報告書番号

T90030

タイトル（和文）

長半減期核種の乾式群分離技術の開発－還元・抽出法による希土類元素の分離基礎試験－

タイトル（英文）

DEVELOPMENT OF PYROMETALLURGICAL PARTITIONING TECHNOLOGY FOR LONG-LIVED NUCLIDES -MEASUREMENT OF DISTRIBUTION COEFFICIENTS OF RARE-EARTH ELEMENTS BETWEEN MOLTEN KCL-LICL EUTECTIC SALT AND LIQUID CADMI

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所が提案した液体Ｃｄ－Ｌｉを用いる還元・抽出技術により回収される超ウラン元素（ＴＲＵ）の純度を評価するためには，ＴＲＵと希土類元素相互の分離の程度を把握する必要がある。そこで本研究は，ＴＲＵと希土類相互の分離実験を行う前に，その基礎となる溶融ＫＣｌ－ＬｉＣｌ共晶塩と液体Ｃｄ間における希土類元素（Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｙ）の分配実験を行った。これにより，希土類の分配係数（Ｄ＝Ｃｄ中での元素のモル分率／塩中での元素のモル分率）を測定するとともに，分配平衡後の物質収支およびＣｄ内での元素分布や化合物形態を調べ，Ｃｄへの希土類元素の溶解度や金属間化合物の生成に関する知見を得た。また，塩およびＣｄ中での各成分の活量係数に基づいて希土類元素の分配平衡を熱力学的に解析し，ＴＲＵの分離予測手法として活量係数を用いる計算手法の有効性を確認した。

概要 （英文）

CRIEPI HAS PROPOSED A PYROMETALLURGICAL PROCESS FOR PARTITIONING TRANSURANIC ELEMENTS (TRUS) FROM HIGH-LEVEL RADIOACTIVE WASTES (HLW). THIS PROCESS INCLUDES A REDUCTIVE EXTRACTION STEP TO SEPARATE TRUS FROM MOLTEN CHLORIDES USING LIQUID CD-KI. TO EVALUATE THE PURITY OF TRUS RECOVERED BY THE REDUCTIVE EXTRACTION,IT IS NECESSARYTO OBTAIN DATA CONCERNING SEPARATION OF TRUS AND RARE-EARTH ELEMENTS FROM EACH OTHER BECAUSE RARE-EARTH ELEMENTS ARE SIMILAR CHEMICALLY TO TRUS. PRIOR TO SEPARATION USING TRUS,THE DISTRIBUTION COEFFICIENTS (MOLE FRACTION IN CD DIVIDED BY MOLE FRACTION IN SALT) FOR RARE-EARTH ELEMENTS (LA,CE,PR,ND AND Y) WERE DETERMINED IN A SIMPLIFIED SYSTEM OF MOLTEN KCL-LICL EUTECTIC SALT AND LIQUID CD-LI. THE MATERIAL BALANCE AFTER THEDISTRIBUTION EQUILIBRIUM,AND THE DISTRIBUTION OF RARE-EARTH ELEMENTS AND THEIR CHEMICAL STATES IN CD WERE EXAMINED,AND DATA ABOUT SOLUBILITIES OF RARE-EARTH METALS AND FORMATION OF INTERMETALLIC COMPOUNDS (RECDN)IN CD WERE OBTAINED. THE EQUILIBRIUM DISTRIBUTION OF RARE-EARTH ELEMENTS WAS ALSO ANALYZED THERMODYNAMICALLY BASED ON THE ACTIVITY COEFFICIENTS OF EACH CONSTITUENT IN THE SALT AND CD. THE RESULTS SHOW THAT A CALCULATION METHOD USING THE ACTIVITY COEFFICIENTS IS USEFUL FOR PREDICTINGSEPARATION OF TRUS.

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