報告書番号

T01003

タイトル（和文）

酸化物燃料の還元技術の開発 -模擬使用済酸化物燃料の還元試験-

タイトル（英文）

Development of Reduction Technology for Oxide Fuels -Lithium Reduction of a Simulated Spent Oxide Fuel-

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

模擬使用済酸化物燃料として作製した混合酸化物焼結ペレットを923K、溶融LiCl中で金属リチウムにより還元した。このペレットはアクチニド5元素、模擬FP7元素を含む。UおよびPuの95%が金属に還元され、反応の副生成物のLi2Oは浴中に溶解した。希土類はペレット中で酸化物の凝集相を形成した。初期量の数%のPuおよびAmはペレットから溶出した。Amは約80%が溶出したMOX（U-Pu-Am三元系）ペレット試験の結果と異なった。模擬FPが共存する本研究では、Amは希土類凝集相に固溶しペレットからの溶出が妨げられたと考えられる。希土類は初期装荷量の10～30%が浴中に溶解した。CeおよびNdの浴中濃度は、これまでに測定したLiCl-Li2O混合溶融塩中の溶解度を用い熱力学的に計算した値とよく一致した。Baは塩化物として浴中に溶解し、Pdはペレット中でPuと合金を形成した。

概要 （英文）

The mixed oxide pellet was reduced with lithium metal in molten lithium chloride at 923 K. The pellet was a sintered product meant to simulate spent oxide fuel containing twelve elements, which are : uranium, plutonium, americium, neptunium, curium, cerium, neodymium, samarium, barium, zirconium, molybdenum, and palladium. The pellet remained intact during the reaction and most of lithium oxide, which is the by-product, dissolved in the molten salt. More than 95% of the uranium and plutonium were reduced to metal, while rare-earth elements formed an oxide solid solution in the pellet. Several percent of the initial amount of plutonium and americium was exuded from the pellet and precipitated on the bottom of the crucible. That is different from the result of the previous reduction test using a MOX(uranium-plutonium-americium ternary) pellet in which approximately 80% of the americium was exuded. The exudation of americium is considered to be suppressed by the formation of solid solution with rare-earth oxides. 10 to 30% of rare earth elements were exuded and dissolved in the molten salt. The concentrations of cerium and neodymium in the salt were consistent with the values which were calculated thermodynamically using their solubilities in lithium chloride-lithium oxide mixed molten salt. Most of the barium dissolved in the molten salt as a chloride; on the other hand, palladium remained in the pellet to form an alloy with plutonium.

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