Published January 1991 | Version v1
Journal article Metadata-only

Development of radioactive waste volume reduction technique from solvent regeneration process in nuclear fuel reprocessing. Wash efficiency and wash mechanisms of salt-free solvent wash reagents

Creators

  • 1. Hitachi Ltd., Ibaraki (Japan). Energy Research Lab.

Description

Hydrazine-based and tetramethylammonium hydroxide-based salt-free solvent wash reagents which can be decomposed and decreased in their volume were investigated in order to reduce the generation of radioactive waste from the solvent regeneration process in nuclear fuel reprocessing. These wash reagents were tested regarding their wash efficiency using simulated spent solvent which contained Ru, Zr, U and dibutylphosphate (DEP). The experimental results indicate that the wash efficiency depends mainly on the pH of the wash reagents. The DBP and metal-DBP complex are dissociated by hydroxide ion to become water soluble forms. Citrate ion in citrate wash reagents is effective for Zr under relatively lower pH conditions. The wash efficiency for Ru decrease gradually below pH7 independing on the kind of wash reagents. The solvent wash tests using mixer-settler also indicate that high pH is necessary to get high wash efficiency. However, metal-DBP complex and nitrosylruthenium complex are precipitated and accumulate on the interface between organic and aqueous phases in the mixer-settler. (author)

Availability note (English)

Available from DOI: https://doi.org/10.3327/jaesj.33.96

Abstract (Japanese)

ピューレックス法核燃料再処理では、抽出溶媒として30%リン酸トリブチル(TBP)-70%希釈剤(ドデカン等)が用いられている。抽出溶媒の一部はプロセス中において、硝酸による加水分解や再処理溶液中に含まれる放射性核種からの放射線による放射線分解により分解される。TBPの主な分解生成物はリン酸ジブチル(DBP)であり、Zr、Pu等の金属イオンと強固な錯体を形成して溶媒中に留まる。このため一度抽出工程で使用した溶媒は、これらの分解生成物や金属イオンを除去してから抽出工程ヘリサイクルさせる。この溶媒の再生操作には、炭酸ナトリウム(Na2CO3)溶液を主剤とする洗浄プロセスが用いられてきた。しかし、Na2CO3には使用済の洗浄剤が放射性廃棄物の大きな発生源となる欠点がある。近年、再処理工場における放射性廃棄物発生量低減技術の開発が重要な課題となっており、溶媒再生プロセスについても使用後分解減容処理できる洗浄剤を用いるソルトフリー化が検討されている。このようなソルトフリー洗浄剤として、これまでヒドラジン、ヒドロキシルアミンおよび水酸化テトラメチルアンモニウム((CH3)4N+OH-、TMAH)をベースとするものが提案されている。これらの洗浄剤はいずれも低温での熱分解または電気分解によりほぼ完全に分解できることが示されており、放射性廃棄物低減の観点からは大きな効果が期待できる。しかし、これらのソルトフリー洗浄剤の洗浄性能は明確ではなく、各洗浄剤間の特性の差も十分には把握されていない。このひとつの原因として、同一条件下での比較実験がないことを挙げることができる。従来より使用されているNa2CO3をソルトフリー洗浄剤に転換するためには放射性廃棄物発生量を低減できるだけではなく、洗浄性能が低下することのないことと、洗浄操作に新たな問題を生じないことを確認する必要がある。本研究においては、これらの点を明確にするため、同一条件において各洗浄剤の洗浄性能を比較するとともに、一歩踏み込んで洗浄メカニズムについても検討を加えた。本研究によりソルトフリー洗浄剤の問題点および洗浄剤選定のポイントがある程度明確になったと考える。以下、本報ではソルトフリー洗浄剤の洗浄性能について実験した結果を中心に報告する。 (日本)

Additional details

Additional titles

Original title (Japanese)
再処理溶媒再生工程における放射性廃棄物低減技術の開発 ソルトフリー溶媒洗浄剤の洗浄性能と洗浄機構

Identifiers

DOI
10.3327/jaesj.33.96;

Publishing Information

Journal Title
Nippon Genshiryoku Gakkai-Shi
Journal Volume
33
Journal Issue
1
Journal Page Range
p. 96-106
ISSN
0004-7120

INIS

Country of Publication
Japan
Country of Input or Organization
Japan
INIS RN
54036304
Subject category
S11: NUCLEAR FUEL CYCLE AND FUEL MATERIALS;
Descriptors DEI
AMMONIUM CARBONATES; DBP; DECOMPOSITION; DODECANE; HYDRAZINE; ORGANIC SOLVENTS; OXALIC ACID ESTERS; PH VALUE; PUREX PROCESS; RADIOACTIVE WASTES; REGENERATION; RUTHENIUM COMPOUNDS; SODIUM CARBONATES; TBP; URANIUM COMPOUNDS; ZIRCONIUM COMPOUNDS
Descriptors DEC
ACTINIDE COMPOUNDS; ALKALI METAL COMPOUNDS; ALKANES; AMMONIUM COMPOUNDS; BUTYL PHOSPHATES; CARBON COMPOUNDS; CARBONATES; CARBOXYLIC ACID ESTERS; CHEMICAL REACTIONS; ESTERS; HYDROCARBONS; MATERIALS; NITROGEN COMPOUNDS; NONAQUEOUS SOLVENTS; ORGANIC COMPOUNDS; ORGANIC PHOSPHORUS COMPOUNDS; OXYGEN COMPOUNDS; PHOSPHORIC ACID ESTERS; RADIOACTIVE MATERIALS; REFRACTORY METAL COMPOUNDS; REPROCESSING; SEPARATION PROCESSES; SODIUM COMPOUNDS; SOLVENTS; TRANSITION ELEMENT COMPOUNDS; WASTES

Optional Information

Notes
This record replaces 22065589