報告書番号

T99078

タイトル（和文）

溶融塩電解精製によるPu回収技術の開発 -液体Cd陰極におけるPuの挙動-

タイトル（英文）

Development of plutonium recovery process by molten salt electrorefining. - Behavior of plutonium at liquid cadmium cathode -

概要 （図表や脚注は「報告書全文」に掲載しております）

液体Cd陰極について電気化学的パラメータによる影響とPu回収に適した条件を調べるために、小型の液体Cd陰極を用いて基礎的なPu電解試験を行った。その結果以下の知見が得られた。（１）約40mA/cm2以下の陰極電流密度であれば、撹拌なしの条件でもPuをほぼ100％の回収効率で陰極中濃度約8wt%までスムーズに回収できる。これ以上の陰極電流密度では陰極でLiまたは単体Puの還元およびこれらの還元生成物とセラミックス材料との反応が起こり、回収効率が低下する。（２）冷却後の時点では析出したPuは陰極底部にPuCd6の化学形態で蓄積する。（３）飽和量以上のPuを回収した場合には陰極表面における局所平衡を保つためにAmの析出が抑制されると推測された。（４）本試験におけるPu回収速度を実機で想定される条件に外挿すると陰極１個あたり約280g-Pu/hとなり、十分実用的な処理速度が期待できる。

概要 （英文）

Fundamental experiments were carried out with small liquid cadmium cathodes in order to investigate the effect of the electrochemical parameters and to determine adequate conditions for plutonium recovery. Major results are as follows. (1) At cathodic current density lower than about 40 mA/cm2, plutonium was smoothly recovered into the liquid cadmium cathode up to about 8 wt% with collection efficiency of approximately 100 %, even without cathode stirring. At higher cathodic current densities, lithium or plutonium metal was produced at the cathode, and these metals reacted with the ceramic materials to decrease the collection efficiency. (2) After cooling, plutonium deposits were found to accumulate at the bottom of the cathode in the chemical form of PuCd6. (3) It was supposed that americium deposition was restrained so that local equilibrium was maintained at the surface of the cathode when plutomium was recovered into the liquid cadmium cathode beyond its solubility limit. (4) Extrapolation of the plutonium recovery rate observed in these tests to practical conditions gives a processing rate of about 280 grams of plutonium per hour for each cathode, which is considered to be satisfactorily high performance.

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