報告書番号

T92092

タイトル（和文）

長半減核種の乾式郡分離技術の開発－溶融塩化物／液体カドミウム系におけるセリウム・ガドニウム・イットリウムの活量係数の測定と分離基礎試験－

タイトル（英文）

DEVELOPMENT OF PYROMETALLUVGICAL PORTITIONING TECHNOLOGY FOR LONG-LIVED NUCLIDES -MEASUYEMENT OF ACTIVITY COEFFICIENTS AND PRELIMINARY SEPARATION TEST OF CERIUM.GODOLINIUM AND YTRIUM IN MOLTEN LICL-KC

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所が研究開発している乾式群分離では，溶融塩化物中の超ウラン元素（ＴＲＵ）を，リチウムを還元剤としてカドミウム相に抽出し，得られたＴＲＵを含むカドミウム合金を陽極として電解精製を行い，陰極で純度を高めて回収する。その際，ＴＲＵと化学的性質が似ている希土類元素（ＲＥ）の混入が予想されるが，その割合は金属燃料の製造や燃焼に悪影響を及ぼす恐れがある。そこで本研究では，ＴＲＵとＲＥの分離効率を予測するための基礎データとして，セリウム，カドリニウム，イットリウムの溶融塩／液体カドミウム中での活量係数を起電力の測定から求めた。さらにこの３元素について電解折出による分離試験を行い，電解精製に関する分離効率や電流効率等の基礎的な知見を得た。また，実験で求めた溶融塩中の活量係数を用いた平衡計算と，分離試験から売られた分離係数との比較により，固体陰極折出物中でのＲＥの活量係数は１に近い値であることを確認した

概要 （英文）

CRIEPI HAS BEEN STUDYING A PYROMETALLURGICALPROCESS FOR PARTITIONING TRANSURANIUC ELEMENTS(TRUS)FROM HIGH-LEVEL LIQUID WATSTES(HLW). IN THE PROCESS,(1)HLW IS CONVERTED TO CHLORIDES,(2)TRUS IN MOLTEN CHLORIDES ARE EXTRACTED INTO LIQUID CADMIUM USING LITHIUMAS A REDUCTANT,AND(3)ELECTROREFINING PURIFES THE TRUS IN THE CADMIUM. HOWEVER,SOME RARE-EARTH ELEMENTS(RES)ARE EXPECTED TO BE RECOVERED WITH THE TRUS,BECAUSE RES ARE CHEMICALLY SIMILAR TO TRUS. TO ESTIMATE THE SEPARATION EFFCIENCY BETWEEN TRUS AND RES,THE ACTIVITY COEFFICIENTS OF CERIUM,GADOLINIUM AND YTTRIUM IN MOLTEN CHLORIDES AND LIQUID CADMIUM,WEREOBTAINED BY MEASUREMENT OF ELECTROMOTIVE FORCE. FUNDAMENTAL SEPARATIONEXPERIMENTS WERE CARRIED OUT TO CHARACTERIZE THE ELECTRODEPOSTION PROCESS USING RES. IT WAS SHOWN THAT THE ACTIVITY COEFFICIENTS OF THE ELEMENTS DEPOSITED IN THE SOILD CATHODE WERE NEARLY 1 BY COMPARING THE EXPERIMENTAL DATA WITH THE EQUILIBRIUM DISTRIBUTION CALCULATION.

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