DE3871710T2

DE3871710T2 - Verfahren zur reduktiven aufloesung von pu02, verwendbar in der behandlung von mit pu02 verunreinigten organischen abfaellen.

Info

Publication number: DE3871710T2
Application number: DE8888402551T
Authority: DE
Inventors: Gerard Koehly; Xavier Machuron-Mandard; Charles Madic
Original assignee: Commissariat a lEnergie Atomique CEA
Current assignee: Commissariat a lEnergie Atomique et aux Energies Alternatives CEA
Priority date: 1987-10-13
Filing date: 1988-10-10
Publication date: 1992-12-17
Anticipated expiration: 2008-10-11
Also published as: EP0312433B1; JP2762281B2; US5069827A; EP0312433A1; DE3871710D1; FR2621578A1; JPH02107530A; FR2621578B1

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft ein Verfahren zur Auflösung einer schwierig aufzulösenden Plutoniumverbindung, von Plutoniumdioxid.
Sie ist insbesondere anwendbar auf die Auflösung dieser Verbindung, die in festen Abfällen vorhanden ist, insbesondere in organischen Abfällen.
Eines der bedeutenden Probleme, die häufig in nuklearen Einrichtungen auftreten, ist die Wiedergewinnung von Plutonium in der Form von dem Oxid PuO&sub2;, welches in sauren Lösungen praktisch unlöslich ist. Diese Verbindung ist insbesondere in festen Abfällen vorhanden, die entweder von der Herstellung von nuklearen Brennelementen oder von der Behandlung von bestrahlten nuklearen Brennelementen herrühren. Diese Abfälle können aus den Aschen bestehen, die von der Verbrennung von stark mit Plutonium kontaminierten brennbaren Abfällen bei 800 bis 900ºC herrühren, in denen das Plutonium in der Ford von Oxid vorliegt. Andere Abfälle bestehen aus Laborabfällen, insbesondere Abfällen aus organischen Materialien, wie Kunststoffmaterialien und Cellulosematerialien, die mit Plutonium in der Form des schwierig aufzulösenden Oxids kontaminiert sind.
Bis jetzt sind vier Verfahren zum Auflösen des Plutoniumdioxids verwendet worden.
Das erste Verfahren umfaßt das Halten des Plutoniums im vierwertigen Zustand während seiner Auflösung. Ein Verfahren, welches diese Methode anwendet, beruht auf der katalytischen Wirkung von Fluoridionen und der Bildung eines komplexen Anions PuF³&spplus;, welches es möglich macht, das Plutonium in einer Salpetersäurelösung (solution nitrigue) zu lösen. Diese Auflösung kann durch die Zugabe einer Silberverbindung beschleunigt werden, welche das komplexe Ion PuF³&spplus; oxidiert und somit die F&supmin;-Ionen regeneriert. Dieses Verfahren wird im einzelnen in den amerikanischen Patenten US-A-3 976 775 und US-A-4 069 293 beschrieben.
Das Verfahren hat den Nachteil, daß es die Verwendung von korrosiven Reagenzien benötigt und daß es fluorhaltige Abwässer erzeugt, deren Behandlung Probleme aufwirft. Daneben können, wenn das Plutonium in reduzierenden organischen Abfällen vorhanden ist, diese durch die Ionen Ag²&spplus; oxidiert werden, welche dann nicht mehr als Beschleuniger der Auflösungsreaktion des Plutoniumoxids wirken. Dieses Verfahren ist demnach für die Behandlung von organischen Abfällen schlecht geeignet.
Ein anderer möglicher Weg, um das Plutonium aufzulösen, wobei es im vierwertigen Zustand gehalten wird, ist es in Plutoniumsulfat durch die Wirkung von konzentrierter Schwefelsäure bei einer erhöhten Temperatur, in der Größenordnung von 250ºC, umzuwandeln, wie es von B. Stojanik et al. in Radiochimica Acta 36, 155-157, 1984 beschrieben ist. Dieses Verfahren hat dementsprechend den Nachteil, daß es die Anwendung von erhöhten Temperaturen und von konzentrierten sauren Lösungen erfordert. Außerdem macht es die vollständige Auflösung von PuO&sub2; nicht möglich, da dieses höheren Temperaturen unterworfen wurde.
Das zweite Verfahren der Auflösung von Plutoniumdioxid ist die oxidierende Auflösung, in welcher man Plutonium durch Oxidation zur Oxidationsstufe VI in einen löslichen Zustand bringt. Dies kann erreicht werden durch Verwendung eines starken Oxidationsmittels, wie des Ag²&spplus;-Ions, wie es in den europäischen Patenten EP-A-0 160 589 und 0 158 555 beschrieben ist. Dieses Verfahren ist sehr interessant, da es ermöglicht, hohe Auflösungsgeschwindigkeiten zu erreichen. Es ist jedoch wenig geeignet für die Behandlung von organischen Abfällen, die reduzierende Eigenschaften haben, da in diesem Fall die organischen reduzierenden Materialien durch die Ag²&spplus;-Ionen oxidiert werden können, die dadurch nicht mehr an der Auflösungsreaktion teilnehmen können. Dies reduziert die Wirksamkeit des Verfahrens und verlängert die Behandlungsdauer der Abfälle sehr, was einen Nachteil bei der Anwendung dieser Art der Behandlung in industriellem Maßstab darstellt.
Ein drittes Verfahren der Auflösung von Plutoniumdioxid besteht darin, das Plutoniumdioxid durch eine siedende konzentrierte Lösung von Jodwasserstoffsäure (6M) zu behandeln, wie es in dem Patent US-A-4 134 960 beschrieben ist. Jedoch ist in einem solchen Verfahren die Auflösungsgeschwindigkeit ziemlich gering und die erhaltenen Abwässer sind schwierig zu behandeln.
Ein viertes Verfahren auf der Basis der Reduktion von Plutonium, das in FR-A-2 553 560 beschrieben ist, besteht darin, das Plutoniumdioxid in einer siedenden Salpetersäurelösung aufzulösen, die Uran IV und Hydrazin enthält. Tatsächlich ist in diesem Verfahren die Stabilisierung des Uran IV durch Hydrazin erforderlich; auch kann eine Verarmung an Hydrazin gegen Ende der Auflösung zu einer autokatalytischen Oxidation des überschüssigen Uran IV führen, d.h. zu einer explosiven Reaktion, die jeden Einsatz im industriellen Maßstab zu einer heiklen Angelegenheit macht.
Dementsprechend erlauben die gegenwärtig bekannten Verfahren nicht die Auflösung einer widerspenstigen Plutoniumverbindung wie dem Plutoniumdioxid, welches in Abfällen vorhanden ist, welche reduzierende Eigenschaften haben, unter guten Bedingungen.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist genau ein Verfahren zur reduzierenden Auflösung von Plutioniumdioxid, welches diesen Mangel überwindet.
Das Verfahren besteht darin, das Plutoniumdioxid mit einer wäßrigen, hydrazinarmen Säurelösung, welche ein Reduktionsmittel enthält, dessen Oxidations-Reduktions-Potential kleiner als +0,5 V/ENH ist, in Berührung zu bringen, um das Plutionium zu reduzieren und es in Lösung gegen zu lassen.
Die erfindungsgemäße Verwendung von Reduktionsmitteln, die ein Potential kleiner als +0,5 V/ENH haben, macht es möglich, die Reduktion von Plutonium der Oxidationsstufe IV zur Oxidationsstufe III zu bewirken und es somit in der sauren Lösung löslich zu machen.
Tatsächlich ist das Standardpotential der Reaktion
PuO&sub2; (fest) + 4H&spplus; + e Pu³&spplus; + 2H&sub2;O Eo = 0,544 V/ENH bei 25ºC und Eo = 0,487 V/ENH bei 85ºC. Die Verwendung von Reduktionsmitteln mit einem Oxidations-Reduktions-Potential kleiner als +0,5 V/ENH macht deshalb diese Umsetzung möglich.
Dementsprechend, im Gegensatz zu dem was die Autoren von FR-A-2 553 560 aussagen, kann das Eisenion Fe²&spplus;, dessen Redoxpotential gleich +0,77 V/ENH ist, diese Umsetzung nicht bewirken.
Als Beispiele für geeignete Reduktionsmittel können Cr²&spplus;, U&sup4;&spplus;, U³&spplus;, Eu²&spplus;, V³&spplus;, V²&spplus;, Ti³&spplus; und Ti²&spplus; genannt werden.
Gemäß der Erfindung wählt man das Reduktionsmittel derart, daß eine Auflösungskinetik erhalten wird, die in Abhängigkeit von der Lösung und den verwendeten Arbeitsbedingungen vorteilhaft ist.
Nach einer ersten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist das Reduktionsmittel in der wäßrigen sauren Lösung in einer Menge vorhanden, die ausreicht, um das gesamte aufzulösende Plutonium zu reduzieren. Wenn das Reduktionsmittel eines der vorstehend erwähnten Ionen ist, kann es in der Form eines löslichen Salzes, z.B. von Sulfat, eingebracht werden. Man kann es auch in oxidierter Form in die Lösung einbringen und in der Lösung reduzieren, z.B. elektrochemisch oder durch Zinkamalgam.
Wenn die Oxidationsreaktion des Reduktionsmittels nicht mehr als ein Elektron überträgt, ist es erforderlich, daß die molare Konzentration des Reduktionsmittels der Lösung mindestens gleich der molaren Konzentration des aufzulösenden Plutoniums ist. Wenn die Oxidationsreaktion des Reduktionsmittels mehrere Elektronen überträgt, können die molaren Konzentrationen des Reduktionsmittels geringer sein.
Diese Ausführungsform des Verfahrens kann angewendet werden, wenn die Mengen an aufzulösenden Plutonium gering sind. Wenn dagegen die Mengen relativ groß sind, ist es vorzuziehen, das Reduktionsmittel in der Lösung zu regenerieren, um die Mengen an verwendeten Reduktionsmittel zu begrenzen.
Daher wird nach einer zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens das Reduktionsmittel durch Elektrolyse in Lösung regeneriert.
Dies kann bewirkt werden durch Verwendung der Einrichtung für oxidierende Auflösung, die in den europäischen
Patenten EP-A-158 555 und EP-A-160 589 beschrieben sind, wo das Oxidationsmittel Ag²&spplus; durch Elektrolyse regeneriert wird. In der Erfindung findet die Regeneration an der Kathode statt und man vertauscht die Anoden-und Kathodenräume bezüglich der Verwendung in den Einrichtungen zur oxidierenden Auflösung.
In dieser zweiten Ausführungsform des erfindungsgemäßen Verfahrens ist die Konzentration an Reduktionsmittel in der Lösung allgemein von 0,02 bis 0,2 Mol/l.
Die wäßrigen sauren Lösungen, die zur Auflösung verwendet werden, können von verschiedener Art sein, wobei die einzige Bedingung die ist, daß die Säure mit den chemischen Spezies, die sich in der Lösung befinden können, verträglich ist, insbesondere mit dem Plutonium und dem Reduktionsmittel.
Z.B. kann man Schwefelsäure verwenden, vorzugsweise in einer molaren Konzentration von 0,5 bis 7 Mol/l. Man könnte ebenso Ameisensäure verwenden.
Man vermeidet vorzugsweise die Verwendung von Salpetersäure wegen möglicher Reaktionen zwischen der salpetrigen Säure (l'acide nitreux) und dem Reduktionsmittel, insbesondere wenn es sich um U(IV) handelt.
Wenn man das Reduktionsmittel durch Elektrolyse regeneriert, bringt man das aufzulösende Plutonium, evtl. eingeschlossen in den Abfällen, in Gegenwart der Auflösungslösung in den Kathodenraum eines Elektrolysegerätes ein, welches eine Anode und eine Kathode umfaßt. Man kann das Reduktionsmittel in seiner oxidierten Form einbringen und es zu Beginn der Reaktion durch Anlegen einer Potentialdifferenz, die ausreichend ist, um seine oxidierte Form zu reduzieren, erzeugen.
Vorzugsweise rührt man die Lösung kräftig, einerseits um den Austausch zwischen der Lösung und der Kathode zu erleichtern und andererseits um das Plutoniumdioxid oder die Abfälle, welche es enthalten, vollkommen mit der Lösung zu tränken. Auf diese Weise werden die Reaktionen, insbesondere die Reduktion der oxidierten Spezies des Reduktionsmittels beschleunigt, da die Kinetik der Reduktion hauptsächlich von der Geschwindigkeit abhängt, mit der die zu reduzierenden Ionen die Kathode erreichen können.
Im allgemeinen legt man die Potentialdifferenz derart an, daß man einen konstanten Strom (Gleichstrom) in der Zelle fließen läßt, was die ständige Regeneration des Reduktionsmittels ermöglicht.
Das Material, aus dem die Kathode gemacht ist, muß den elektrochemischen Eigenschaften des Reduktionsmittels entsprechen und die mechanischen und chemischen Qualitäten besitzen, die ausreichen, um unter den Arbeitsbedingungen unverändert zu bleiben.
Da die Regenerierung des Reduktionsmittels bei einem höheren Potential stattfindet als dem der Reduktion der Lösung, kann die Kathode aus Platin gemacht sein. Im Fall von stärkeren Reduktionsmitteln, die eine bedeutende kathodische Überspannung erfordern, kann man eine Elektrode verwenden, die einen Träger aus massivem Kupfer umfaßt, welcher vergoldet ist, wobei das ganze durch Tauchen in Quecksilber amalgamiert ist. Tatsächlich besitzt eine solche Elektrode beinahe die kathodische Überspannung von Quecksilber dank der Verwendung von Goldamalgam als elektroaktives Material. Der Kupferträger trägt seinerseits zur Festigkeit der Elektrode bei. Die Verwendung einer solchen Elektrode ist besonders zur Regeneration von starken Reduktionsmitteln, wie Cr²&spplus;, U&sup4;&spplus;, U³&spplus;, Eu²&spplus;, V²&spplus;, Ti³&spplus; und Ti²&spplus; geeignet.
Um den Wirkungsgrad der Elektrolyse ebenso wie die Geschwindigkeit der Reaktion zwischen dem Reduktionsmittel und der Plutoniumverbindung zu verbessern, arbeitet man vorzugsweise bei einer Temperatur oberhalb der Umgebungstemperatur, z.B. bei einer Temperatur von 50 bis 100ºC.
Im übrigen bringt man, wenn das verwendete Reduktionsmittel mit Sauerstoff reagiert, den Kathodenraum in eine inerte Atmosphäre, um diese Reaktion zu vermeiden. Man fügt dem Kathodenraum auch einen Rückflußkühler zu, um die Verdunstung der Lösung zu begrenzen.
Andere Merkmale und Vorteile der Erfindung werden durch die folgenden Beispiele von Ausführungsformen des erfindungsgemäßen Verfahrens deutlich, welche selbstverständlich nur zur Erläuterung und nicht zur Einschränkung gegeben werden.
Die Vergleichsbeispiele 1 bis 5 zeigen die Vorteile, die das Verfahren der Erfindung mit sich bringt

Beispiel 1

Auflösung von PuO&sub2; durch Cr²&spplus; in 5M H&sub2;SO&sub4;.

Man verwendet ein Elektrolysegerät, welches eine Platinanode und eine Kathode umfaßt, die aus einem Träger aus massivem Kupfer, der mit Gold überzogen ist, wobei das ganze durch Eintauchen in Quecksilber amalgamiert ist, besteht. Das Elektrolysegerät ist in zwei Räume durch eine poröse Wand aufgeteilt.
In den Kathodenraum werden 1134 mg PuO&sub2;-Pulver, welches bei 500ºC gebrannt wurde, und 100 ml einer Schwefelsäurelösung, die 5 Mol/l H&sub2;SO&sub4; und 0,1 Mol/l Cr³&spplus;-Ionen enthält, eingebracht. Die Lösung wird mit einem Magnetrührer gerührt und zwischen der Anode und der Kathode wird eine Potentialdifferenz angelegt, so daß die Stromdichte an der Kathode 0,036 A/cm² beträgt, wobei das Elektrolysegerät auf einer Temperatur von 85ºC gehalten wird.
Nach 16 min Rühren stellt man fest, daß der Auflösungsgrad 100 % beträgt, 85 % des Plutoniums ist in der Lösung in der Form von Pu(III) vorhanden, was 8,5 g/l entspricht und die restlichen 15 % sind in der Form eines blauen Niederschlags von Plutonium(III)sulfat vorhanden. Die entsprechende Auflösungsgeschwindigkeit beträgt 6,25 %/min, was einer Faraday'schen Ausbeute von 37,7 % entspricht.

Vergleichsbeispiel 1

Auflösung von PuO&sub2; durch 5M H&sub2;SO&sub4;.

Man befolgt die gleiche Vorgehensweise wie in Beispiel 1, um zu versuchen, 1134 mg des gleichen PuO&sub2;-Pulvers in der gleichen Lösung aufzulösen, wobei man bei einer Temperatur von 85ºC und mit Rühren vorgeht, aber ohne die Potentialdifferenz zwischen der Anode und der Kathode anzulegen. Auf diese Art kann man in der Lösung die Ionen Cr²&spplus; weder erzeugen noch regenerieren, die als Reduktionsmittel des Plutoniums wirken.
Unter diesen Bedingungen überschreitet nach 2 h Rühren der Auflösungsgrad 10 % nicht, was einer Geschwindigkeit von 0,1 %/min entspricht. Man stellt so fest, daß Schwefelsäure in Abwesenheit eines Reduktionsmittels unwirksam zur Auflösung von Plutoniumdioxid ist.

Beispiel 2

Auflösung von PuO&sub2; durch Cr²&spplus; in 1M H&sub2;SO&sub4;.

Man befolgt die gleiche Vorgehensweise wie in Beispiel 1, um die Auflösung von 1134 mg eines PuO&sub2;-Pulvers, welches identisch mit dem in Beispiel 1 ist, durchzuführen, wobei 100 ml einer Schwefelsäurelösung mit 1 Mol/l Schwefelsäure verwendet werden, die 0,1 Mol/l Cr³&spplus; enthält. Man arbeitet unter den gleichen Bedingungen der Temperatur, der Stromdichte und des Rührens.
Nach 8 min Rühren, beträgt der Auflösungsgrad 100 % und man erhält eine Lösung mit 10 g/l Pu³&spplus;. Die Geschwindigkeit der Reaktion ist somit gleich 12,5 %/min, was einer Faraday'schen Ausbeute von 80 % entspricht.

Beispiel 3

Auflösung von PuO&sub2; durch Cr²&spplus; in 1M H&sub2;SO&sub4;.

In diesem Beispiel wird die Auflösung von PuO&sub2; bewirkt, ohne elektrolytisch die reduzierende Spezies, d.h. die Cr²&spplus;-Ionen zu regenerieren.
Man bringt in einen thermostatierten Reaktor, der in eine inerte Atmosphäre gebracht wurde, eine Masse von 266 mg PuO&sub2;-Pulver, welches bei 450ºC gebrannt wurde, ein. Man bringt in den Reaktor 120 ml einer Schwefelsäurelösung mit 1 Mol/l ein, die 0,1 Mol/l Cr²+-Ionen enthält. Nach 9 min Rühren bei 70ºC beträgt der Auflösungsgrad 100 %, was einer Auflösungsgeschwindigkeit von 11 %/min und einer Endkonzentration an Plutonium in der Lösung von 2 g/l entspricht.
So ist, wenn man eine Menge an Chromionen verwendet, die ausreicht, um das gesamte Plutonium zu reduzieren, es nicht nötig, elektrolytisch die Ionen Cr²&spplus; zu regenerieren, und man kann unter guten Bedingungen die Auflösung von PuO&sub2; erreichen.

Beispiel 4

Auflösung von PuO&sub2; durch U(IV).

Man befolgt die gleiche Vorgehensweise wie in Beispiel 2, um 1134 mg PuO&sub2;-Pulver, das bei 500ºC gebrannt wurde, auflösen, aber unter Verwendung von 100 ml einer Lösung von Uranylsulfat, welches eine Konzentration an Schwefelsäure von 1 Mol/l und eine Konzentration an UO&sub2;²&spplus;-Ionen von 0,1 Mol/l hat. Man erzeugt und regeneriert elektrolytisch das Reduktionsmittel U&sup4;&spplus; und man arbeitet unter den gleichen Bedingungen der Temperatur, der Stromdichte an der Kathode und des Rührens wie im Beispiel 1.
Nach 40 min Rühren, beträgt der Auflösungsgrad 100 %, was einer Geschwindigkeit von 2,5 %/min und einer Faraday'schen Ausbeute von 13 % entspricht.
So stellt man fest, daß Uran IV wirksam ist, um die Auflösung von PuO&sub2; in Schwefelsäurelösung zu bewirken, aber daß die Reaktion etwas langsamer ist.

Beispiel 5

Auflösung von PuO&sub2; in Gegenwart von Cellulose durch Cr²&spplus; in 1M H&sub2;SO&sub4;.
Man befolgt die gleichen Arbeitsbedingungen wie in Beispiel 2, um 1134 mg PuO&sub2;-Pulver aufzulösen, welches dem von Beispiel 2 identisch ist, welchem 1 g fein verteilte Cellulose zugegeben wird. Man verwendet die gleiche Lösung wie in Beispiel 2 und die gleichen Bedingungen der Temperatur, des Rührens und der Stromdichte an der Kathode.
Nach 8 min Rühren, ist der Auflösungsgrad 100 %, wie im Beispiel 2 und der Gehalt an Plutonium (III) der Lösung beträgt 10 g/l.

Vergleichsbeispiel 5

Oxidierende Auflösung des Gemisches PuO&sub2;/Cellulose mit Silber.
In diesem Beispiel wird das Verfahren der oxidierenden Auflösung, welches in dem europäischen Patent EP-A-158 555 beschrieben ist, verwendet um die Auflösung von PuO&sub2; in Gegenwart von Cellulose zu bewirken. Man bringt in das Elektrolysegerät dementsprechend 1134 mg PuO&sub2;, welches mit dem aus Beispiel 1 identisch ist und 1 g fein verteilte Cellulose ein, anschließend gibt man 100 ml einer Salpetersäurelösung mit 5 Mol/l dazu, die 0,1 Mol/l Ag&spplus; enthält und legt eine Stromdichte an der Anode von 0,036 A/cm² an, um die Ag&spplus;-Ionen zu regenerieren, wobei bei 25ºC gearbeitet wird.
Unter diesen Bedingungen beträgt nach 100 min Rühren der Auflösungsgrad des PuO² nicht mehr als annähernd 40 %, was einer Auflösungsgeschwindigkeit von 0,4 %/min und einer Faraday'schen Ausbeute von 5 % entspricht.
Man bemerkt also, daß die oxidierende Auflösung mit Silber sehr viel weniger wirksam ist, um die Auflösung von PuO&sub2; in Gegenwart von organischen Materialien, welche reduzierende Eigenschaften haben, zu bewirken.

Beispiel 6

Dekontaminierung von bei tiefen Temperaturen zerkleinertem Material durch reduzierende Auflösung.
In diesem Beispiel löst man Plutonium auf, welches in nuklearen Abfällen vorliegt, die aus bei tiefen Temperaturen zerkleinertem Material gebildet sind, welches Abfälle sind, die hauptsächlich aus kontaminierten und zerkleinerten organischen Materialien bestehen.
Man gibt in den Reaktor eine Masse von 6,33 g des bei tiefen Temperaturen zerkleinerten Materials ein und gibt dazu 100 ml einer Lösung von Schwefelsäure mit 1 Mol/l, die 0,1 Mol/l Cr³&spplus;-Ionen enthält. Man hält dies auf einer Temperatur von 85ºC und verwendet die gleiche kathodische Stromdichte (0,036 A/cm²) und die gleichen Rührbedingungen wie die im Beispiel 1.
Nach 62 min Reaktion ist der Dekontaminationsgrad 100 %.
So stellt man fest, daß das erfindungsgemäße Verfahren es ermöglicht, die Dekontaminierung von Plutonium aus organischen Abfällen unter guten Bedingungen in relativ kurzen Behandlungszeiten zu erhalten.

Beispiel 7

Dekontaminierung von zerkleinerten organischen Abfällen durch reduzierende Auflösung durch V(II) und V(III).
Man gibt in das Elektrolysegerät eine Masse von 12,44 g plutoniumhaltige Abfälle und 200 ml Schwefelsäure mit 1,05 Mol/l, die 0,1 Mol/l VOSO&sub4; enthält. Man bringt die Mischung auf eine Temperatur von 85ºC und führt die Elektrolyse unter Verwendung einer Stromdichte von 0,029 A/cm² durch. Nach 2h 15 dauernder Elektrolyse stellt man fest, daß 90 % des anfänglich in den Abfällen vorhandenen Plutoniums in Lösung übergegangen sind.
Die Kurve, welche die Kinetik der Auflösung von Plutonium darstellt, zeigt, daß V(III) (zu Beginn der Elektrolyse erzeugt) und V(II) (erzeugt, sobald das gesamte anfängliche V(IV) verschwunden ist) wirksam sind, um das in den Abfällen enthaltene Plutonium löslich zu machen.

Beispiel 8

Dekontaminierung von zerkleinerten organischen Abfällen durch reduzierende Auflösung durch U(IV), U(III).
Man folgt der gleichen Arbeitsweise wie im Beispiel 7, unter Verwendung von UO&sub2;SO&sub4; anstelle von VOSO&sub4;. Die Abfälle sind von der gleichen Herkunft wie die des Beispiels 7 und die Bedingungen der Elektrolyse sind identisch mit denen des Beispiels 7.
Nach 3 h 30 dauernder Elektrolyse ist ein Auflösungsgrad des Plutoniums gleich 90 % erreicht.
Die Kinetik der Auflösung des Plutoniums zeigt, daß U(IV) und U(III) wirksam sind. Nichtsdestoweniger führt die Wirkung von U(III) zu einer schnelleren Auflösung des Plutoniums.

Claims

1. Verfahren zur Auflösung von Plutoniumdioxid, dadurch gekennzeichnet, daß es darin besteht, das Plutoniumdioxid mit einer wäßrigen, hydrazinarinen Säurelösung, welche ein Reduktionsmittel enthält, dessen Oxydatians-Reduktions- Potential kleiner als +0,5 V/ENH ist, in Berührung zu bringen, um das Plutonium zu reduzieren und es in Lösung gehen zu lassen.

2. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel in der Lösung in einer zur Reduktion des gesamten aufzulösenden Plutoniums ausreichenden Menge vorhanden ist.

3. Verfahren gemäß Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß man das Reduktionsmittel in Lösung mittels Elektrolyse regeneriert.

4. Verfahren gemäß einem der Ansprüch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Reduktionsmittel aus der Cr²&spplus;, U&sup4;&spplus;, U³&spplus;, Eu²&spplus;, V³&spplus;, V²&spplus;, Ti³&spplus; und Ti²&spplus; umfassenden Gruppe ausgewählt ist.

5. Verfahren gemäß einem der Ansprüch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung eine Schwefelsäurelösung ist.

6. Verfahren gemäß Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die wäßrige Lösung 0,5 bis 7 Mol/l Schwefelsäure enthält.

7. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Konzentration der wäßrigen Lösung an Reduktionsmittel 0,02 bis 0,2 Mol/l beträgt.

8. Verfahren gemäß Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß man die Auflösung in einer Elektrolysezelle durchführt, welche eine Kathode und eine Anode beinhaltet und durch eine poröse Wand in zwei Kathoden- und Anodenräume getrennt ist, man die aufzulösende Plutoniumverbindung in den Kathodenraum einbringt und man zwischen der Anode und der Kathode einen zur Regenerierung des Reduktionsmittel ausreichenden Potentialunterschied aufbaut, wobei man die Lösung einem Rührvorgang unterwirft.

9. Verfahren gemäß Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Kathode einen mit Gold überzogenen Träger aus massivem Kupfer enthält, welcher durch Tauchen in Quecksilber amalgamiert wurde.

10. Verfahren gemäß einem der Ansprüch 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß man bei einer Temperatur von 50 bis 100ºC arbeitet.

11. Verfahren gemäß einem der Ansprüch 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß das Plutoniumdioxid in festen organischen Abfällen, welche reduzierende Eigenschaften besitzen, vorliegt.

12. Verfahren gemäß Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die organischen Abfälle Celluloseabfälle sind.