報告書番号

T97080

タイトル（和文）

多元素が共存する液体カドミウム中での金属間化合物の生成条件

タイトル（英文）

FORMATION OF INTERMETALLIC COMP OUNDS IN LIQUID CADMIUM-MULTIEL EMENT SYSTEMS

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

当所では従来より，乾式法にもとづいた使用済み燃料もしくは高レベル廃液からのアクニチド元素の分離・回収プロセスについて研究開発を行っている。他の元素とアクチニド元素の分離効率を予測することはプロセスの運転管理上重要なことであり，プロセスで扱われる溶液が希薄溶体であれば，分離効率は容易に計算できる。溶媒として用いられる液体金属は，金属間化合物が共存していなければ，希薄溶体として扱えることが分かっているが，多元素が共存する系での金属間化合物の生成条件は明らかになっていない。本研究では，主要な核分裂生成物である希土類元素に注目し，多種の希土類元素が液体カドミウム中で共存する場合の，金属間化合物の析出挙動について調べた。希土類元素（ランタン，プラセオジム，セリウム，ネオジム）を含むカドミウム相の液相温度を，電位測定により実験的に決定し，析出相中の各元素の活量を理想溶体モデルで仮定して計算した値と比較した。両者がほぼ一致したことから，希土類元素を含むカドミウム相の液相温度は，簡単な仮定にもとづき計算できることが分かった。また，金属間化合物を生成させずに分離プロセスを運転する条件についても，簡単な計算で決められる見通しがついた。

概要 （英文）

A PYROMETALLURGICAL PROCESS HA S BEEN DEVELOPED BY CRIEPI FOR THE SEPARATION OF ACTINIDE ELEM ENTS FROM SPENT FUEL AND HIGH-L EVEL WASTE. THE SEPARATION EFFI CIENCY IS AN IMPORTANT FACTOR F OR CONTROL OF THE PROCESS. THE SEPARATION EFFICIENCY IN THE PR OCESS WITH A DILUTE SOLUTION CA N BE CALCULATED EASILY. THE LIQ UID METAL SOLUTION IS CONSIDERE D TO BE DILUTE UNLESS IT CONTAI NS AN INTERMETALLIC COMPOUND. H OWEVER, THE CONDITIONS FOR FORM ATION INTERMETALLIC COMPOUNDS I N MULTIELEMENT SYSTEMS ARE NOT WELL UNDERSTOOD. IN THIS STUDY, WE EXAMINED THE CONDITIONS FOR FORMATION OF IN TERMETALLIC COMPOUNDS IN LIQUID CADMIUM CONTAINING RARE-EARTH ELEMENTS, WHICH ARE THE MAIN CO NSTITUENTS OF FISSION PRODUCTS. THE LIQUIDUS TEMPERATURES IN T HE CADMIUM-RARE-EARTH (LANTHANU M, PRASEODYMIUM, CERIUM, AND NE ODYMIUM) MULTIELEMENT SYSTEMS W ERE DETERMINED BY ELECTROMOTIVE FORCE MEASUREMENT. THE EXPERIM ENTAL VALUES OF LIQUIDUS TEMPRA TURE CORRESPONDED WITH THE VALU ES CALCULATED ON THE ASSUMPTION THAT ACTIVITIES IN THE COMPOUN D CAN BEREPRESENTED BY THE IDE AL SOLUTION MODEL. THEREFORE, W E CAN DETERMINETHE CONCENTRATI ON CONDITIONS FOR A LIQUID CADM IUM SOLUTION IN WHICH INTERMETA LLIC COMPOUNDS DO NOT PRECIPITA TE.

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