溶液Ａ５とプルトニウムをほ
とんど含まない有機溶液Ｏ３とを回収することができ
る。この有機溶液Ｏ３をふふるの再抽出の段階に導入し
て、これを０．５Ｍ硫酸溶液Ａ６と接触させて、これに
よりプルトニウムを含む水性溶液とウランとプルトニウ
ムを抽出する段階の際に再循環させることができる有機
溶液Ｏ４を回収することができる。
【０００７６】照射済み核燃料を再処理する第一のサイ
クルの後に得られ且つ下記の組成を有する水性溶液をこ
の方法で処理する。ウラン９８０ｍｇ／ｌ、プルトニウ
ム１３１９ｍｇ／ｌ、核分裂生成物１．２７ｍＣｉ／
ｌ、Ｈ＋イオン４ｍｏｌ／ｌ。
クルの後に得られ且つ下記の組成を有する水性溶液をこ
の方法で処理する。ウラン９８０ｍｇ／ｌ、プルトニウ
ム１３１９ｍｇ／ｌ、核分裂生成物１．２７ｍＣｉ／
ｌ、Ｈ＋イオン４ｍｏｌ／ｌ。
【０００７７】前記の線図にしたがってこの溶液を処理
し、それぞれの段階において水性溶液の１容量を第二の
有機溶液の２容量と１０分間接触させることによって得
られる結果を添付の図１に示す。
し、それぞれの段階において水性溶液の１容量を第二の
有機溶液の２容量と１０分間接触させることによって得
られる結果を添付の図１に示す。
【０００７８】これらの結果を考慮すると、第一段階で
はウラン８５％、プルトニウム９９．６％および核分裂
生成物３１％が抽出され、第一の洗浄段階では最初の溶
液Ａ０に含まれている核分裂生成物２０％、ウラン３
４．３％およびプルトニウム０．６４％のみを再抽出す
ることができることが立証された。水を用いて有機溶液
を再抽出することによって、溶液Ａ３からプルトニウム
５％と核分裂生成物４．９％しか含まないウラン４８．
２％を回収することができる。０．５ｍｏｌ／ｌの硫酸
によって再抽出することによって、Ａ４からウラン２．
５％と初期の核分裂生成物５．６％しか含まない初期プ
ルトニウム９４％を回収することができる。
はウラン８５％、プルトニウム９９．６％および核分裂
生成物３１％が抽出され、第一の洗浄段階では最初の溶
液Ａ０に含まれている核分裂生成物２０％、ウラン３
４．３％およびプルトニウム０．６４％のみを再抽出す
ることができることが立証された。水を用いて有機溶液
を再抽出することによって、溶液Ａ３からプルトニウム
５％と核分裂生成物４．９％しか含まないウラン４８．
２％を回収することができる。０．５ｍｏｌ／ｌの硫酸
によって再抽出することによって、Ａ４からウラン２．
５％と初期の核分裂生成物５．６％しか含まない初期プ
ルトニウム９４％を回収することができる。
【０００７９】したがって、本発明の方法では、極めて
高濃度の核分裂生成物（６９％）を含む溶液Ａ１と、極
めて高濃度のウラン（４８％）を含む溶液Ａ５と、ほと
んどのプルトニウム（９４％）を含む溶液Ａ７を、一回
の抽出と、一回の洗浄と２回の連続再抽出しか必要とせ
ずに回収することができる。
高濃度の核分裂生成物（６９％）を含む溶液Ａ１と、極
めて高濃度のウラン（４８％）を含む溶液Ａ５と、ほと
んどのプルトニウム（９４％）を含む溶液Ａ７を、一回
の抽出と、一回の洗浄と２回の連続再抽出しか必要とせ
ずに回収することができる。
【０００８０】実施例２ この実施例では、クロロホルム中０．１３４ｍｏｌ／ｌ
の高濃度のＤＣ１８Ｃ６のシス−シン−シス異性体を用
いて照射済み核燃料を再処理する第一のサイクルから誘
導され、ウラン（ＶＩ）９０６ｍｇ／ｌ、Ｐｕ（ＩＶ）
１３６０ｍｇ／ｌ、ＨＮＯ ５ｍｏｌ／ｌ、および核分
裂生成物１８．１．１０７ｍＢｑ／ｌ（４．８８ｍＣｉ
／ｌ）を含む水性硝酸溶液からプルトニウムを抽出する
ことを示す。
の高濃度のＤＣ１８Ｃ６のシス−シン−シス異性体を用
いて照射済み核燃料を再処理する第一のサイクルから誘
導され、ウラン（ＶＩ）９０６ｍｇ／ｌ、Ｐｕ（ＩＶ）
１３６０ｍｇ／ｌ、ＨＮＯ ５ｍｏｌ／ｌ、および核分
裂生成物１８．１．１０７ｍＢｑ／ｌ（４．８８ｍＣｉ
／ｌ）を含む水性硝酸溶液からプルトニウムを抽出する
ことを示す。
【０００８１】この場合には、第一の抽出段階を実施す
るために、水性溶液１５ｍｌを有機抽出溶媒３０ｍｌと
接触させて、１０分間撹拌する。次いで、２相を傾瀉に
よって分離し、それらのそれぞれのウラン、プルトニウ
ムおよび核分裂生成物の含量を測定し、ウラン、プルト
ニウムおよび核分裂生成物の分裂係数Ｄｍを２相の間で
計算する。この分裂係数Ｄｍは、水性溶液中の要素の濃
度に対する有機溶媒中の同じ要素の濃度の比率に対応す
る。
るために、水性溶液１５ｍｌを有機抽出溶媒３０ｍｌと
接触させて、１０分間撹拌する。次いで、２相を傾瀉に
よって分離し、それらのそれぞれのウラン、プルトニウ
ムおよび核分裂生成物の含量を測定し、ウラン、プルト
ニウムおよび核分裂生成物の分裂係数Ｄｍを２相の間で
計算する。この分裂係数Ｄｍは、水性溶液中の要素の濃
度に対する有機溶媒中の同じ要素の濃度の比率に対応す
る。
【０００８２】得られる結果を、下記の表２に示す。こ
の表には、得られた値から計算されたプルトニウムおよ
びウランの抽出定数Ｋｅｘの値も示している。
の表には、得られた値から計算されたプルトニウムおよ
びウランの抽出定数Ｋｅｘの値も示している。
【０００８３】この表から、プルトニウムの分裂係数お
よび抽出定数はウランの値よりも遥かに大きいことが認
められた。
よび抽出定数はウランの値よりも遥かに大きいことが認
められた。
【０００８４】実施例３および４ 実施例３では、クロロホルム中ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−
アンチ−シス異性体０．１３４ｍｏｌ／ｌを、実施例４
ではクロロホルム中市販のＤＣＨ１８Ｃ６の異性体混合
物０．１３４ｍｏｌ／ｌを抽出有機溶媒として用いるこ
と以外は実施例２の操作と同じ方式を用いて、同じ水性
溶液を処理した。
アンチ−シス異性体０．１３４ｍｏｌ／ｌを、実施例４
ではクロロホルム中市販のＤＣＨ１８Ｃ６の異性体混合
物０．１３４ｍｏｌ／ｌを抽出有機溶媒として用いるこ
と以外は実施例２の操作と同じ方式を用いて、同じ水性
溶液を処理した。
【０００８５】これらの有機溶媒で得られる結果を、表
２に示す。この表から、シス−シン−シス異性体では−
シス−アンチ−シス異性体または異性体混合物を用いて
得た結果よりより勝れた結果を得ることができる。
２に示す。この表から、シス−シン−シス異性体では−
シス−アンチ−シス異性体または異性体混合物を用いて
得た結果よりより勝れた結果を得ることができる。
【０００８６】実施例５ この実施例では、ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−シン−シス異
性体０．１３４ｍｏｌ／ｌを含むジクロロエタンによっ
て構成される溶媒を用いて、照射済み核燃料を再処理す
るためのプラントから生じる水性溶液に含まれるプルト
ニウムからウランを分離し、この溶液は、ウラン／プル
トニウム／核分裂生成物の抽出および分離段階の最初の
段階の後に得られる。
性体０．１３４ｍｏｌ／ｌを含むジクロロエタンによっ
て構成される溶媒を用いて、照射済み核燃料を再処理す
るためのプラントから生じる水性溶液に含まれるプルト
ニウムからウランを分離し、この溶液は、ウラン／プル
トニウム／核分裂生成物の抽出および分離段階の最初の
段階の後に得られる。
【０００８７】この実施例では、図１に示されるよう
に、最初に有機抽出溶媒Ｏ０（Ｃ２Ｈ４Ｃｌ２中ＤＣＨ
１８Ｃ６のシス−シン−シス異性体）の２容量（２Ｖ）
を処理される水性溶液Ａ０の１容量（１Ｖ）と接触させ
ることによって第一の抽出を行う。したがって、プルト
ニウムとウランをほとんど含まず且つ核分裂生成物のほ
とんどを含む第一の水性溶液Ａ１と、ほとんど総てのプ
ルトニウムとウランとを含み核分裂生成物をほとんど含
まない有機溶媒Ｏ１を回収する。次に、この有機溶媒Ｏ
１を、３Ｎ硝酸容積で２回洗浄する。これらの洗浄の
後、第三の水性溶液Ａ３であってウランを含み、プルト
ニウムと核分裂生成物をほとんど含まない第三の水性溶
液Ａ３とプルトニウムとウランを含み且つ核分裂生成物
をほとんど含まない第二の有機溶媒Ｏ２が回収される。
に、最初に有機抽出溶媒Ｏ０（Ｃ２Ｈ４Ｃｌ２中ＤＣＨ
１８Ｃ６のシス−シン−シス異性体）の２容量（２Ｖ）
を処理される水性溶液Ａ０の１容量（１Ｖ）と接触させ
ることによって第一の抽出を行う。したがって、プルト
ニウムとウランをほとんど含まず且つ核分裂生成物のほ
とんどを含む第一の水性溶液Ａ１と、ほとんど総てのプ
ルトニウムとウランとを含み核分裂生成物をほとんど含
まない有機溶媒Ｏ１を回収する。次に、この有機溶媒Ｏ
１を、３Ｎ硝酸容積で２回洗浄する。これらの洗浄の
後、第三の水性溶液Ａ３であってウランを含み、プルト
ニウムと核分裂生成物をほとんど含まない第三の水性溶
液Ａ３とプルトニウムとウランを含み且つ核分裂生成物
をほとんど含まない第二の有機溶媒Ｏ２が回収される。
【０００８８】この洗浄の後、有機溶媒Ｏ２を水２容量
と接触させることによって、ウランを水によって再抽出
する、したがって、極めて少量のウランと核分裂生成物
歯科含まず且つ一層多量のプルトニウムを含む第三の有
機溶媒Ｏ３と、ウランを含み且つプルトニウムと核分裂
生成物はほとんど含まない水性溶液Ａ５を回収する。
と接触させることによって、ウランを水によって再抽出
する、したがって、極めて少量のウランと核分裂生成物
歯科含まず且つ一層多量のプルトニウムを含む第三の有
機溶媒Ｏ３と、ウランを含み且つプルトニウムと核分裂
生成物はほとんど含まない水性溶液Ａ５を回収する。
【０００８９】添付の表３に示される組成を有する水性
溶液Ａ０をＤＣＨ１８Ｃ６のシス−シン−シス異性体
０．１３４ｍｏｌ／ｌを含むジクロロエタンＣＨ２Ｃｌ
−ＣＨ２Ｃｌによって構成される有機溶媒Ｏを前記容量
比を用いて処理する。有機溶媒Ｏ２およびＯ３および水
性溶液Ａ５のウラン、プルトニウムおよび核分裂生成物
含量の形態で表わされる得られた結果を、表３に示す。
溶液Ａ０をＤＣＨ１８Ｃ６のシス−シン−シス異性体
０．１３４ｍｏｌ／ｌを含むジクロロエタンＣＨ２Ｃｌ
−ＣＨ２Ｃｌによって構成される有機溶媒Ｏを前記容量
比を用いて処理する。有機溶媒Ｏ２およびＯ３および水
性溶液Ａ５のウラン、プルトニウムおよび核分裂生成物
含量の形態で表わされる得られた結果を、表３に示す。
【０００９０】この表から、有機溶媒中の初期プルトニ
ウムの９９．８％が得られるので、プルトニウムが定量
的に抽出されたことが観察された。硝酸による洗浄によ
り、核分裂生成物を除去することができた。水で洗浄す
る、すなわち再抽出の時、ウラン（ＶＩ）はほぼ完全に
再抽出されるが、プルトニウム（ＩＶ）は有機溶媒中に
残る。
ウムの９９．８％が得られるので、プルトニウムが定量
的に抽出されたことが観察された。硝酸による洗浄によ
り、核分裂生成物を除去することができた。水で洗浄す
る、すなわち再抽出の時、ウラン（ＶＩ）はほぼ完全に
再抽出されるが、プルトニウム（ＩＶ）は有機溶媒中に
残る。
【０００９１】それ故、プルトニウムは核分裂生成物か
らもウランからも原子価サイクルの必要なしに分離する
ことができ、それは親水性酸の水性溶液または還元剤、
例えばヒドロキシルアミン硝酸塩の水性溶液中で再抽出
することによって有機溶媒Ｏ３中に回収することができ
る。
らもウランからも原子価サイクルの必要なしに分離する
ことができ、それは親水性酸の水性溶液または還元剤、
例えばヒドロキシルアミン硝酸塩の水性溶液中で再抽出
することによって有機溶媒Ｏ３中に回収することができ
る。
【０００９２】実施例６および比較例１ これらの例では、実施例５の操作と同じ方式を用いて、
実施例６のクロロホルム中２５％（Ｐ／Ｖ）のＤＣＨ１
８Ｃ６の異性体混合物と比較例１のドデカン中トリプチ
ルホスフェート（ＴＢＰ）２５％を有機溶媒として用い
ること以外は実施例５と同様の水性溶液を処理する。
実施例６のクロロホルム中２５％（Ｐ／Ｖ）のＤＣＨ１
８Ｃ６の異性体混合物と比較例１のドデカン中トリプチ
ルホスフェート（ＴＢＰ）２５％を有機溶媒として用い
ること以外は実施例５と同様の水性溶液を処理する。
【０００９３】これらの条件で得られる結果も、表３に
示す。
示す。
【０００９４】これらの結果から、ＤＣＨ１８Ｃ６のシ
ス−シン−シス異性体を用いるのが有利と思われる。
ス−シン−シス異性体を用いるのが有利と思われる。
【０００９５】実際に、ＴＢＰの使用では、プルトニウ
ムのほとんど（９２．５％）を抽出することができる
が、酸洗浄または水洗浄では、最終的回収率が水性相Ａ
５では比較的小さい（５２％）のでウラン／プルトニウ
ムの分離を行うことはできない。
ムのほとんど（９２．５％）を抽出することができる
が、酸洗浄または水洗浄では、最終的回収率が水性相Ａ
５では比較的小さい（５２％）のでウラン／プルトニウ
ムの分離を行うことはできない。
【０００９６】クロロホルム中ＤＣＨ１８Ｃ６の異性体
混合物を用いることによって、プルトニウムを一層完全
に抽出することができるが（９８．４％）、数回の硝酸
洗浄ではプルトニウム／ウランの分離を行うことはでき
ず、また水で抽出の際にプルトニウム（９８％）とウラ
ン（６１％）は水性相Ａ５に再現する。
混合物を用いることによって、プルトニウムを一層完全
に抽出することができるが（９８．４％）、数回の硝酸
洗浄ではプルトニウム／ウランの分離を行うことはでき
ず、また水で抽出の際にプルトニウム（９８％）とウラ
ン（６１％）は水性相Ａ５に再現する。
【０００９７】一方、ジクロロエタン中ＤＣＨ１８Ｃ６
のシス−シン−シス異性体を使用することにより、プル
トニウムを完全に抽出することができる（９９．８
％）。更に、硝酸洗浄および水洗浄でウラン／プルトニ
ウムの分離を生じ、著しく精製することができる。した
がって、プルトニウムは、ウランなしで且つ水性相Ａ５
での原子価変化を用いることなく回収される。
のシス−シン−シス異性体を使用することにより、プル
トニウムを完全に抽出することができる（９９．８
％）。更に、硝酸洗浄および水洗浄でウラン／プルトニ
ウムの分離を生じ、著しく精製することができる。した
がって、プルトニウムは、ウランなしで且つ水性相Ａ５
での原子価変化を用いることなく回収される。
【０００９８】実施例７〜９ これらの実施例では、得られる結果を、シス−シン−シ
ス異性体の形態（実施例７）、シス−アンチ−シス異性
体の形態（実施例８）、市販の異性体混合物の形態（実
施例９）のＤＣＨ１８Ｃ６０．６７ｍｏｌ／ｌを含むク
ロロホルムの有機溶液Ｏ０を有機溶液として用いること
によっても比較する。
ス異性体の形態（実施例７）、シス−アンチ−シス異性
体の形態（実施例８）、市販の異性体混合物の形態（実
施例９）のＤＣＨ１８Ｃ６０．６７ｍｏｌ／ｌを含むク
ロロホルムの有機溶液Ｏ０を有機溶液として用いること
によっても比較する。
【０００９９】これらの実施例では、図１を参照すれ
ば、有機溶液ＯによるＵとＰｕの抽出の第一段階を行っ
た後、１Ｎ硝酸溶液（Ａ４）によってウランを再抽出す
る段階および最後に本発明の方法を行うため第一の変法
により水（Ａ６）によりプルトニウムを再抽出する段階
を行う。
ば、有機溶液ＯによるＵとＰｕの抽出の第一段階を行っ
た後、１Ｎ硝酸溶液（Ａ４）によってウランを再抽出す
る段階および最後に本発明の方法を行うため第一の変法
により水（Ａ６）によりプルトニウムを再抽出する段階
を行う。
【００１００】これらの各種の段階では、容量比Ａ／Ｏ
は、抽出に対しては０．５、ウランの再抽出に対しては
１、プルトニウムの再抽出については２である。
は、抽出に対しては０．５、ウランの再抽出に対しては
１、プルトニウムの再抽出については２である。
【００１０１】第一のＵ／Ｐｕ／核分裂生成物の分離サ
イクルから生じる水性溶液Ａ０に関して得られる結果
を、添付の図４に示す。
イクルから生じる水性溶液Ａ０に関して得られる結果
を、添付の図４に示す。
【００１０２】本発明の方法によれば、ウランおよび核
分裂生成物からプルトニウムを現在用いられている方法
よりも一層効果的に且つ一層速やかに分離することも可
能である。更に、ウラン／プルトニウム分離を行うため
に原子価変更を行う必要はない。
分裂生成物からプルトニウムを現在用いられている方法
よりも一層効果的に且つ一層速やかに分離することも可
能である。更に、ウラン／プルトニウム分離を行うため
に原子価変更を行う必要はない。
【００１０３】更に、本発明に用いられるクラウン化合
物は、照射時にトリブチルホスフェートよりも遥かに耐
久性を有する。
物は、照射時にトリブチルホスフェートよりも遥かに耐
久性を有する。
【００１０４】実際に、Ｐｕ（ＩＶ）、Ｕ（ＶＩ）およ
び放射能が８０ｍＧｙ／時に対応する核分裂生成物を含
むＤＣＨ１８Ｃ６の溶液であって、８カ月間保持したも
のであって、総エネルギーが６１１ｋＪ／ｍｏｌであ
り、照射量が８０．５ｋＪ／ｍｏｌのものはＤＣＨ１８
Ｃ６の劣化を起こさない。これは、ＤＣＨ１８Ｃ６が高
活性溶液の少なくとも５００００回の抽出に耐え得るこ
とを示している。
び放射能が８０ｍＧｙ／時に対応する核分裂生成物を含
むＤＣＨ１８Ｃ６の溶液であって、８カ月間保持したも
のであって、総エネルギーが６１１ｋＪ／ｍｏｌであ
り、照射量が８０．５ｋＪ／ｍｏｌのものはＤＣＨ１８
Ｃ６の劣化を起こさない。これは、ＤＣＨ１８Ｃ６が高
活性溶液の少なくとも５００００回の抽出に耐え得るこ
とを示している。
【００１０５】図２は、例えばトリブチルホスフェート
を用いて行った第一のＵ／Ｐｕ／核分裂生成物の分離サ
イクルから生じる水性溶液について本発明の方法を連続
的に用いる装置を模式的に示している。
を用いて行った第一のＵ／Ｐｕ／核分裂生成物の分離サ
イクルから生じる水性溶液について本発明の方法を連続
的に用いる装置を模式的に示している。
【００１０６】この図は、図１に就いてと同じ表示を使
用して、括弧に記載された容量で装置に導入され且つか
ら出て行く水性および有機溶液を表わす。
用して、括弧に記載された容量で装置に導入され且つか
ら出て行く水性および有機溶液を表わす。
【００１０７】この装置では、溶液が向流循環する数段
階、すなわちプルトニウムの抽出の段階が５つのサブス
テージを含み、ＨＮＯによる洗浄の段階が９つのサブス
テージを含み、ウランの再抽出の段階が３つのサブステ
ージを含み、プルトニウムの再抽出の段階が５つのサブ
ステージを含む。
階、すなわちプルトニウムの抽出の段階が５つのサブス
テージを含み、ＨＮＯによる洗浄の段階が９つのサブス
テージを含み、ウランの再抽出の段階が３つのサブステ
ージを含み、プルトニウムの再抽出の段階が５つのサブ
ステージを含む。
【００１０８】ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−アンチ−シス異
性体のベンゾニトリル中１０％（Ｐ／Ｖ）によって構成
される有機溶液Ｏ０、核分裂生成物を洗浄し且つ７．２
ＭＨＮＯ３２容量とＡ４に由来の１ＭＨＮＯ３２容量と
によって構成される水性溶液Ａ２と、ウランを再抽出し
且つ１ＭＨＮＯ３によって構成される溶液Ａ４と、Ｐｕ
を再抽出し且つ０．５ＭＨ２ＳＯ４によって構成される
溶液Ａ６を用いることにより、装置の出口で初期ウラン
９９．９６％と初期Ｐｕ０．００３％未満を含む水性溶
液Ａ１と、初期Ｐｕ９９．９９７％と初期Ｕ０．０３％
未満を含む水性溶液Ａ７を得ることができる。
性体のベンゾニトリル中１０％（Ｐ／Ｖ）によって構成
される有機溶液Ｏ０、核分裂生成物を洗浄し且つ７．２
ＭＨＮＯ３２容量とＡ４に由来の１ＭＨＮＯ３２容量と
によって構成される水性溶液Ａ２と、ウランを再抽出し
且つ１ＭＨＮＯ３によって構成される溶液Ａ４と、Ｐｕ
を再抽出し且つ０．５ＭＨ２ＳＯ４によって構成される
溶液Ａ６を用いることにより、装置の出口で初期ウラン
９９．９６％と初期Ｐｕ０．００３％未満を含む水性溶
液Ａ１と、初期Ｐｕ９９．９９７％と初期Ｕ０．０３％
未満を含む水性溶液Ａ７を得ることができる。
【００１０９】次いで、有機溶媒Ｏ４を、例えばＨ２Ｓ
Ｏ４３ｍｏｌ／ｌで洗浄することによる好適な精製処理
の後の抽出段階に再循環させる。
Ｏ４３ｍｏｌ／ｌで洗浄することによる好適な精製処理
の後の抽出段階に再循環させる。
【００１１０】表１ 水性溶液Ａ０，Ａ１，Ａ３，Ａ５およびＡ７の組成
【表２】
【００１１１】表２
【表３】
【００１１２】表３
【表４】 表３（続き）
【表５】
【００１１２】表４
【表６】
本発明の他の特性および利点は、添付図面に関する前記
の説明を読むことによって一層容易に明らかになるが、
これらの説明は例示のためのものであり、制限的なもの
ではない。
の説明を読むことによって一層容易に明らかになるが、
これらの説明は例示のためのものであり、制限的なもの
ではない。
【 図 １ 】本発明の方法を模式的に例示した略図で
あり、
あり、
【 図 ２ 】ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−アンチ−シス異
性体を用いて本発明の方法を連続的に使用する装置を模
式的に表わすものである。
性体を用いて本発明の方法を連続的に使用する装置を模
式的に表わすものである。
図１ １． Ｕ＋ＰＵ抽出、 ２． ＤＣＨ１８Ｃ６＋ベンゾニトリル、 ３． 洗浄（ＰＦ除去）、 ４． Ｕ再抽出、 ５． ＰＵ再抽出。 図２ １． 最初のサイクルの後に得られる溶液、 ２． Ｃ６Ｈ５ＣＮ中１０％シス−アンチ−シスＤＣＨ
１８Ｃ６、 ３． ＰＵ抽出、 ４． ＰＦ洗浄、 ５． Ｕ再抽出、 ６． 溶媒精製、 ７． ＰＵ再抽出。
１８Ｃ６、 ３． ＰＵ抽出、 ４． ＰＦ洗浄、 ５． Ｕ再抽出、 ６． 溶媒精製、 ７． ＰＵ再抽出。
─────────────────────────────────────────────────────
【手続補正書】
【提出日】平成３年３月４日
【手続補正１】
【補正対象書類名】明細書
【補正対象項目名】全文
【補正方法】変更
【補正内容】
【書類名】 明細書
【発明の名称】 ウランおよび照射済み核燃料の再処理
の初期段階における核分裂生成物からクラウン化合物を
用いてプルトニウムを分離する方法
の初期段階における核分裂生成物からクラウン化合物を
用いてプルトニウムを分離する方法
【特許請求の範囲】
【化１】 または
【化２】 式中、ｎは０であるかまたは１〜４の総ての数である、
を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。
【発明の詳細な説明】
【産業上の利用分野】
【０００１】本発明は、照射済み（ｉｒｒａｄｉａｔｅ
ｄ）核燃料要素を再処理する第一段階において得られる
水性溶液に含まれるウランおよび核分裂生成物からプル
トニウムを分離する方法に関する。
ｄ）核燃料要素を再処理する第一段階において得られる
水性溶液に含まれるウランおよび核分裂生成物からプル
トニウムを分離する方法に関する。
【０００２】
【従来の技術】更に具体的には、本発明は少なくとも１
種類のクラウン化合物を含む有機溶媒を用いてウランお
よび核分裂生成物からプルトニウムを分離する方法に関
する。数年間、照射済み核燃料の再処理を行うための極
めて広汎に用いられた手法は、この燃料を硝酸溶液に溶
解し、得られる水性硝酸溶液を有機溶媒と接触させて、
後者からウランとプルトニウムを抽出し、それらを核分
裂生成物のほとんどから分離し、水性相中でウランとプ
ルトニウムを再抽出し、有機溶媒を用いることによって
この水性相中に含まれるウランとプルトニウムを分離す
ることから成っている。最も頻繁に用いられる有機溶媒
は、トリプチルホスフェートである。
種類のクラウン化合物を含む有機溶媒を用いてウランお
よび核分裂生成物からプルトニウムを分離する方法に関
する。数年間、照射済み核燃料の再処理を行うための極
めて広汎に用いられた手法は、この燃料を硝酸溶液に溶
解し、得られる水性硝酸溶液を有機溶媒と接触させて、
後者からウランとプルトニウムを抽出し、それらを核分
裂生成物のほとんどから分離し、水性相中でウランとプ
ルトニウムを再抽出し、有機溶媒を用いることによって
この水性相中に含まれるウランとプルトニウムを分離す
ることから成っている。最も頻繁に用いられる有機溶媒
は、トリプチルホスフェートである。
【０００３】この溶液は極めて満足すべき結果を提供す
るが、放射能分解により劣化してジブチルリン酸のよう
な生成物となり、これが抽出に悪影響を与えるので、放
射線に対する耐性か不十分であるという欠点を有する。
更に、このよう媒を用いてプルトニウムからウランを分
離するときには、最初にプルトニウムを還元する段階を
行って、プルトニウムを水性溶液中に保持し、トリブチ
ルホスフェートからウラン（ＶＩ）を抽出する必要があ
る。これには、追加の段階と還元剤および安定剤を導入
する必要があり、これらがその後の処理に悪影響を与え
る。
るが、放射能分解により劣化してジブチルリン酸のよう
な生成物となり、これが抽出に悪影響を与えるので、放
射線に対する耐性か不十分であるという欠点を有する。
更に、このよう媒を用いてプルトニウムからウランを分
離するときには、最初にプルトニウムを還元する段階を
行って、プルトニウムを水性溶液中に保持し、トリブチ
ルホスフェートからウラン（ＶＩ）を抽出する必要があ
る。これには、追加の段階と還元剤および安定剤を導入
する必要があり、これらがその後の処理に悪影響を与え
る。
【０００４】また、これらの欠点を克復するために用い
ることができる他の溶媒についても、多くの試験が行わ
れている。
ることができる他の溶媒についても、多くの試験が行わ
れている。
【０００５】用いることができるこれらの溶媒から、ク
ラウン化合物がトリブチルホスフェートよりもプルトニ
ウムに対して向上した親和性を有するので最も好適なも
のとして選択され、プルトニウムを還元する必要なしに
プルトニウムからウランを分離することができ、放射線
に暴露するときにトリブチルホスフェートより耐性が大
きく、１２０ｋｒａｄ／時の線量で１４０時間照射した
後にもこのクラウン化合物は不変のままである。
ラウン化合物がトリブチルホスフェートよりもプルトニ
ウムに対して向上した親和性を有するので最も好適なも
のとして選択され、プルトニウムを還元する必要なしに
プルトニウムからウランを分離することができ、放射線
に暴露するときにトリブチルホスフェートより耐性が大
きく、１２０ｋｒａｄ／時の線量で１４０時間照射した
後にもこのクラウン化合物は不変のままである。
【０００６】
【発明が解決しようとする課題】本発明の目的は、プル
トニウムの抽出効率を向上させることが可能なクラウン
化合物を用いてウランおよび核分裂生成物（ＰＦ）から
プルトニウムを分離する方法であって、照射済み核燃料
の再処理用のプラントに現在用いられているような従来
の装置に用いることが可能であるという利点を有する方
法を提供することである。
トニウムの抽出効率を向上させることが可能なクラウン
化合物を用いてウランおよび核分裂生成物（ＰＦ）から
プルトニウムを分離する方法であって、照射済み核燃料
の再処理用のプラントに現在用いられているような従来
の装置に用いることが可能であるという利点を有する方
法を提供することである。
【０００７】
【課題を解決するための手段】本発明によれば、ウラン
および照射済み核燃料要素を再処理する際に得られ且つ
これらの要素に由来する実質的に総てのプルトニウムを
含む水性溶液Ａ０に含まれる各分裂生成物からプルトニ
ウム（ＩＶ）を分離する方法は、（１） この水性溶液
Ａ０を少なくとも１種類のクラウン化合物を含む有機溶
液Ｏ０と接触させて、ウランとプルトニウムを含む有機
溶液Ｏ１と核分裂生成物を含む水性溶液Ａ１を得て、
（２） こ有機溶液Ｏ１を水または硝酸水性溶液によっ
て構成される水性溶液Ａ４と接触させることによって有
機溶液Ｏ１に抽出されるウランを再抽出して、ウランを
含む水性溶液Ａ５とプルトニウムを含む有機溶液Ｏ３を
得て、（３） 有機溶液Ｏ３を親水性酸の水性溶液Ａ６
と接触させることによってこの有機溶液Ｏ３中に含まれ
るプルトニウムを回収する連続的段階を含んでいる。
および照射済み核燃料要素を再処理する際に得られ且つ
これらの要素に由来する実質的に総てのプルトニウムを
含む水性溶液Ａ０に含まれる各分裂生成物からプルトニ
ウム（ＩＶ）を分離する方法は、（１） この水性溶液
Ａ０を少なくとも１種類のクラウン化合物を含む有機溶
液Ｏ０と接触させて、ウランとプルトニウムを含む有機
溶液Ｏ１と核分裂生成物を含む水性溶液Ａ１を得て、
（２） こ有機溶液Ｏ１を水または硝酸水性溶液によっ
て構成される水性溶液Ａ４と接触させることによって有
機溶液Ｏ１に抽出されるウランを再抽出して、ウランを
含む水性溶液Ａ５とプルトニウムを含む有機溶液Ｏ３を
得て、（３） 有機溶液Ｏ３を親水性酸の水性溶液Ａ６
と接触させることによってこの有機溶液Ｏ３中に含まれ
るプルトニウムを回収する連続的段階を含んでいる。
【０００８】したがって、前記の方法によれば、単純な
抽出の後に洗浄および再抽出を行うことによって、高い
選択性で如何なる原子価サイクル（Ｖａｌｅｎｃｅ ｃ
ｙｃｌｅ）もなしにＵ／Ｐｕ／ＰＦ分離を行うことが可
能である。更に、この方法は、現在の手法を著しく改良
する必要がない。
抽出の後に洗浄および再抽出を行うことによって、高い
選択性で如何なる原子価サイクル（Ｖａｌｅｎｃｅ ｃ
ｙｃｌｅ）もなしにＵ／Ｐｕ／ＰＦ分離を行うことが可
能である。更に、この方法は、現在の手法を著しく改良
する必要がない。
【０００９】実際に、この新規な有機溶液では、照射済
み核燃料の再処理に現在用いられている装置のほとんど
は、若干の小さな改良を施せは使用し続けることができ
る。
み核燃料の再処理に現在用いられている装置のほとんど
は、若干の小さな改良を施せは使用し続けることができ
る。
【００１０】この方法の第一段階では、ウラン、プルト
ニウムおよび核分裂生成物を含む水性溶液Ａ０をクラウ
ン化合物を含むこの有機溶液と接触させることによっ
て、有機溶液Ｏ０中のウランとプルトニウムが抽出され
るが、核分裂生成物はほとんどの部分が水性溶液中に残
っている。
ニウムおよび核分裂生成物を含む水性溶液Ａ０をクラウ
ン化合物を含むこの有機溶液と接触させることによっ
て、有機溶液Ｏ０中のウランとプルトニウムが抽出され
るが、核分裂生成物はほとんどの部分が水性溶液中に残
っている。
【００１１】一般的には、水性溶液Ａ０は、硝酸濃度が
０．８〜５ｍｏｌ／１、例えば４．５ｍｏｌ／１の硝酸
溶液である。
０．８〜５ｍｏｌ／１、例えば４．５ｍｏｌ／１の硝酸
溶液である。
【００１２】第二段階では、ウランが水または硝酸溶液
によって再抽出され、有機溶液にはプルトニウムのみが
残るようになる。
によって再抽出され、有機溶液にはプルトニウムのみが
残るようになる。
【００１３】この第二段階では、硝酸濃度が３ｍｏｌ／
１未満の硝酸溶液、例えばＨＮＯ３濃度が１ｍｏｌ／１
の水性溶液を用いることができる。
１未満の硝酸溶液、例えばＨＮＯ３濃度が１ｍｏｌ／１
の水性溶液を用いることができる。
【００１４】プルトニウムを再抽出する最終段階では、
Ｐｕと強力な錯体を形成することができる親水性酸の水
性溶液が用いられる。
Ｐｕと強力な錯体を形成することができる親水性酸の水
性溶液が用いられる。
【００１５】用いることができる親水性酸は、Ｈ２ＳＯ
４、Ｈ３ＰＯ４、ＨＣｌまたはＨＦなどである。
４、Ｈ３ＰＯ４、ＨＣｌまたはＨＦなどである。
【００１６】プルトニウムを再抽出するこの段階では、
０．０５〜２ｍｏｌ／１の硫酸を含む水性溶液を用いる
のが好ましい。
０．０５〜２ｍｏｌ／１の硫酸を含む水性溶液を用いる
のが好ましい。
【００１７】この段階を、再抽出されるＰｕの量に対し
て過剰の硫酸イオン、例えばＰｕ濃度に対するＳＯ４
２−濃度の比率が１２以上となるような過剰量を用いて
行うのが好ましい。例えば、０．５ｍｏｌ／１のＨ２Ｓ
Ｏ４を含む水性溶液を用いることができる。
て過剰の硫酸イオン、例えばＰｕ濃度に対するＳＯ４
２−濃度の比率が１２以上となるような過剰量を用いて
行うのが好ましい。例えば、０．５ｍｏｌ／１のＨ２Ｓ
Ｏ４を含む水性溶液を用いることができる。
【００１８】プルトニウムを再抽出した後、この段階の
後に得られる有機溶液Ｏ４を精製処理に付して、これを
プルトニウムの抽出のための第一段階に再使用すること
が可能である。
後に得られる有機溶液Ｏ４を精製処理に付して、これを
プルトニウムの抽出のための第一段階に再使用すること
が可能である。
【００１９】この処理は、Ｈ２ＳＯ４濃度がＰｕを再抽
出する段階で用いられる濃度を超過する硫酸の水性溶
液、例えばＨ２ＳＯ４が３ｍｏｌ／１の溶液によって洗
浄することから成る。
出する段階で用いられる濃度を超過する硫酸の水性溶
液、例えばＨ２ＳＯ４が３ｍｏｌ／１の溶液によって洗
浄することから成る。
【００２０】Ｐｕの再抽出の段階を実施し且つ溶液Ｏ３
が塩素化希釈剤を含む時に応用することができる第一の
変法によれば、ウランの再抽出の後に有機溶液Ｏ３に含
まれるプルトニウムを回収する最終段階はこの溶液を水
または低酸度の水性溶液と接触させることによって行わ
れる。
が塩素化希釈剤を含む時に応用することができる第一の
変法によれば、ウランの再抽出の後に有機溶液Ｏ３に含
まれるプルトニウムを回収する最終段階はこの溶液を水
または低酸度の水性溶液と接触させることによって行わ
れる。
【００２１】この場合にはウランの再抽出の段階は水性
硝酸溶液によって行われる。
硝酸溶液によって行われる。
【００２２】Ｐｕの再抽出の段階を実施する第二の変法
によれば、有機溶液Ｏ３に含まれるプルトニウムはこの
溶液Ｏ３を溶媒で希釈し、この希釈溶液を水または低酸
度水性溶液から成る水性溶液と接触させることによって
回収される。
によれば、有機溶液Ｏ３に含まれるプルトニウムはこの
溶液Ｏ３を溶媒で希釈し、この希釈溶液を水または低酸
度水性溶液から成る水性溶液と接触させることによって
回収される。
【００２３】Ｐｕの再抽出の段階を実施する第三の変法
によれば、有機溶液Ｏ３に含まれるプルトニウムを回収
するこの段階は、溶液Ｏ３をヒドロキシルアミン硝酸塩
のような還元剤の水性溶液と接触させることによって行
われる。
によれば、有機溶液Ｏ３に含まれるプルトニウムを回収
するこの段階は、溶液Ｏ３をヒドロキシルアミン硝酸塩
のような還元剤の水性溶液と接触させることによって行
われる。
【００２４】本発明の方法では、イー・ウェーバー著の
「クラウン化合物−特性および実施」と題する刊行物、
３４〜８２頁に記載されているようなあらゆる種類のク
ラウン化合物を用いることが可能である。下記の式
「クラウン化合物−特性および実施」と題する刊行物、
３４〜８２頁に記載されているようなあらゆる種類のク
ラウン化合物を用いることが可能である。下記の式
【化３】 または
【化４】
【００２５】式中、ｎは０であるかまたは１〜４の総て
の数である、
の数である、
【００２６】を満足するクラウン化合物を使用すること
も可能である。
も可能である。
【００２７】このようなクラウン化合物の例としては、
式（Ｉ）〔式中、ｎ＝１（ＤＣＨ１８Ｃ６）またはｎ＝
２（ＤＣＨ２４ Ｃ８）〕のクラウン化合物および式
（ＩＩ）〔式中、ｎ＝１（ＤＢ １８Ｃ６）およびｎ＝
２〕のクラウン化合物を挙げることが可能である
式（Ｉ）〔式中、ｎ＝１（ＤＣＨ１８Ｃ６）またはｎ＝
２（ＤＣＨ２４ Ｃ８）〕のクラウン化合物および式
（ＩＩ）〔式中、ｎ＝１（ＤＢ １８Ｃ６）およびｎ＝
２〕のクラウン化合物を挙げることが可能である
【００２８】下記の式
【化５】
【化６】
【化７】
【００２９】式中、ｎ＝０，１または２である、
【００３０】を満足するクラウン化合物を用いることも
できる。
できる。
【００３１】式（Ｉ）（式中、ｎ＝１）を満足するクラ
ウン化合物ＤＣＨ１８Ｃ６であって、その異性体の混合
物形態またはプルトニウムを抽出するための係数が一層
良好なシス−シン−シス異性体の形態のもの、またはプ
ルトニウム濃度が一層高くなった有機溶液を得ることが
可能なシス−アンチ−シス異性体の形態のものを用いる
のが好ましい。
ウン化合物ＤＣＨ１８Ｃ６であって、その異性体の混合
物形態またはプルトニウムを抽出するための係数が一層
良好なシス−シン−シス異性体の形態のもの、またはプ
ルトニウム濃度が一層高くなった有機溶液を得ることが
可能なシス−アンチ−シス異性体の形態のものを用いる
のが好ましい。
【００３２】実際に、前記の式（Ｉ）を満足し、ジシク
ロヘキサノ−１８−クラウン−６（ＤＣＨ１８Ｃ６）の
名称で知られるクラウン化合物は、下記の構造を有する
５つのジアステレオ異性体を有する。
ロヘキサノ−１８−クラウン−６（ＤＣＨ１８Ｃ６）の
名称で知られるクラウン化合物は、下記の構造を有する
５つのジアステレオ異性体を有する。
【化８】
【化９】
【化１０】
【化１１】
【化１２】
【００３３】式（Ｉ）のクラウン化合物は、ジベンゾ１
８−クラウン６の接触水素化によって調製することがで
き、この場合には、主としてシス−シン−シスおよびシ
ス−アンチ−シス異性体を含む異性体の混合物が得られ
る。
８−クラウン６の接触水素化によって調製することがで
き、この場合には、主としてシス−シン−シスおよびシ
ス−アンチ−シス異性体を含む異性体の混合物が得られ
る。
【００３４】シス−シン−シス異性体は、Ｒ．Ｍ．Ｉｚ
ａｔｔらのＪ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，９３，
１６１９（１９７１）およびＩｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈ
ｅｍｉｓｔｒｙ，１４，３１２２（１９７５）、および
Ｃ．Ｊ．ＰｅｒｄｅｒｓｅｎのＯｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎ
ｔｈｅｓｅｓ，５２，６６に記載されているような通常
の方法によってこの混合物から分離することができる。
シス−シン−シスおよびシス−アンチ−シス異性体を、
ａｔｔらのＪ．Ａｍｅｒ．Ｃｈｅｍ．Ｓｏｃ．，９３，
１６１９（１９７１）およびＩｎｏｒｇａｎｉｃ Ｃｈ
ｅｍｉｓｔｒｙ，１４，３１２２（１９７５）、および
Ｃ．Ｊ．ＰｅｒｄｅｒｓｅｎのＯｒｇａｎｉｃ Ｓｙｎ
ｔｈｅｓｅｓ，５２，６６に記載されているような通常
の方法によってこの混合物から分離することができる。
シス−シン−シスおよびシス−アンチ−シス異性体を、
【００３５】（ａ）有機溶媒中にシス−シン−シス異性
体およびシス−アンチ−シス異性体を含むクラウン化合
物の異性体の混合物を溶解し、
体およびシス−アンチ−シス異性体を含むクラウン化合
物の異性体の混合物を溶解し、
【００３６】（ｂ）段階（ａ）で得た溶液に硝酸ウラニ
ルを十分な量で加えて、シス−シン−シス異性体以外の
クラウン化合物の総ての異性体を硝酸ウラニルとの錯体
の形態で実質的に沈澱させ、
ルを十分な量で加えて、シス−シン−シス異性体以外の
クラウン化合物の総ての異性体を硝酸ウラニルとの錯体
の形態で実質的に沈澱させ、
【００３７】（ｃ）形成された沈澱を分離し、
【００３８】（ｄ）溶液中に残っている純粋なシス−シ
ン−シス異性体を回収し、
ン−シス異性体を回収し、
【００３９】（ｅ）段階（ｃ）において分離された沈澱
からシス−アンチ−シス異性体を回収する、
からシス−アンチ−シス異性体を回収する、
【００３９】ことから成る方法によって分離することも
可能である。
可能である。
【００４０】シス−シン−シス異性体はシス−アンチ−
シス異性体および異性体の混合物よりも高い有機希釈剤
に対する溶解度を有し、ドデカンおよびバルタンのよう
な有機希釈剤中で使用したりまたはベンゾニトリル、ジ
クロロエタン、クロロホルムおよびトリクロロエチレン
のような有機希釈剤中で高濃度で使用することができ
る。
シス異性体および異性体の混合物よりも高い有機希釈剤
に対する溶解度を有し、ドデカンおよびバルタンのよう
な有機希釈剤中で使用したりまたはベンゾニトリル、ジ
クロロエタン、クロロホルムおよびトリクロロエチレン
のような有機希釈剤中で高濃度で使用することができ
る。
【００４１】したがって、シス−シン−シス異性体はヘ
プタンおよびドデカンと完全に混合することができる
が、シス−アンチ−シス異性体はへプタンまたはドデカ
ンに対する溶解度が１０％でしかない。
プタンおよびドデカンと完全に混合することができる
が、シス−アンチ−シス異性体はへプタンまたはドデカ
ンに対する溶解度が１０％でしかない。
【００４２】ウランとシス−シン−シス異性体との間に
形成された錯体は、シス−アンチ−シス異性体または異
性体混合物を用いて形成した錯体より有機希釈剤に一層
可溶性でもある。したがって、プルトニウムを含むウラ
ン塩の濃厚溶液をシス−シン−シス異性体の濃厚溶液と
接触させるときに沈澱は形成されないのでシス−シン−
シス異性体を一層高濃度で用いることができる。
形成された錯体は、シス−アンチ−シス異性体または異
性体混合物を用いて形成した錯体より有機希釈剤に一層
可溶性でもある。したがって、プルトニウムを含むウラ
ン塩の濃厚溶液をシス−シン−シス異性体の濃厚溶液と
接触させるときに沈澱は形成されないのでシス−シン−
シス異性体を一層高濃度で用いることができる。
【００４３】例えば、下表には有機希釈剤中のシス−シ
ン−シス異性体およびｌＮ−ＨＮＯ３中硝酸ウラニルの
２０℃で３時間後に何んら沈澱を形成することがなく液
／液二重相を生じる最大濃度を示している。
ン−シス異性体およびｌＮ−ＨＮＯ３中硝酸ウラニルの
２０℃で３時間後に何んら沈澱を形成することがなく液
／液二重相を生じる最大濃度を示している。
【表１】
【００４４】同じ条件において、シス−アンチ−シス異
性体とＤＣＨ１８Ｃ６の異性体混合物は、ウラン濃度が
５％未満（Ｐ／Ｖ）の極めて低濃度で結晶化したウラン
錯体の大きな沈澱を生じる。
性体とＤＣＨ１８Ｃ６の異性体混合物は、ウラン濃度が
５％未満（Ｐ／Ｖ）の極めて低濃度で結晶化したウラン
錯体の大きな沈澱を生じる。
【００４５】したがって、シス−シン−シス異性体の選
択は、更にシス−シン−シス異性体によるプルトニウム
（ＩＶ）の抽出定数がシス−アンチ−シス異性体または
異性体混合物で得られる値より２〜３倍高いので有利で
ある。一方、ウランと核分裂生成物の抽出定数は、シス
ーシン−シス異性体、シス−アンチ−シス異性体および
異性体混合物についてほぼ同じである。それ故、分裂比
並びにプルトニウムについて遥かに大きな抽出選択性が
観察され、このプルトニウムをより完全で速やかな精製
を行うことが可能である。
択は、更にシス−シン−シス異性体によるプルトニウム
（ＩＶ）の抽出定数がシス−アンチ−シス異性体または
異性体混合物で得られる値より２〜３倍高いので有利で
ある。一方、ウランと核分裂生成物の抽出定数は、シス
ーシン−シス異性体、シス−アンチ−シス異性体および
異性体混合物についてほぼ同じである。それ故、分裂比
並びにプルトニウムについて遥かに大きな抽出選択性が
観察され、このプルトニウムをより完全で速やかな精製
を行うことが可能である。
【００４６】他方、シス−アンチ−シスＰｕ−異性体錯
体の有機希釈剤中の溶解度はシス−シン−シスＰｕ−異
性体錯体の溶解度より遥かに大きい。したがって、シス
−アンチ−シス異性体を用いると、遥かに大きな有機相
／水性相容積比を用いることが可能であると同時にＰｕ
の抽出に就いて良好な結果を得ることが可能であり、こ
れらの結果は市販の異性体混合物を用いて得られる結果
と同じである。
体の有機希釈剤中の溶解度はシス−シン−シスＰｕ−異
性体錯体の溶解度より遥かに大きい。したがって、シス
−アンチ−シス異性体を用いると、遥かに大きな有機相
／水性相容積比を用いることが可能であると同時にＰｕ
の抽出に就いて良好な結果を得ることが可能であり、こ
れらの結果は市販の異性体混合物を用いて得られる結果
と同じである。
【００４７】また、元の水性溶液が第一のＵ／Ｐｕ分裂
生成物の分離サイクルに由来するとき、すなわち水性溶
液が燃料溶解段階に由来する溶液よりウランを多く含ま
ないときには、ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−アンチ−シス異
性体を用いて操作の終了時点でプルトニウムの濃度が一
層高い有機溶液を得る様にするのが好ましい。
生成物の分離サイクルに由来するとき、すなわち水性溶
液が燃料溶解段階に由来する溶液よりウランを多く含ま
ないときには、ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−アンチ−シス異
性体を用いて操作の終了時点でプルトニウムの濃度が一
層高い有機溶液を得る様にするのが好ましい。
【００４８】一般的には、有機溶液Ｏ０は、ＣＨＣ
ｌ３、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＣｌ３ＣＨ３、ＣＨＣｌ２ＣＨ
Ｃｌ２、ＣｌＣＨ２ＣＨ２Ｃｌおよびジクロロベンゼン
のような塩素化溶媒、エーテル、脂肪族化合物および芳
香族化合物、例えばへプタン、ドデカン、ベンゼンおよ
びアルキルベンゼン、ニトロベンゼンおよびベンゾニト
リルから選択されることができる有機希釈剤を含む。
ｌ３、ＣＨ２Ｃｌ２、ＣＣｌ３ＣＨ３、ＣＨＣｌ２ＣＨ
Ｃｌ２、ＣｌＣＨ２ＣＨ２Ｃｌおよびジクロロベンゼン
のような塩素化溶媒、エーテル、脂肪族化合物および芳
香族化合物、例えばへプタン、ドデカン、ベンゼンおよ
びアルキルベンゼン、ニトロベンゼンおよびベンゾニト
リルから選択されることができる有機希釈剤を含む。
【００４９】ベンゾニトリルまたはジクロロエタンを用
いるのが好ましい。
いるのが好ましい。
【００５０】有機溶液のＯ０のクラウン化合物濃度は広
範囲に変化することができ、特に有機希釈剤および用い
られる異性体によって変わる。
範囲に変化することができ、特に有機希釈剤および用い
られる異性体によって変わる。
【００５１】実際に、この濃度は、クラウン化合物また
はクラウン化合物／Ｕおよび／またはＰｕ錯体の結晶化
により均質な有機溶液が得られるようにする必要があ
る。
はクラウン化合物／Ｕおよび／またはＰｕ錯体の結晶化
により均質な有機溶液が得られるようにする必要があ
る。
【００５２】一般的には、有機溶液Ｏ０のクラウン化合
物濃度は０．５〜４０％（重量／容量）の範囲で用いら
れる。
物濃度は０．５〜４０％（重量／容量）の範囲で用いら
れる。
【００５３】しかしながら、核分裂生成物を良好に浄化
するためには、ＤＣＨ１８Ｃ６では、抽出されたＰｕ／
抽出された核分裂生成物の比率がＤＣＨ１８Ｃ６の濃度
が減少すると増加することが観察されているので、余り
高濃度のクラウン化合物を使用しないようにするのが好
ましい。
するためには、ＤＣＨ１８Ｃ６では、抽出されたＰｕ／
抽出された核分裂生成物の比率がＤＣＨ１８Ｃ６の濃度
が減少すると増加することが観察されているので、余り
高濃度のクラウン化合物を使用しないようにするのが好
ましい。
【００５４】例えば、ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−アンチ−
シス異性体では、１０％（重量／容量）の濃度のクラウ
ン化合物を用いることが可能である。
シス異性体では、１０％（重量／容量）の濃度のクラウ
ン化合物を用いることが可能である。
【００５５】本発明の方法の一つの好ましい態様によれ
ば、少なくとも１つの追加の有機溶液Ｏ１の洗浄段階を
行い、この洗浄は水性溶液Ａ４によってウランを再抽出
する第二段階に進む前に水性溶液Ａ２によって行い、こ
れによって第一の段階において抽出される核分裂生成物
の痕跡量を除去することが可能になる。
ば、少なくとも１つの追加の有機溶液Ｏ１の洗浄段階を
行い、この洗浄は水性溶液Ａ４によってウランを再抽出
する第二段階に進む前に水性溶液Ａ２によって行い、こ
れによって第一の段階において抽出される核分裂生成物
の痕跡量を除去することが可能になる。
【００５６】この洗浄は、好ましくは硝酸濃度が２〜５
ｍｏｌ／１の硝酸溶液によって行うことができる。実際
に、核分裂生成物の再抽出には、高ＨＮＯ３濃度が好ま
しい。例えば、４．５Ｎ−ＨＮＯ３の溶液を用いること
が可能である。
ｍｏｌ／１の硝酸溶液によって行うことができる。実際
に、核分裂生成物の再抽出には、高ＨＮＯ３濃度が好ま
しい。例えば、４．５Ｎ−ＨＮＯ３の溶液を用いること
が可能である。
【００５７】本発明の方法は、一般的には大気圧および
周囲温度で、有機溶液を水性溶液と接触させることがで
きる通常の装置で使用される。
周囲温度で、有機溶液を水性溶液と接触させることがで
きる通常の装置で使用される。
【００５８】したがって、二つの水性および有機相を混
合した後、それらを分離する装置、例えばミキサー−沈
降タンクおよび同流（ｃｏ−ｃｕｒｒｅｎｔ）または向
流交換カラム、例えばパルスカラム（Ｐｕｌｓｅｄ ｃ
ｏｌｕｍｎｓ）を用いることができる。
合した後、それらを分離する装置、例えばミキサー−沈
降タンクおよび同流（ｃｏ−ｃｕｒｒｅｎｔ）または向
流交換カラム、例えばパルスカラム（Ｐｕｌｓｅｄ ｃ
ｏｌｕｍｎｓ）を用いることができる。
【００５９】ウラン、プルトニウムおよび核分裂生成物
を含む初期の水性溶液Ａ０は、照射済み燃料の再処理の
ための第一段階中に得られる溶液である。この溶液は、
通常は硝酸溶液、例えば燃料の溶解時に得られる硝酸溶
液または最初のウラン分離段階の後に得られる硝酸溶液
である。この溶液の硝酸含量は０．８〜５ｍｏｌ／１の
範囲で変化することができる。プルトニウムを好ましく
抽出するには、この溶液の硝酸含量を調製して、少なく
とも４ｍｏｌ／１の値、例えば４．５ｍｏｌ／１とする
のが好ましい。
を含む初期の水性溶液Ａ０は、照射済み燃料の再処理の
ための第一段階中に得られる溶液である。この溶液は、
通常は硝酸溶液、例えば燃料の溶解時に得られる硝酸溶
液または最初のウラン分離段階の後に得られる硝酸溶液
である。この溶液の硝酸含量は０．８〜５ｍｏｌ／１の
範囲で変化することができる。プルトニウムを好ましく
抽出するには、この溶液の硝酸含量を調製して、少なく
とも４ｍｏｌ／１の値、例えば４．５ｍｏｌ／１とする
のが好ましい。
【００６０】照射済み燃料要素の溶解から得られる溶液
の例としては、これらはＰｕを約１ｇ／１、ウランを２
００〜４００ｇ／１、核分裂生成物を６００〜１１００
ＧＢｑ／１およびＨＮＯ３を０．８〜５ｍｏｌ／１を含
むものであることができる。
の例としては、これらはＰｕを約１ｇ／１、ウランを２
００〜４００ｇ／１、核分裂生成物を６００〜１１００
ＧＢｑ／１およびＨＮＯ３を０．８〜５ｍｏｌ／１を含
むものであることができる。
【００６１】核分裂生成物から最初のウラン／プルトニ
ウム分離サイクルの後に得られる溶液の例としては、こ
れらはＰｕを０．９〜２．３ｇ／１、Ｕを約１ｇ／１、
核分裂生成物を０．７〜１．５ＧＢｑ／１およびＨＮＯ
３を１〜５ｍｏｌ／１含むものであることができる。
ウム分離サイクルの後に得られる溶液の例としては、こ
れらはＰｕを０．９〜２．３ｇ／１、Ｕを約１ｇ／１、
核分裂生成物を０．７〜１．５ＧＢｑ／１およびＨＮＯ
３を１〜５ｍｏｌ／１含むものであることができる。
【００６２】初期の水性溶液が核分裂生成物からウラン
とプルトニウムを分離する最初のサイクルから生じると
きには、この水性溶液はクラウン化合物よって抽出され
ないＰｕ（ＩＩＩ）の形態のプルトニウムを含むことが
できる。この場合には、予備段階を行ってＰｕ（ＩＩ
Ｉ）をＰｕ（ＩＶ）に酸化するが、この段階は亜硝酸蒸
気によって行うことができ、これは下記の反応
とプルトニウムを分離する最初のサイクルから生じると
きには、この水性溶液はクラウン化合物よって抽出され
ないＰｕ（ＩＩＩ）の形態のプルトニウムを含むことが
できる。この場合には、予備段階を行ってＰｕ（ＩＩ
Ｉ）をＰｕ（ＩＶ）に酸化するが、この段階は亜硝酸蒸
気によって行うことができ、これは下記の反応
【式１】 に対応する。
【００６３】一般的には、本発明の方法は、適当な装置
中で水性および有機溶液を連続的に循環させることによ
って行われる。
中で水性および有機溶液を連続的に循環させることによ
って行われる。
【００６４】それぞれの段階において、水性溶液（Ａ
０，Ａ２，Ａ４またはＡ６）と対応する有機溶液Ｏ０，
Ｏ２，Ｏ４またはＯ６）との二つの溶液を向流循環させ
るのが好ましく、洗浄段階の後に得られる水性溶液Ａ３
を処理される水性溶液Ａ０と共に再循環させる。
０，Ａ２，Ａ４またはＡ６）と対応する有機溶液Ｏ０，
Ｏ２，Ｏ４またはＯ６）との二つの溶液を向流循環させ
るのが好ましく、洗浄段階の後に得られる水性溶液Ａ３
を処理される水性溶液Ａ０と共に再循環させる。
【００６５】また、ウランの再抽出段階の後に得られる
水性溶液Ａ５は再循環して、水性溶液Ａ２を用いて洗浄
する段階においてそれを使用するようにする。
水性溶液Ａ５は再循環して、水性溶液Ａ２を用いて洗浄
する段階においてそれを使用するようにする。
【００６６】連続的に操作するときには、水性溶液と有
機溶液の放射速度（ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｒａｔｅｓ）は
最初の水性溶液のプルトニウム濃度およびプルトニウム
の再抽出の前に有機溶液において得られることが必要な
プルトニウム濃度によって選択される。放射速度の比率
は、これがプルトニウムの抽出の最初の段階、ウランの
再抽出の段階、核分裂生成物の洗浄段階またはＰｕ再抽
出段階に関するか否かによっても異なる。
機溶液の放射速度（ｅｍｉｔｔｉｎｇ ｒａｔｅｓ）は
最初の水性溶液のプルトニウム濃度およびプルトニウム
の再抽出の前に有機溶液において得られることが必要な
プルトニウム濃度によって選択される。放射速度の比率
は、これがプルトニウムの抽出の最初の段階、ウランの
再抽出の段階、核分裂生成物の洗浄段階またはＰｕ再抽
出段階に関するか否かによっても異なる。
【００６７】一般的には、第一のＰｕ抽出段階では、水
性溶液（Ａ）の放射速度／有機溶液（Ｏ）の放射速度の
比率は、０．５〜１５の範囲にある。
性溶液（Ａ）の放射速度／有機溶液（Ｏ）の放射速度の
比率は、０．５〜１５の範囲にある。
【００６８】しかしながら、Ｐｕに関する抽出の選択性
を向上させるためには、高Ａ／Ｏ放射速度比、例えば１
２を用いるのが好ましい。
を向上させるためには、高Ａ／Ｏ放射速度比、例えば１
２を用いるのが好ましい。
【００６９】核分裂生成物を除去する目的で有機溶媒で
洗浄する段階に関しては、放射速度の比率はＰｕの抽出
の際より小さくすることができる。例えば、２〜４のＡ
／Ｏ放射速度比を用いることができる。
洗浄する段階に関しては、放射速度の比率はＰｕの抽出
の際より小さくすることができる。例えば、２〜４のＡ
／Ｏ放射速度比を用いることができる。
【００７０】ウラン再抽出段階では、最初のＰｕ抽出段
階におけるよりも遥かに小さなＡ／Ｏ放射速度比、例え
ばＡ／Ｏ放射速度比を２とすることも可能である。
階におけるよりも遥かに小さなＡ／Ｏ放射速度比、例え
ばＡ／Ｏ放射速度比を２とすることも可能である。
【００７１】プルトニウムの再抽出の最終段階で、この
段階をＨ２ＳＯ４を用いて行うときには、若干小さめの
Ａ／Ｏ放射速度比を用いて、比較的高いプルトニウム濃
度を有する水性溶液を回収することができる。例えば、
Ａ／Ｏ放出速度比を１とすることが可能である。
段階をＨ２ＳＯ４を用いて行うときには、若干小さめの
Ａ／Ｏ放射速度比を用いて、比較的高いプルトニウム濃
度を有する水性溶液を回収することができる。例えば、
Ａ／Ｏ放出速度比を１とすることが可能である。
【００７２】
【実施例】下記の実施例１は、照射済み核燃料の処理の
時点で最初にウラン／プルトニウム分離した後に得られ
る水性溶液の処理を例示する。
時点で最初にウラン／プルトニウム分離した後に得られ
る水性溶液の処理を例示する。
【００７３】実施例１ この実施例は、ウランとプルトニウムの抽出、核分裂生
成物を除去するための洗浄、ウランの再抽出およびプル
トニウムの再抽出の４つの連続段階を模式的に例示する
図１に関する。
成物を除去するための洗浄、ウランの再抽出およびプル
トニウムの再抽出の４つの連続段階を模式的に例示する
図１に関する。
【００７４】実線は有機溶液に関するものであり、破線
は各種の水性溶液に関する。
は各種の水性溶液に関する。
【００７５】ウランとプルトニウムを抽出する最初の段
階では、水性溶液Ａ０、例えばウランとプルトニウムと
核分裂生成物（ＰＦ）を含む硝酸水性溶液を、例えば市
販のＤＣＨ１８Ｃ６、すなわち異性体の混合物２５％
（重量／容量）を含むベンゾニトリルによって構成され
る有機溶液Ｏ０と接触させる。それ故、抽出段階の終了
時に、特に核分裂生成物を含む水性溶液Ａ１とウランと
プルトニウムを抽出した有機溶液Ｏ１が回収された。こ
の溶液Ｏ１を４Ｎ硝酸溶液Ａ２で洗浄し、したがってこ
れは水性溶液Ａ３に回収される。核分裂生成物を除去し
た有機溶液Ｏ２を次にウラン再抽出段階に導入して、こ
れを水によって構成される溶液Ａ４と接触させて、これ
によってウランを含む水性溶液Ａ５とプルトニウムをほ
とんど含まない有機溶液Ｏ３とを回収することができ
る。この有機溶液Ｏ３をふふるの再抽出の段階に導入し
て、これを０．５Ｍ硫酸溶液Ａ６と接触させて、これに
よりプルトニウムを含む水性溶液とウランとプルトニウ
ムを抽出する段階の際に再循環させることができる有機
溶液Ｏ４を回収することができる。
階では、水性溶液Ａ０、例えばウランとプルトニウムと
核分裂生成物（ＰＦ）を含む硝酸水性溶液を、例えば市
販のＤＣＨ１８Ｃ６、すなわち異性体の混合物２５％
（重量／容量）を含むベンゾニトリルによって構成され
る有機溶液Ｏ０と接触させる。それ故、抽出段階の終了
時に、特に核分裂生成物を含む水性溶液Ａ１とウランと
プルトニウムを抽出した有機溶液Ｏ１が回収された。こ
の溶液Ｏ１を４Ｎ硝酸溶液Ａ２で洗浄し、したがってこ
れは水性溶液Ａ３に回収される。核分裂生成物を除去し
た有機溶液Ｏ２を次にウラン再抽出段階に導入して、こ
れを水によって構成される溶液Ａ４と接触させて、これ
によってウランを含む水性溶液Ａ５とプルトニウムをほ
とんど含まない有機溶液Ｏ３とを回収することができ
る。この有機溶液Ｏ３をふふるの再抽出の段階に導入し
て、これを０．５Ｍ硫酸溶液Ａ６と接触させて、これに
よりプルトニウムを含む水性溶液とウランとプルトニウ
ムを抽出する段階の際に再循環させることができる有機
溶液Ｏ４を回収することができる。
【００７６】照射済み核燃料を再処理する第一のサイク
ルの後に得られ且つ下記の組成を有する水性溶液をこの
方法で処理する。ウラン９８０ｍｇ／１、プルトニウム
１３１９ｍｇ／１、核分裂生成物１．２７ｍＣｉ／１、
Ｈ＋イオン４ｍｏｌ／１。
ルの後に得られ且つ下記の組成を有する水性溶液をこの
方法で処理する。ウラン９８０ｍｇ／１、プルトニウム
１３１９ｍｇ／１、核分裂生成物１．２７ｍＣｉ／１、
Ｈ＋イオン４ｍｏｌ／１。
【００７７】前記の線図にしたがってこの溶液を処理
し、それぞれの段階において水性溶液の１容量を第二の
有機溶液の２容量と１０分間接触させることによって得
られる結果を添付の図１に示す。
し、それぞれの段階において水性溶液の１容量を第二の
有機溶液の２容量と１０分間接触させることによって得
られる結果を添付の図１に示す。
【００７８】これらの結果を考慮すると、第一段階では
ウラン８５％、プルトニウム９９．６％および核分裂生
成物３１％が抽出され、第一の洗浄段階では最初の溶液
Ａ０に含まれている核分裂生成物２０％、ウラン３４．
３％およびプルトニウム０．６４％のみを再抽出するこ
とができることが立証された。水を用いて有機溶液を再
抽出することによって、溶液Ａ３からプルトニウム５％
と核分裂生成物４．９％しか含まないウラン４８．２％
を回収することができる。０．５ｍｏｌ／１の硫酸によ
って再抽出することによって、Ａ４からウラン２，５％
と初期の核分裂生成物５．６％しか含まない初期プルト
ニウム９４％を回収することができる。
ウラン８５％、プルトニウム９９．６％および核分裂生
成物３１％が抽出され、第一の洗浄段階では最初の溶液
Ａ０に含まれている核分裂生成物２０％、ウラン３４．
３％およびプルトニウム０．６４％のみを再抽出するこ
とができることが立証された。水を用いて有機溶液を再
抽出することによって、溶液Ａ３からプルトニウム５％
と核分裂生成物４．９％しか含まないウラン４８．２％
を回収することができる。０．５ｍｏｌ／１の硫酸によ
って再抽出することによって、Ａ４からウラン２，５％
と初期の核分裂生成物５．６％しか含まない初期プルト
ニウム９４％を回収することができる。
【００７９】したがって、本発明の方法では、極めて高
濃度の核分裂生成物（６９％）を含む溶液Ａ１と、極め
て高濃度のウラン（４８％）を含む溶液Ａ５と、ほとん
どのプルトニウム（９４％）を含む溶液Ａ７を、一回の
抽出と、一回の洗浄と２回の連続再抽出しか必要とせず
に回収することができる。
濃度の核分裂生成物（６９％）を含む溶液Ａ１と、極め
て高濃度のウラン（４８％）を含む溶液Ａ５と、ほとん
どのプルトニウム（９４％）を含む溶液Ａ７を、一回の
抽出と、一回の洗浄と２回の連続再抽出しか必要とせず
に回収することができる。
【００８０】実施例２ この実施例では、クロロホルム中０．１３４ｍｏｌ／１
の高濃度のＤＣ１８Ｃ６のシス−シン−シス異性体を用
いて照射済み核燃料を再処理する第一のサイクルから誘
導され、ウラン（ＶＩ）９０６ｍｇ／１、Ｐｕ（ＩＶ）
１３６０ｍｇ／１、ＨＮＯ ５ｍｏｌ／１、および核分
裂生成物１８．１．１０７ｍＢｑ／１（４．８８ｍＣｉ
／１）を含む水性硝酸溶液からプルトニウムを抽出する
ことを示す。
の高濃度のＤＣ１８Ｃ６のシス−シン−シス異性体を用
いて照射済み核燃料を再処理する第一のサイクルから誘
導され、ウラン（ＶＩ）９０６ｍｇ／１、Ｐｕ（ＩＶ）
１３６０ｍｇ／１、ＨＮＯ ５ｍｏｌ／１、および核分
裂生成物１８．１．１０７ｍＢｑ／１（４．８８ｍＣｉ
／１）を含む水性硝酸溶液からプルトニウムを抽出する
ことを示す。
【００８１】この場合には、第一の抽出段階を実施する
ために、水性溶液１５ｍｌを有機抽出溶媒３０ｍｌと接
触させて、１０分間撹拌する。次いで、２相を傾瀉によ
って分離し、それらのそれぞれのウラン、プルトニウム
および核分裂生成物の含量を測定し、ウラン、プルトニ
ウムおよび核分裂生成物の分裂係数Ｄｍを２相の間で計
算する。この分裂係数Ｄｍは、水性溶液中の要素の濃度
に対する有機溶媒中の同じ要素の濃度の比率に対応す
る。
ために、水性溶液１５ｍｌを有機抽出溶媒３０ｍｌと接
触させて、１０分間撹拌する。次いで、２相を傾瀉によ
って分離し、それらのそれぞれのウラン、プルトニウム
および核分裂生成物の含量を測定し、ウラン、プルトニ
ウムおよび核分裂生成物の分裂係数Ｄｍを２相の間で計
算する。この分裂係数Ｄｍは、水性溶液中の要素の濃度
に対する有機溶媒中の同じ要素の濃度の比率に対応す
る。
【００８２】得られる結果を、下記の表２に示す。この
表には、得られた値から計算されたプルトニウムおよび
ウランの抽出定数Ｋｅｘの値も示している。
表には、得られた値から計算されたプルトニウムおよび
ウランの抽出定数Ｋｅｘの値も示している。
【００８３】この表から、プルトニウムの分裂係数およ
び抽出定数はウランの値よりも遥かに大きいことが認め
られた。
び抽出定数はウランの値よりも遥かに大きいことが認め
られた。
【００８４】実施例３および４ 実施例３では、クロロホルム中ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−
アンチ−シス異性体０．１３４ｍｏｌ／１を、実施例４
ではクロロホルム中市販のＤＣＨ１８Ｃ６の異性体混合
物０．１３４ｍｏｌ／１を抽出有機溶媒として用いるこ
と以外は実施例２の操作と同じ方式を用いて、同じ水性
溶液を処理した。
アンチ−シス異性体０．１３４ｍｏｌ／１を、実施例４
ではクロロホルム中市販のＤＣＨ１８Ｃ６の異性体混合
物０．１３４ｍｏｌ／１を抽出有機溶媒として用いるこ
と以外は実施例２の操作と同じ方式を用いて、同じ水性
溶液を処理した。
【００８５】これらの有機溶媒で得られる結果を、表２
に示す。この表から、シス−シン−シス異性体では、シ
ス−アンチ−シス異性体または異性体混合物を用いて得
た結果よりより勝れた結果を得ることができる。
に示す。この表から、シス−シン−シス異性体では、シ
ス−アンチ−シス異性体または異性体混合物を用いて得
た結果よりより勝れた結果を得ることができる。
【００８６】実施例５ この実施例では、ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−シン−シス異
性体０．１３４ｍｏｌ／１を含むジクロロエタンによっ
て構成される溶媒を用いて、照射済み核燃料を再処理す
るためのプラントから生じる水性溶液に含まれるプルト
ニウムからウランを分離し、この溶液は、ウラン／プル
トニウム／各分裂生成物の抽出および分離段階の最初の
段階の後に得られる。
性体０．１３４ｍｏｌ／１を含むジクロロエタンによっ
て構成される溶媒を用いて、照射済み核燃料を再処理す
るためのプラントから生じる水性溶液に含まれるプルト
ニウムからウランを分離し、この溶液は、ウラン／プル
トニウム／各分裂生成物の抽出および分離段階の最初の
段階の後に得られる。
【００８７】この実施例では、図１に示されるように、
最初に有機抽出溶媒Ｏ０（Ｃ２Ｈ４Ｃｌ２中ＤＣＨ１８
Ｃ６のシス−シン−シス異性体）の２容量（２Ｖ）を処
理される水性溶液Ａ０の１容量（１Ｖ）と接触させるこ
とによって第一の抽出を行う。したがって、プルトニウ
ムとウランをほとんど含まず且つ各分裂生成物のほとん
どを含む第一の水性溶液Ａ１と、ほとんど総てのプルト
ニウムとウランとを含み核分裂生成物をほとんど含まな
い有機溶媒Ｏ１を回収する。次に、この有機溶媒Ｏ１
を、３Ｎ硝酸容積で２回洗浄する。これらの洗浄の後、
第三の水性溶液Ａ３であってウランを含み、プルトニウ
ムと核分裂生成物をほとんど含まない第三の水性溶液Ａ
３とプルトニウムとウランを含み且つ核分裂生成物をほ
とんど含まない第二の有機溶媒Ｏ２が回収される。
最初に有機抽出溶媒Ｏ０（Ｃ２Ｈ４Ｃｌ２中ＤＣＨ１８
Ｃ６のシス−シン−シス異性体）の２容量（２Ｖ）を処
理される水性溶液Ａ０の１容量（１Ｖ）と接触させるこ
とによって第一の抽出を行う。したがって、プルトニウ
ムとウランをほとんど含まず且つ各分裂生成物のほとん
どを含む第一の水性溶液Ａ１と、ほとんど総てのプルト
ニウムとウランとを含み核分裂生成物をほとんど含まな
い有機溶媒Ｏ１を回収する。次に、この有機溶媒Ｏ１
を、３Ｎ硝酸容積で２回洗浄する。これらの洗浄の後、
第三の水性溶液Ａ３であってウランを含み、プルトニウ
ムと核分裂生成物をほとんど含まない第三の水性溶液Ａ
３とプルトニウムとウランを含み且つ核分裂生成物をほ
とんど含まない第二の有機溶媒Ｏ２が回収される。
【００８８】この洗浄の後、有機溶媒Ｏ２を水２容量と
接触させることによって、ウランを水によって再抽出す
る、したがって、極めて少量のウランと核分裂生成物し
か含まず且つ一層多量のプルトニウムを含む第三の有機
溶媒Ｏ３と、ウランを含み且つプルトニウムと核分裂生
成物はほとんど含まない水性溶液Ａ５を回収する。
接触させることによって、ウランを水によって再抽出す
る、したがって、極めて少量のウランと核分裂生成物し
か含まず且つ一層多量のプルトニウムを含む第三の有機
溶媒Ｏ３と、ウランを含み且つプルトニウムと核分裂生
成物はほとんど含まない水性溶液Ａ５を回収する。
【００８９】添付の表３に示される組成を有する水性溶
液Ａ０をＤＣＨ１８Ｃ６のシス−シン−シス異性体０．
１３４ｍｏｌ／１を含むジクロロエタンＣＨ２Ｃｌ−Ｃ
Ｈ２Ｃｌによって構成される有機溶媒Ｏを前記容量比を
用いて処理する。有機溶媒Ｏ２およびＯ３および水性溶
液Ａ５のウラン、プルトニウムおよび核分裂生成物含量
の形態で表わされる得られた結果を、表３に示す。
液Ａ０をＤＣＨ１８Ｃ６のシス−シン−シス異性体０．
１３４ｍｏｌ／１を含むジクロロエタンＣＨ２Ｃｌ−Ｃ
Ｈ２Ｃｌによって構成される有機溶媒Ｏを前記容量比を
用いて処理する。有機溶媒Ｏ２およびＯ３および水性溶
液Ａ５のウラン、プルトニウムおよび核分裂生成物含量
の形態で表わされる得られた結果を、表３に示す。
【００９０】この表から、有機溶媒中の初期プルトニウ
ムの９９．８％が得られるので、プルトニウムが定量的
に抽出されたことが観察された。硝酸による洗浄によ
り、核分裂生成物を除去することができた。水で洗浄す
る、すなわち再抽出の時、ウラン（ＶＩ）はほぼ完全に
再抽出されるか、プルトニウム（ＩＶ）は有機溶媒中に
残る。
ムの９９．８％が得られるので、プルトニウムが定量的
に抽出されたことが観察された。硝酸による洗浄によ
り、核分裂生成物を除去することができた。水で洗浄す
る、すなわち再抽出の時、ウラン（ＶＩ）はほぼ完全に
再抽出されるか、プルトニウム（ＩＶ）は有機溶媒中に
残る。
【００９１】それ故、プルトニウムは核分裂生成物から
もウランからも原子価サイクルの必要なしに分離するこ
とができ、それは親水性酸の水性溶液または還元剤、例
えばヒドロキシルアミン硝酸塩の水性溶液中で再抽出す
ることによって有機溶媒Ｏ３中に回収することができ
る。
もウランからも原子価サイクルの必要なしに分離するこ
とができ、それは親水性酸の水性溶液または還元剤、例
えばヒドロキシルアミン硝酸塩の水性溶液中で再抽出す
ることによって有機溶媒Ｏ３中に回収することができ
る。
【００９２】実施例６および比較例１ これらの例では、実施例５の操作と同じ方式を用いて、
実施例６のクロロホルム中２５％（Ｐ／Ｖ）のＤＣＨ１
８Ｃ６の異性体混合物と比較例１のドデカン中トリプチ
ルホスフェート（ＴＢＰ）２５％を有機溶媒として用い
ること以外は実施例５と同様の水性溶液を処理する。
実施例６のクロロホルム中２５％（Ｐ／Ｖ）のＤＣＨ１
８Ｃ６の異性体混合物と比較例１のドデカン中トリプチ
ルホスフェート（ＴＢＰ）２５％を有機溶媒として用い
ること以外は実施例５と同様の水性溶液を処理する。
【００９３】これらの条件で得られる結果も、表３に示
す。
す。
【００９４】これらの結果から、ＤＣＨ１８Ｃ６のシス
−シン−シス異性体を用いるのが有利と思われる。
−シン−シス異性体を用いるのが有利と思われる。
【００９５】実際に、ＴＢＰの使用では、プルトニウム
のほとんど（９２．５％）を抽出することができるが、
酸洗浄または水洗浄では、最終的回収率が水性相Ａ５で
は比較的小さい（５２％）のでウラン／プルトニウムの
分離を行うことはできない。
のほとんど（９２．５％）を抽出することができるが、
酸洗浄または水洗浄では、最終的回収率が水性相Ａ５で
は比較的小さい（５２％）のでウラン／プルトニウムの
分離を行うことはできない。
【００９６】クロロホルム中ＤＣＨ１８Ｃ６の異性体混
合物を用いることによって、プルトニウムを一層完全に
抽出することができるが（９８．４％）、数回の硝酸洗
浄ではプルトニウム／ウランの分離を行うことはでき
ず、また水で抽出の際にプルトニウム（９８％）とウラ
ン（６１％）は水性相Ａ５に再現する。
合物を用いることによって、プルトニウムを一層完全に
抽出することができるが（９８．４％）、数回の硝酸洗
浄ではプルトニウム／ウランの分離を行うことはでき
ず、また水で抽出の際にプルトニウム（９８％）とウラ
ン（６１％）は水性相Ａ５に再現する。
【００９７】一方、ジクロロエタン中ＤＣＨ１８Ｃ６の
シス−シン−シス異性体を使用することにより、プルト
ニウムを完全に抽出することができる（９９．８％）。
更に、硝酸洗浄および水洗浄でウラン／プルトニウムの
分離を生じ、著しく精製することができる。したがっ
て、プルトニウムは、ウランなしで且つ水性相Ａ５での
原子価変化を用いることなく回収される。
シス−シン−シス異性体を使用することにより、プルト
ニウムを完全に抽出することができる（９９．８％）。
更に、硝酸洗浄および水洗浄でウラン／プルトニウムの
分離を生じ、著しく精製することができる。したがっ
て、プルトニウムは、ウランなしで且つ水性相Ａ５での
原子価変化を用いることなく回収される。
【００９８】実施例７〜９ これらの実施例では、得られる結果を、シス−シン−シ
ス異性体の形態（実施例７）、シス−アンチ−シス異性
体の形態（実施例８）、市販の異性体混合物の形態（実
施例９）のＤＣＨ１８Ｃ６０．６７ｍｏｌ／１を含むク
ロロホルムの有機溶液Ｏ０を有機溶液として用いること
によっても比較する。
ス異性体の形態（実施例７）、シス−アンチ−シス異性
体の形態（実施例８）、市販の異性体混合物の形態（実
施例９）のＤＣＨ１８Ｃ６０．６７ｍｏｌ／１を含むク
ロロホルムの有機溶液Ｏ０を有機溶液として用いること
によっても比較する。
【００９９】これらの実施例では、図１を参照すれば、
有機溶液ＯによるＵとＰｕの抽出の第一段階を行った
後、１Ｎ硝酸溶液（Ａ４）によってウランを再抽出する
段階および最後に本発明の方法を行うため第一の変法に
より水（Ａ６）によりプルトニウムを再抽出する段階を
行う。
有機溶液ＯによるＵとＰｕの抽出の第一段階を行った
後、１Ｎ硝酸溶液（Ａ４）によってウランを再抽出する
段階および最後に本発明の方法を行うため第一の変法に
より水（Ａ６）によりプルトニウムを再抽出する段階を
行う。
【０１００】これらの各種の段階では、容量比Ａ／Ｏ
は、抽出に対しては０．５、ウランの再値に対しては
１、プルトニウムの再抽出については２である。
は、抽出に対しては０．５、ウランの再値に対しては
１、プルトニウムの再抽出については２である。
【０１０１】第一のＵ／Ｐｕ／核分裂生成物の分離サイ
クルから生じる水性溶液Ａ０に関して得られる結果を、
添付の図４に示す。
クルから生じる水性溶液Ａ０に関して得られる結果を、
添付の図４に示す。
【０１０２】本発明の方法によれば、ウランおよひ核分
裂生成物からプルトニウムを現在用いられている方法よ
りも一層効果的に且つ一層速やかに分離することも可能
である。更に、ウラン／プルトニウム分離を行うために
原子価変更を行う必要はない。
裂生成物からプルトニウムを現在用いられている方法よ
りも一層効果的に且つ一層速やかに分離することも可能
である。更に、ウラン／プルトニウム分離を行うために
原子価変更を行う必要はない。
【０１０３】更に、本発明に用いられるクラウン化合物
は、照射時にトリブチルホスフェートよりも遥かに耐久
性を有する。
は、照射時にトリブチルホスフェートよりも遥かに耐久
性を有する。
【０１０４】実際に、Ｐｕ（ＩＶ）、Ｕ（ＶＩ）およひ
放射能が８０ｍＧｙ／時に対応する核分裂生成物を含む
ＤＣＨ１８Ｃ６の溶液であって、８カ月間保持したもの
であって、総エネルギーが６１１ｋＪ／ｍｏｌであり、
照射量が８０．５ｋＪ／ｍｏｌのものはＤＣＨ１８Ｃ６
の劣化を起こさない。これは、ＤＣＨ１８Ｃ６が高活性
溶液の少なくとも５００００回の抽出に耐え得ることを
示している。
放射能が８０ｍＧｙ／時に対応する核分裂生成物を含む
ＤＣＨ１８Ｃ６の溶液であって、８カ月間保持したもの
であって、総エネルギーが６１１ｋＪ／ｍｏｌであり、
照射量が８０．５ｋＪ／ｍｏｌのものはＤＣＨ１８Ｃ６
の劣化を起こさない。これは、ＤＣＨ１８Ｃ６が高活性
溶液の少なくとも５００００回の抽出に耐え得ることを
示している。
【０１０５】図２は、例えばトリブチルホスフェートを
用いて行った第一のＵ／Ｐｕ／核分裂生成物の分離サイ
クルから生じる水性溶液について本発明の方法を連続的
に用いる装置を模式的に示している。
用いて行った第一のＵ／Ｐｕ／核分裂生成物の分離サイ
クルから生じる水性溶液について本発明の方法を連続的
に用いる装置を模式的に示している。
【０１０６】この図は、図１に就いてと同じ表示を使用
して、括弧に記載された容量で装置に導入され且つから
出て行く水性および有機溶液を表わす。
して、括弧に記載された容量で装置に導入され且つから
出て行く水性および有機溶液を表わす。
【０１０７】この装置では、溶液が向流循環する数段
階、すなわちプルトニウムの抽出の段階が５つのサブス
テージを含み、ＨＮＯによる洗浄の段階が９つのサブス
テージを含み、ウランの再抽出の段階が３つのサブステ
ージを含み、プルトニウムの再抽出の段階が５つのサブ
ステージを含む。
階、すなわちプルトニウムの抽出の段階が５つのサブス
テージを含み、ＨＮＯによる洗浄の段階が９つのサブス
テージを含み、ウランの再抽出の段階が３つのサブステ
ージを含み、プルトニウムの再抽出の段階が５つのサブ
ステージを含む。
【０１０８】ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−アンチ−シス異性
体のベンゾニトリル中１０％（Ｐ／Ｖ）によって構成さ
れる有機溶液Ｏ０、核分裂生成物を洗浄し且つ７．２Ｍ
ＨＮＯ３２容量とＡ４に由来の１Ｍ ＨＮＯ３２容量
とによって構成される水性溶液Ａ２と、ウランを再抽出
し且つ１Ｍ ＨＮＯ３によって構成される溶液Ａ４と、
Ｐｕを再抽出し且つ０．５Ｍ Ｈ２ＳＯ４によって構成
される溶液Ａ６を用いることにより、装置の出口で初期
ウラン９９．９６％と初期Ｐｕ０．００３％未満を含む
水性溶液Ａ１と、初期Ｐｕ９９．９９７％と初期Ｕ０．
０３％未満を含む水性溶液Ａ７を得ることができる。
体のベンゾニトリル中１０％（Ｐ／Ｖ）によって構成さ
れる有機溶液Ｏ０、核分裂生成物を洗浄し且つ７．２Ｍ
ＨＮＯ３２容量とＡ４に由来の１Ｍ ＨＮＯ３２容量
とによって構成される水性溶液Ａ２と、ウランを再抽出
し且つ１Ｍ ＨＮＯ３によって構成される溶液Ａ４と、
Ｐｕを再抽出し且つ０．５Ｍ Ｈ２ＳＯ４によって構成
される溶液Ａ６を用いることにより、装置の出口で初期
ウラン９９．９６％と初期Ｐｕ０．００３％未満を含む
水性溶液Ａ１と、初期Ｐｕ９９．９９７％と初期Ｕ０．
０３％未満を含む水性溶液Ａ７を得ることができる。
【０１０９】次いで、有機溶媒Ｏ４を、例えばＨ２ＳＯ
４３ｍｏｌ／１で洗浄することによる好適な精製処理の
後の抽出段階に再循環させる。
４３ｍｏｌ／１で洗浄することによる好適な精製処理の
後の抽出段階に再循環させる。
【０１１０】表 １ 水性溶液Ａ０，Ａ１，Ａ３，Ａ５およびＡ７の組成
【表２】
【０１１１】表 ２
【表３】
【０１１２】表 ３
【表４】 表 ３（続き）
【表５】
【０１１２】 表
４
４
【表６】
【図面の簡単な説明】 本発明の他の特性および利点は、添付図面に関する前記
の説明を読むことによって一層容易に明らかになるが、
これらの説明は例示のためのものであり、制限的なもの
ではない。
の説明を読むことによって一層容易に明らかになるが、
これらの説明は例示のためのものであり、制限的なもの
ではない。
【図１】本発明の方法を模式的に例示した略図であり、
【図２】ＤＣＨ１８Ｃ６のシス−アンチ−シス異性体を
用いて本発明の方法を連続的に使用する装置を模式的に
表わすものである。
用いて本発明の方法を連続的に使用する装置を模式的に
表わすものである。
【符号の説明】 図１ １ Ｕ＋ＰＵ抽出、 ２ ＤＣＨ１８Ｃ６＋ベンゾニトリル、 ３ 洗浄（ＰＦ除去）、 ４ Ｕ再抽出、 ５ ＰＵ再抽出。 図２ １ 最初のサイクルの後に得られる溶液、 ２ Ｃ６Ｈ５ＣＮ中１０％シス−アンチ−シスＤＣＨ１
８Ｃ６、 ３ ＰＵ抽出、 ４ ＰＦ洗浄、 ５ Ｕ再抽出、 ６ 溶媒精製、 ７ ＰＵ再抽出。
８Ｃ６、 ３ ＰＵ抽出、 ４ ＰＦ洗浄、 ５ Ｕ再抽出、 ６ 溶媒精製、 ７ ＰＵ再抽出。
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ジャック フォー フランス国 オルセ，リュ ルイ スコカ ル 33 (72)発明者 ロドルフ ショメル フランス国 ラランジ，アブニュ ドゥ シャンプラン 27ビ (72)発明者 ピエール ドゥトルルイニュ フランス国 バニョルースルーセズ，リュ ドゥ ラセリセ 15 (72)発明者 チェリ ムタルド フランス国 オランジ，レジダンス ドゥ ラルバンソル （番地なし) (72)発明者 バンサン ギュヨン フランス国 パリ，リュ サン マルタン 235 (72)発明者 アンリ ル ロイ フランス国 エクルールドルヴィル，レジ ダンス ドゥバアル ラベ，バト，ア 38
Claims (18)
- 【請求項１】ウランおよび照射済み核燃料要素を再処理
する際に得られ且つこれらの要素に由来するほとんど総
てのプルトニウムを含む水性溶液ＡＯに含まれる核分裂
生成物からプルトニウム（ＩＶ）を分離する方法であっ
て、（１）この水性溶液ＡＯを少なくとも１種類のクラ
ウン化合物を含む有機溶液Ｏ０と接触させて、ウランと
プルトニウムを含む有機溶液Ｏ１と核分裂生成物を含む
水性溶液Ａ１を得て、（２）この溶液Ｏ１を水または硝
酸水性溶液によって構成される水性溶液Ａ４と接触させ
ることによって有機溶液Ｏ１から抽出されるウランを再
抽出して、ウランを含む水性溶液Ａ５とプルトニウムを
含む有機溶液Ｏ３を得て、（３）有機溶液Ｏ３を親水性
酸の水性溶液Ａ６と接触させることによってこの有機溶
液中に含まれるプルトニウムを回収する連続的段階を含
んで成る方法。 - 【請求項２】親水性酸がＨ２ＳＯ４、Ｈ３ＰＯ４、ＨＣ
ｌまたはＨＦである、請求項１に記載の方法。 - 【請求項３】溶液Ａ６が、硫酸０．０５〜２ｍｏｌ／ｌ
を含む水性溶液である、請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】ウランおよび照射済み核燃料要素を再処理
する際に得られ且つこれらの要素に由来するほとんど総
てのプルトニウムを含む水性溶液ＡＯに含まれる核分裂
生成物からプルトニウム（ＩＶ）を分離する方法であっ
て、（１）この水性溶液ＡＯを少なくとも１種類のクラ
ウン化合物と１種類の塩素化希釈剤を含む有機溶液Ｏ０
と接触させて、ウランとプルトニウムを含む有機溶液Ｏ
１と核分裂生成物を含む水性溶液Ａ１を得て、（２）こ
の有機溶液Ｏ１を硝酸水性溶液によって構成される水性
溶液Ａ４と接触させることによって有機溶液Ｏ１から抽
出されるウランを再抽出して、ウランを含む水性溶液Ａ
５とプルトニウムを含む有機溶液Ｏ３を得て、（３）得
られる希釈溶液を水または低酸度の水性溶液によって構
成される水性溶液Ａ６と接触させることによって有機溶
液Ｏ３中に含まれるプルトニウムを回収する連続的段階
を含んで成る方法。 - 【請求項５】ウランおよび照射済み核燃料要素を再処理
する際に得られ且つこれらの要素に由来するほとんど総
てのプルトニウムを含む水性溶液ＡＯに含まれる核分裂
生成物からプルトニウム（ＩＶ）を分離する方法であっ
て、（１）この水性溶液ＡＯを少なくとも１種類のクラ
ウン化合物を含む有機溶液Ｏ０と接触させて、ウランと
プルトニウムを含む有機溶液Ｏ１と核分裂生成物を含む
水性溶液Ａ１を得て、（２）この有機溶液Ｏ１を水また
は硝酸水性溶液によって構成される水性溶液Ａ４と接触
させることによって有機溶液Ｏ１から抽出されるウラン
を再抽出して、ウランを含む水性溶液Ａ５とプルトニウ
ムを含む有機溶液Ｏ３を得て、（３）この溶液Ｏ３を溶
媒によって希釈し、この希釈した溶液を水または低酸度
の水性溶液によって構成される水性溶液Ａ６と接触させ
ることによって有機溶液Ｏ３中に含まれるプルトニウム
を回収する連続的段階を含んで成る方法。 - 【請求項６】ウランおよび照射済み核燃料要素を再処理
する際に得られ且つこれらの要素に由来するほとんど総
てのプルトニウムを含む水性溶液ＡＯに含まれる核分裂
生成物からプルトニウム（ＩＶ）を分離する方法であっ
て、（１）この水性溶液ＡＯを少なくとも１種類のクラ
ウン化合物を含む有機溶液Ｏ０と接触させて、ウランと
プルトニウムを含む有機溶液Ｏ１と核分裂生成物を含む
水性溶液Ａ１を得て、（２）この有機溶液Ｏ１を水また
は硝酸水性溶液によって構成される水性溶液Ａ４と接触
させることによって有機溶液Ｏ１から抽出されるウラン
を再抽出して、ウランを含む水性溶液Ａ５とプルトニウ
ムを含む有機溶液Ｏ３を得て、（３）この有機溶液Ｏ３
を還元剤の水性溶液Ａ６と接触させることによって有機
溶液Ｏ３中に含まれるプルトニウムを回収する連続的段
階を含んで成る方法。 - 【請求項７】ウランの再抽出のために、硝酸濃度が３ｍ
ｏｌ／ｌ未満の水性溶液を用いる、請求項１〜６のいず
れか１項に記載の方法。 - 【請求項８】クラウン化合物が 【化１】 または 【化２】 式中、ｎは０であるかまたは１〜４の総ての数である、
を有する請求項１〜７のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項９】クラウン化合物が、式（Ｉ）（式中、ｎ＝
１）を満足する、請求項８に記載の方法。 - 【請求項１０】クラウン化合物が、式（Ｉ）（式中、ｎ
＝１）のクラウン化合物のシス−シン−シス異性体であ
る、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１１】クラウン化合物が、式（Ｉ）（式中、ｎ
＝１）のクラウン化合物のシス−アンチ−シス異性体で
ある、請求項９に記載の方法。 - 【請求項１２】有機溶液Ｏ０がベンゾニトリルによって
構成される希釈剤を含む、請求項１〜３および５〜１１
のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１３】有機溶液のクラウン化合物濃度が０．５
〜４０％（重量／容量）である、請求項１〜１２のいず
れか１項に記載の方法。 - 【請求項１４】水性溶液Ａ４によってウランを再抽出す
る第二段階に進む前に、硝酸の水性溶液Ａ２によって有
機溶液Ｏ１を洗浄する少なくとも１つの追加段階を行
う、請求項１〜１３のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項１５】洗浄溶液Ａ２が２〜５Ｎ硝酸溶液であ
る、請求項１４に記載の方法。 - 【請求項１６】有機溶液と水性溶液との接触を交換カラ
ム中で行う、請求項１〜１５のいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項１７】操作を連続的に行う請求項１４に記載の
方法であって、この方法のそれぞれの段階において、水
性溶液（Ａ０，Ａ２，Ａ４またはＡ６）と対応する有機
溶液（Ｏ０，Ｏ２，Ｏ４またはＯ６）とを向流循環させ
ることによってこれらの２種類の溶液を接触させ、得ら
れる水性溶液Ａ３を処理される水性溶液Ａ０で洗浄する
段階の後に再循環させる方法。 - 【請求項１８】ウランの再抽出段階の後に得られる水性
溶液を再循環して、水性溶液Ａ２で洗浄する段階でこれ
を用いる、請求項１７に記載の方法。
Applications Claiming Priority (4)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR8916638A FR2656149B1 (fr) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Extraction de metaux tels que pu, u et sr par un solvant organique ou une phase solide comprenant l'isomere cis-syn-cis de l'ether-couronne dch18c6. |
| FR8916636 | 1989-12-15 | ||
| FR8916638 | 1989-12-15 | ||
| FR8916636A FR2656148B1 (fr) | 1989-12-15 | 1989-12-15 | Procede pour separer au moyen d'ethers-couronnes le plutonium de l'uranium et des produits de fission, dans les premiers stades du retraitement des combustibles nucleaires irradies. |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0688897A true JPH0688897A (ja) | 1994-03-29 |
Family
ID=26227729
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP41767290A Pending JPH0688897A (ja) | 1989-12-15 | 1990-12-14 | ウランおよび照射済み核燃料の再処理の初期段階における核分裂生成物からクラウン化合物を用いてプルトニウムを分離する方法 |
Country Status (8)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US5085834A (ja) |
| EP (1) | EP0434513B1 (ja) |
| JP (1) | JPH0688897A (ja) |
| KR (1) | KR910011648A (ja) |
| CN (1) | CN1055619A (ja) |
| CA (1) | CA2031750A1 (ja) |
| DE (1) | DE69020705D1 (ja) |
| FI (1) | FI906106A7 (ja) |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US5169609A (en) * | 1991-06-19 | 1992-12-08 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Combined transuranic-strontium extraction process |
| GB9407892D0 (en) * | 1994-04-21 | 1994-06-15 | British Nuclear Fuels Plc | Solvent extraction of metal containing species |
| US7097747B1 (en) | 2003-08-05 | 2006-08-29 | Herceg Joseph E | Continuous process electrorefiner |
| DE102004022200B4 (de) * | 2004-05-05 | 2006-07-20 | Actinium Pharmaceuticals, Inc. | Radium-Target sowie Verfahren zu seiner Herstellung |
| US7927566B2 (en) * | 2004-09-09 | 2011-04-19 | Designing-Contructing and Industrial-Inculcating Enterprise “Daymos Ltd.” | Extraction of radionuclides by crown ether-containing extractants |
| DE102006008023B4 (de) | 2006-02-21 | 2008-05-29 | Actinium Pharmaceuticals, Inc. | Verfahren zum Reinigen von 225Ac aus bestrahlten 226Ra-Targets |
| CA2662932C (en) | 2006-09-08 | 2017-06-06 | Actinium Pharmaceuticals, Inc. | Method for the purification of radium from different sources |
| FR2954354B1 (fr) * | 2009-12-22 | 2012-01-13 | Commissariat Energie Atomique | Procede de purification de l'uranium d'un concentre d'uranium naturel |
| FR3059909B1 (fr) * | 2016-12-14 | 2019-05-24 | Commissariat A L'energie Atomique Et Aux Energies Alternatives | Dispositif d'extraction par solvant avec compensation de variations de viscosites et procede d'extraction associe |
| RU2691132C1 (ru) * | 2018-07-26 | 2019-06-11 | Акционерное общество "Высокотехнологический научно-исследовательский институт неорганических материалов имени академика А.А. Бочвара" | Способ экстракционного концентрирования и очистки плутония |
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| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US4186175A (en) * | 1978-01-25 | 1980-01-29 | Phillips Petroleum Company | Crown ether uranyl halide complexes |
| CA1131647A (en) * | 1978-11-10 | 1982-09-14 | Arie Van Zon | Macrocyclic polyether complexes and method for macrocyclic polyether isolation via said complexes |
| DE3202776C2 (de) * | 1982-01-28 | 1987-01-29 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zur Anreicherung und Abtrennung von schweren Wasserstoff-Isotopen aus diese enthaltenden Stoffströmen durch Isotopenaustausch |
| US4749578A (en) * | 1985-11-25 | 1988-06-07 | Benton Fee Yard, Inc. | Molasses feed block for animals and method of making the same |
| FR2633090B1 (fr) * | 1988-06-16 | 1992-07-31 | Cogema | Procede pour separer au moyen d'ethers-couronnes l'uranium et le plutonium presents dans un milieu aqueux provenant du retraitement des combustibles nucleaires irradies |
| US4917825A (en) * | 1988-10-05 | 1990-04-17 | The United States Of America, As Represented By The Department Of Energy | Solvent composition and process for the isolation of radium |
-
1990
- 1990-12-07 CA CA 2031750 patent/CA2031750A1/en not_active Abandoned
- 1990-12-11 US US07/625,551 patent/US5085834A/en not_active Expired - Fee Related
- 1990-12-12 FI FI906106A patent/FI906106A7/fi not_active IP Right Cessation
- 1990-12-13 EP EP19900403574 patent/EP0434513B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1990-12-13 DE DE69020705T patent/DE69020705D1/de not_active Expired - Lifetime
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- 1990-12-14 CN CN90110407A patent/CN1055619A/zh active Pending
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