JP3088850B2 - 照射済核燃料から放射性沃素を除去する方法及びその装置 - Google Patents
照射済核燃料から放射性沃素を除去する方法及びその装置Info
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- G21C19/44—Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
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Description
【０００１】本発明は、実際に照射した燃料要素中に含
まれる放射性沃素を連続的に除去し、前記燃料要素の再
処理装置を出る残留沃素量を最少にする方法及びその方
法を行うための装置に関する。従って本発明は、照射済
燃料要素を再処理するための核分野で本質的に利用され
る。
まれる放射性沃素を連続的に除去し、前記燃料要素の再
処理装置を出る残留沃素量を最少にする方法及びその方
法を行うための装置に関する。従って本発明は、照射済
燃料要素を再処理するための核分野で本質的に利用され
る。
【０００２】
【従来の技術】再処理は、核分裂生成物、減損ウラン及
びプルトニウムを分離して抽出するために、核反応器の
炉心から取り出された照射済燃料要素を、特別の方法で
処理することからなり、後者の二つの化合物は再利用可
能な回収生成物であることを指摘しておく。
びプルトニウムを分離して抽出するために、核反応器の
炉心から取り出された照射済燃料要素を、特別の方法で
処理することからなり、後者の二つの化合物は再利用可
能な回収生成物であることを指摘しておく。
【０００３】最も広く用いられている燃料要素再処理方
法は、ピューレックス(Purex）法であり、それは照射済
燃料要素を硝酸浴中で溶解し、次にその溶液を化学的に
処理してウラン及びプルトニウムをそこから抽出するこ
とからなる。
法は、ピューレックス(Purex）法であり、それは照射済
燃料要素を硝酸浴中で溶解し、次にその溶液を化学的に
処理してウラン及びプルトニウムをそこから抽出するこ
とからなる。
【０００４】燃料要素が反応器中に入っている間にその
燃料要素の中に形成された揮発性放射性元素の中には、
その非常に長い期間（17.2×106 年）及びその生成物が
ガス状で大気中に放出された場合の放射線被爆の危険の
ため、沃素129 により特別な状態が保持される。
燃料要素の中に形成された揮発性放射性元素の中には、
その非常に長い期間（17.2×106 年）及びその生成物が
ガス状で大気中に放出された場合の放射線被爆の危険の
ため、沃素129 により特別な状態が保持される。
【０００５】従って、照射済燃料再処理プラントで沃素
を捕捉することに関し、非常に大きな除染係数が要求さ
れている。最も信頼性のある方法は、沃素の殆どを燃料
の溶解用ガス中に閉じ込め、次にそれを非常に高い効率
で固体吸着剤に捕捉させ、それをウラン・プルトニウム
抽出工程へ移し、次にそれを、その捕捉が一層困難にな
るような別のプラント中で開放することである。
を捕捉することに関し、非常に大きな除染係数が要求さ
れている。最も信頼性のある方法は、沃素の殆どを燃料
の溶解用ガス中に閉じ込め、次にそれを非常に高い効率
で固体吸着剤に捕捉させ、それをウラン・プルトニウム
抽出工程へ移し、次にそれを、その捕捉が一層困難にな
るような別のプラント中で開放することである。
【０００６】この目的から、燃料要素を溶解する間に、
このハロゲンの脱着を助ける必要がある。その除去は、
溶解用液体／ガス比の増大、及び基本形Ｉ2 の沃素、従
って揮発性の沃素を安定化する窒素酸化物により促進さ
れる。
このハロゲンの脱着を助ける必要がある。その除去は、
溶解用液体／ガス比の増大、及び基本形Ｉ2 の沃素、従
って揮発性の沃素を安定化する窒素酸化物により促進さ
れる。
【０００７】この脱着は、硝酸溶液を沸騰させる連続的
又は不連続的溶解器中で行われ、その場合燃料要素が溶
解され、揮発性沃素Ｉ2 を、溶解用溶液の蒸発により生
ずる窒素酸化物及び水蒸気流の中へ取り込む。
又は不連続的溶解器中で行われ、その場合燃料要素が溶
解され、揮発性沃素Ｉ2 を、溶解用溶液の蒸発により生
ずる窒素酸化物及び水蒸気流の中へ取り込む。
【０００８】例えば、不連続的溶解器では、作用溶液の
沃素放出を完全に行わせるため溶解終了時の沸騰期間を
充分延長しさえすればよく、その脱着を制限する因子
は、溶液がもはや一般式ＮＯx の亜硝酸蒸気(nitrous v
apour)を含まない時に、このＨＮＯ2 による最終的微量
の沃素の沃素酸塩への酸化である。例えば、沃素濃度
は、蒸発水準が、溶液の全体積の10％に達すると、10Ｍ
-3から10Ｍ-4又は10Ｍ-6へ低下させることができる。
沃素放出を完全に行わせるため溶解終了時の沸騰期間を
充分延長しさえすればよく、その脱着を制限する因子
は、溶液がもはや一般式ＮＯx の亜硝酸蒸気(nitrous v
apour)を含まない時に、このＨＮＯ2 による最終的微量
の沃素の沃素酸塩への酸化である。例えば、沃素濃度
は、蒸発水準が、溶液の全体積の10％に達すると、10Ｍ
-3から10Ｍ-4又は10Ｍ-6へ低下させることができる。
【０００９】連続的溶解装置に関し、それを使用するこ
とにより、照射済燃料に関し、大きな溶解能力を得るこ
とができる。しかし、溶解用液体の沃素放出は不連続的
溶解器の場合よりも低い。従って、後者の型の装置を操
作した場合に起きる補足的沸騰による、沃素放出期間の
利点は、もはや存在しない。例えば、燃料と共に導入さ
れた沃素の95％しか連続操作溶解器では脱着させること
ができない。
とにより、照射済燃料に関し、大きな溶解能力を得るこ
とができる。しかし、溶解用液体の沃素放出は不連続的
溶解器の場合よりも低い。従って、後者の型の装置を操
作した場合に起きる補足的沸騰による、沃素放出期間の
利点は、もはや存在しない。例えば、燃料と共に導入さ
れた沃素の95％しか連続操作溶解器では脱着させること
ができない。
【００１０】この欠点を回避するため、新しい連続的核
燃料溶解設備が二つの装置、即ち、溶解とその後の沸騰
で作動する沃素脱着器により構成され、その脱着器には
分子状沃素が非揮発性物質へ酸化されるのを防ぐため、
亜硝酸蒸気が注入される。この型の装置は原子エネルギ
ー協会の名前で1988年12月28日に出願された特許出願Ｆ
Ｒ−Ａ−2641119 に記載されている。
燃料溶解設備が二つの装置、即ち、溶解とその後の沸騰
で作動する沃素脱着器により構成され、その脱着器には
分子状沃素が非揮発性物質へ酸化されるのを防ぐため、
亜硝酸蒸気が注入される。この型の装置は原子エネルギ
ー協会の名前で1988年12月28日に出願された特許出願Ｆ
Ｒ−Ａ−2641119 に記載されている。
【００１１】しかし、再処理中に用いられた又は再循環
されたガス状及び液体反応物からの有機不純物の存在の
如き他の因子が沃素脱着を制約することがある。これら
の化合物が溶解中にどの程度揮発又は分解しないかに従
って、それらは最少の残留沃素量を与え、それが最終除
染係数に影響を与える。
されたガス状及び液体反応物からの有機不純物の存在の
如き他の因子が沃素脱着を制約することがある。これら
の化合物が溶解中にどの程度揮発又は分解しないかに従
って、それらは最少の残留沃素量を与え、それが最終除
染係数に影響を与える。
【００１２】沃素脱着を最適にすることを目的とした数
多くの研究がフランス及び外国で行われてきた。しか
し、これらの研究の殆どは、硝酸溶液又は硝酸ウラニル
で行われており、実際の溶解用液体で行われたものでは
ない。
多くの研究がフランス及び外国で行われてきた。しか
し、これらの研究の殆どは、硝酸溶液又は硝酸ウラニル
で行われており、実際の溶解用液体で行われたものでは
ない。
【００１３】E.エンリッチ(Henrich）その他による文
献、「再処理プラント中の燃料溶液から効果的に沃素を
除去するための改良された方法」(Improved procedures
for efficient iodine removal from fuel solutions
in reprocessing plants）、核施設からのガス状廃棄物
処理会議(Conference Management of Gaseous Wastes f
rom Nuclear Facilities）、1980年２月18日〜22日、ウ
ィーン、ＩＡＥＡ−ＳＭ−245/16、1980、pp.139-156、
及びJ.フラー(Furrer)その他による文献、「溶解器溶液
からの工業的規模の沃素除去及び液体及び気体沃素分率
の平衡」(Technical-scale iodine expulsion from the
dissolver solution and balance striking for liqui
d and gaseous iodine fractions）、第21回ＤＯＥ／Ｎ
ＲＣ核空気清浄化会議(21st DOE/NRC Nuclear Air Clea
ning Conference)、米国サンジエゴ、1990年８月13日〜
16日、第１巻、第247-258 頁、ＮＵＲＥＧ／ＤＰ−011
6、ＣＯＮＦ−900813、の特に第１−12頁には、溶液中
に存在する僅かに反応性又は非反応性の沃素物質との同
位体交換を助けるために、沃素型の過剰のキャリヤー酸
化物と一緒にした亜硝酸蒸気を溶解が終わる時に添加す
ることにより、不連続的溶解器中の初期沃素を0.1 から
0.3 ％に低下することができることが示されている。
献、「再処理プラント中の燃料溶液から効果的に沃素を
除去するための改良された方法」(Improved procedures
for efficient iodine removal from fuel solutions
in reprocessing plants）、核施設からのガス状廃棄物
処理会議(Conference Management of Gaseous Wastes f
rom Nuclear Facilities）、1980年２月18日〜22日、ウ
ィーン、ＩＡＥＡ−ＳＭ−245/16、1980、pp.139-156、
及びJ.フラー(Furrer)その他による文献、「溶解器溶液
からの工業的規模の沃素除去及び液体及び気体沃素分率
の平衡」(Technical-scale iodine expulsion from the
dissolver solution and balance striking for liqui
d and gaseous iodine fractions）、第21回ＤＯＥ／Ｎ
ＲＣ核空気清浄化会議(21st DOE/NRC Nuclear Air Clea
ning Conference)、米国サンジエゴ、1990年８月13日〜
16日、第１巻、第247-258 頁、ＮＵＲＥＧ／ＤＰ−011
6、ＣＯＮＦ−900813、の特に第１−12頁には、溶液中
に存在する僅かに反応性又は非反応性の沃素物質との同
位体交換を助けるために、沃素型の過剰のキャリヤー酸
化物と一緒にした亜硝酸蒸気を溶解が終わる時に添加す
ることにより、不連続的溶解器中の初期沃素を0.1 から
0.3 ％に低下することができることが示されている。
【００１４】模擬溶解用溶液を基にして行われたフラン
スの研究では、補助的脱着を伴った連続的溶解の条件下
で（ＦＲ−Ａ−2641119 参照）、100 の除染係数を達成
し、33,000ＭＷｄ／ｔで照射された濃縮ウラン軽水型核
反応器（ＬＷＲ）からの燃料について、約0.54mg/lの沃
素含有量を溶解用液体中に達成することができることを
示しているが、これは高すぎる。しかし、これらのデー
ターは、実際の燃料要素に対して行われた連続的溶解試
験により確かめられている。
スの研究では、補助的脱着を伴った連続的溶解の条件下
で（ＦＲ−Ａ−2641119 参照）、100 の除染係数を達成
し、33,000ＭＷｄ／ｔで照射された濃縮ウラン軽水型核
反応器（ＬＷＲ）からの燃料について、約0.54mg/lの沃
素含有量を溶解用液体中に達成することができることを
示しているが、これは高すぎる。しかし、これらのデー
ターは、実際の燃料要素に対して行われた連続的溶解試
験により確かめられている。
【００１５】
【発明が解決しようとする課題】本発明は、実際に照射
した燃料要素中に含まれる沃素を連続的に除去する方法
で、前述の欠点を回避することができ、溶解用液体中の
残留沃素量を今まで得られてきた値よりも低い値へ低下
することができる新規な方法に関する。
した燃料要素中に含まれる沃素を連続的に除去する方法
で、前述の欠点を回避することができ、溶解用液体中の
残留沃素量を今まで得られてきた値よりも低い値へ低下
することができる新規な方法に関する。
【００１６】残留沃素量を低下させるために、本発明者
は、実験室装置及び工業的装置の両方で回収された溶解
微細物（燃料中に存在する金属含有物、燃料被覆破片、
不溶化混合酸化物、不安定な又は僅かにしか溶解しない
核分裂生成物等の如き、ＨＮＯ3 の作用によって溶解し
なかった生成物）の放射線化学的分析を行うことに決定
した。この分析は、不連続溶解条件では、これらの溶解
微細物に或る量の沃素が、比較的不溶性の金属酸化物、
例えば、ＡｇＩ及びＰｄＩ2 の如き形で含まれることが
あることを示していた。
は、実験室装置及び工業的装置の両方で回収された溶解
微細物（燃料中に存在する金属含有物、燃料被覆破片、
不溶化混合酸化物、不安定な又は僅かにしか溶解しない
核分裂生成物等の如き、ＨＮＯ3 の作用によって溶解し
なかった生成物）の放射線化学的分析を行うことに決定
した。この分析は、不連続溶解条件では、これらの溶解
微細物に或る量の沃素が、比較的不溶性の金属酸化物、
例えば、ＡｇＩ及びＰｄＩ2 の如き形で含まれることが
あることを示していた。
【００１７】これらの量は溶解を越えて含まれる前記元
素の割合を変えることができるので、本発明者は先ずこ
れらの沃化物の形成が連続溶解条件でも可能であるかど
うかを調べて見た。
素の割合を変えることができるので、本発明者は先ずこ
れらの沃化物の形成が連続溶解条件でも可能であるかど
うかを調べて見た。
【００１８】溶解器及び補助的脱着器の中での沃素の挙
動を追跡し、溶解及び不溶性状態で溶液中に残留してい
る前記ハロゲンの分率を求めるため、工業的設備の条件
にできるだけ近づけた条件で55,000ＭＷｄ／ｔに照射し
たＲＥＰ ＵＯＸ燃料を用いて実験室規模で二つの試験
を行なった。
動を追跡し、溶解及び不溶性状態で溶液中に残留してい
る前記ハロゲンの分率を求めるため、工業的設備の条件
にできるだけ近づけた条件で55,000ＭＷｄ／ｔに照射し
たＲＥＰ ＵＯＸ燃料を用いて実験室規模で二つの試験
を行なった。
【００１９】これらの試験中、沃素の脱着に対する或る
操作因子の影響も、次の表に示す如く研究した。
操作因子の影響も、次の表に示す如く研究した。
【表１】 表Ｉ 試験番号 1 2 試験時間 40時間 70時間 溶解器 名目上容量★ 125gの酸化物／時 125gの酸化物／時 燃料供給 半連続 連続 溶液滞留時間 4.8時間 4.8時間 溶液温度 沸騰(107℃） 100℃ 脱着器１： 溶液滞留時間 2時間 2時間 溶液温度 沸騰(107℃） 100℃ 注入ＮＯx 量 2.7モル／（Ｕ＋Ｐu)１モル 7.5モル／（Ｕ＋Ｐu)１モル
【表２】 表Ｉ（続き） 試験番号 2 脱着器２：★★ 溶液滞留時間 4時間 溶液温度 100℃ 注入ＮＯx 量 7.5モル／（Ｕ＋Ｐu)１モル ★ 溶解器を出た溶液の組成： （Ｕ）＋（Ｐｕ）＝225g/l （Ｈ+ ）＝３Ｎ ★★ 第二脱着器は溶液滞留時間を増大するために追加
されただけである。
されただけである。
【００２０】試験１及び２は、ＦＲ−Ａ−2641119 に記
載されている方法に従っている。主な結果は次の表IIに
与えられている。
載されている方法に従っている。主な結果は次の表IIに
与えられている。
【表３】 表II 試験番号 装置 溶液温度 溶液酸化還元電位 ＰｕＯ2 2+ (V/SHE) （全Pu％） １ 溶解器 沸点（約107 ℃） 1.12 5 脱着器 沸点（約107 ℃） 1.14 20 ２ 溶解器 100 ℃ 1.07 ≦0.5 脱着器１ 100 ℃ 1.08 ≦0.7 脱着器２ 100 ℃ 1.1 ≦2
【表４】 表II（続き） 試験番号 装置 溶液中の残留沃素％ 微細物中残留 全残留沃素 沃素酸塩 有機沃素物質 合計 沃素（％）★ （％）★ １ 溶解器 0.30 0.57 0.87 0.65 1.47 脱着器 不明 不明 0.45 0.22 0.67 ２ 溶解器 0.18 0.36 0.54 2.17 2.70 脱着器１ 0.06 0.27 0.33 0.69 1.02 脱着器２ 0.02 0.16 0.18 0.44 0.62 ★ 残留沃素％は、燃料と共に導入された最初の沃素に
対して与えられている。
対して与えられている。
【００２１】これらの試験の主たる結果は次のことを表
している：溶解微細物中の金属沃化物の形成は、連続的
溶解条件下で可能である；脱着後の沃素除染係数は、コ
ロイド状又は沈澱沃化物及び溶液中に存在する「有機沃
素」物質（これらの化合物の鉱化は非常に遅い）により
本質的に限定され、他の鉱物物質（主に沃素酸塩）によ
っては限定されない；溶解器を出る微細物中の沈澱沃素
分率は沸点(107℃）及び多量の沃素酸塩及びＰｕＯ2 2+
の存在下では（試験１）、約100 ℃の温度で溶解用媒体
が遥かに低い酸化性である場合（試験２）よりも非常に
低く、そのことは溶液の沸騰が金属沃化物の沈澱を抑制
し、それらの溶解に都合が良くなることを示しているよ
うに見える。
している：溶解微細物中の金属沃化物の形成は、連続的
溶解条件下で可能である；脱着後の沃素除染係数は、コ
ロイド状又は沈澱沃化物及び溶液中に存在する「有機沃
素」物質（これらの化合物の鉱化は非常に遅い）により
本質的に限定され、他の鉱物物質（主に沃素酸塩）によ
っては限定されない；溶解器を出る微細物中の沈澱沃素
分率は沸点(107℃）及び多量の沃素酸塩及びＰｕＯ2 2+
の存在下では（試験１）、約100 ℃の温度で溶解用媒体
が遥かに低い酸化性である場合（試験２）よりも非常に
低く、そのことは溶液の沸騰が金属沃化物の沈澱を抑制
し、それらの溶解に都合が良くなることを示しているよ
うに見える。
【００２２】
【課題を解決するための手段】これらの結果に基づい
て、本発明者は、補足的脱着器中に高濃度の亜硝酸を得
ることからなる連続的溶解装置中で現在用いられている
対策とは対照的に、本質的に溶解器を出る溶液の酸化力
（即ち電位）を増大すること、及び六価プルトニウム及
び沃素酸塩それ自身の形成に都合が良くなるようにする
ことを目的とし、溶解微細物中に沈澱した沃化物又はコ
ロイド状に存在する沃化物をこれらの化合物と媒体中に
存在する沃素酸塩との反応により可溶化し、「有機沃
素」化合物の鉱化を改善するような、照射済燃料要素中
に含まれている沃素を除去するための新規な方法を開発
した。
て、本発明者は、補足的脱着器中に高濃度の亜硝酸を得
ることからなる連続的溶解装置中で現在用いられている
対策とは対照的に、本質的に溶解器を出る溶液の酸化力
（即ち電位）を増大すること、及び六価プルトニウム及
び沃素酸塩それ自身の形成に都合が良くなるようにする
ことを目的とし、溶解微細物中に沈澱した沃化物又はコ
ロイド状に存在する沃化物をこれらの化合物と媒体中に
存在する沃素酸塩との反応により可溶化し、「有機沃
素」化合物の鉱化を改善するような、照射済燃料要素中
に含まれている沃素を除去するための新規な方法を開発
した。
【００２３】この方法は、一つの代わりに二つの脱着器
を使用することに基づいており、それら脱着器は溶解器
から出た所に直列に配置されており、異なった条件で操
作される。
を使用することに基づいており、それら脱着器は溶解器
から出た所に直列に配置されており、異なった条件で操
作される。
【００２４】更に具体的に言えば、本発明は、照射済燃
料要素、就中、プルトニウムを含む燃料要素に含まれる
放射性沃素を除去する方法において、 a) 燃料要素を溶解器中で硝酸溶液に周囲温度より高い
第一温度で連続的に溶解し、 b) 前記溶解器を出る溶液中に含まれている沃素を第一
脱着器中で前記溶液の沸点に近い第二温度で、亜硝酸蒸
気を導入することなく、第一の脱着を行い、六価プルト
ニウムを形成し、前記脱着器を出る溶液の酸化力を増大
し、それによって前記溶解器を出る前記溶液中に含まれ
る沃素物質から沃素酸塩を形成し易くし、 c) 前記第一脱着器を出る溶液中に含まれる沃素を第二
脱着器中で、周囲温度より高いが、前記溶液の沸点より
は低い第三温度で、適当な量の亜硝酸蒸気の注入を伴わ
せて第二の脱着を行い、前記溶解器及び前記第一脱着器
中で形成されたプルトニルイオン及び沃素酸塩を、夫々
Ｐｕ4+イオン及び揮発性分子状沃素へ還元する、 諸工程を含む放射性沃素の除去方法に関する。
料要素、就中、プルトニウムを含む燃料要素に含まれる
放射性沃素を除去する方法において、 a) 燃料要素を溶解器中で硝酸溶液に周囲温度より高い
第一温度で連続的に溶解し、 b) 前記溶解器を出る溶液中に含まれている沃素を第一
脱着器中で前記溶液の沸点に近い第二温度で、亜硝酸蒸
気を導入することなく、第一の脱着を行い、六価プルト
ニウムを形成し、前記脱着器を出る溶液の酸化力を増大
し、それによって前記溶解器を出る前記溶液中に含まれ
る沃素物質から沃素酸塩を形成し易くし、 c) 前記第一脱着器を出る溶液中に含まれる沃素を第二
脱着器中で、周囲温度より高いが、前記溶液の沸点より
は低い第三温度で、適当な量の亜硝酸蒸気の注入を伴わ
せて第二の脱着を行い、前記溶解器及び前記第一脱着器
中で形成されたプルトニルイオン及び沃素酸塩を、夫々
Ｐｕ4+イオン及び揮発性分子状沃素へ還元する、 諸工程を含む放射性沃素の除去方法に関する。
【００２５】本発明による方法は、大気圧に近い圧力で
行われる。
行われる。
【００２６】溶解工程は沸点又はそれより低い温度で行
うことができる。
うことができる。
【００２７】低温溶解工程a)は、溶液の蒸発比を減少さ
せ、内部還流比を増大させる。これによって硝酸溶液中
に適切な沃素分率を維持することができる。この場合、
第一温度は、溶解器を出る溶液が燃料要素中に最初に存
在していた沃素の量の２〜15％、好ましくは５％を含む
ようなやり方で選択される。
せ、内部還流比を増大させる。これによって硝酸溶液中
に適切な沃素分率を維持することができる。この場合、
第一温度は、溶解器を出る溶液が燃料要素中に最初に存
在していた沃素の量の２〜15％、好ましくは５％を含む
ようなやり方で選択される。
【００２８】特に、第一温度は溶液の沸点よりも約５〜
15％低く選択される。溶液の沸点に近い温度と言う言葉
は、沸点に等しいか又は沸点とそれより10℃低い温度の
間の温度を意味するものと理解されたい。
15％低く選択される。溶液の沸点に近い温度と言う言葉
は、沸点に等しいか又は沸点とそれより10℃低い温度の
間の温度を意味するものと理解されたい。
【００２９】第三温度は、抽出工程中で許容出来る溶液
中の最大ＰｕＯ2 2+ 濃度の関数であり、全プルトニウム
中で20％より低いＰｕ6+含有量を有し、形成された揮発
性分子状沃素の脱着を確実にするように選択する。特
に、第三温度は、沸点より約５〜10℃低い。
中の最大ＰｕＯ2 2+ 濃度の関数であり、全プルトニウム
中で20％より低いＰｕ6+含有量を有し、形成された揮発
性分子状沃素の脱着を確実にするように選択する。特
に、第三温度は、沸点より約５〜10℃低い。
【００３０】第一脱着工程は、移行(remutation)反応
（１）に従って沃化物の可溶化を可能にする： （１） ６Ｈ+ ＋５Ｉ- ＋ＩＯ3 - → ３Ｉ2 ＋３Ｈ2 Ｏ
（１）に従って沃化物の可溶化を可能にする： （１） ６Ｈ+ ＋５Ｉ- ＋ＩＯ3 - → ３Ｉ2 ＋３Ｈ2 Ｏ
【００３１】これらの沃化物は、銀沃化物、パラジウム
沃化物（ＰｄＩ2)、ロジウム沃化物（ＲｈＩ3)等の如き
金属沃化物から本質的に生じたものであり、それらと共
に沃化物は次の式に従って平衡状態になっている： ＭＩｙ ⇔ Ｍy + ＋ｙＩ- 式中、Ｍは金属であり、ｙはその金属の原子価である。
沃化物（ＰｄＩ2)、ロジウム沃化物（ＲｈＩ3)等の如き
金属沃化物から本質的に生じたものであり、それらと共
に沃化物は次の式に従って平衡状態になっている： ＭＩｙ ⇔ Ｍy + ＋ｙＩ- 式中、Ｍは金属であり、ｙはその金属の原子価である。
【００３２】沃化銀の場合には、全移行反応は次の式
（２）を満足する： （２） ５ＡｇＩ＋ＨＩＯ3 ＋５ＨＮＯ3 → ３Ｉ2 ＋５ＡｇＮＯ3 ＋３Ｈ2 Ｏ
（２）を満足する： （２） ５ＡｇＩ＋ＨＩＯ3 ＋５ＨＮＯ3 → ３Ｉ2 ＋５ＡｇＮＯ3 ＋３Ｈ2 Ｏ
【００３３】この反応（２）中に形成された分子状沃素
は、次に式（３）に従ってガス状で脱着される： （３） Ｉ2(液相） ⇔ Ｉ2(気相）↑ 又は反応（３′）に従ってゆっくり酸化することができ
る。 （３′）10ＨＮＯ3 ＋Ｉ2 →２Ｈ+ ＋２ＩＯ3 - ＋10ＮＯ2 ＋４Ｈ2 Ｏ
は、次に式（３）に従ってガス状で脱着される： （３） Ｉ2(液相） ⇔ Ｉ2(気相）↑ 又は反応（３′）に従ってゆっくり酸化することができ
る。 （３′）10ＨＮＯ3 ＋Ｉ2 →２Ｈ+ ＋２ＩＯ3 - ＋10ＮＯ2 ＋４Ｈ2 Ｏ
【００３４】形成されたＮＯ2 の加水分解反応を考慮に
入れて、次の式（４）を満足し： （４） ２ＮＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ→ＨＮＯ3 ＋ＨＮＯ2 全反応（５）が得られる： （５） ５ＨＮＯ3 ＋Ｉ2 ＋Ｈ2 Ｏ→２Ｈ+ ＋２ＩＯ3 - ＋５ＨＮＯ2
入れて、次の式（４）を満足し： （４） ２ＮＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ→ＨＮＯ3 ＋ＨＮＯ2 全反応（５）が得られる： （５） ５ＨＮＯ3 ＋Ｉ2 ＋Ｈ2 Ｏ→２Ｈ+ ＋２ＩＯ3 - ＋５ＨＮＯ2
【００３５】このようにして形成された沃素酸イオン
は、媒体中に存在する沃化物と反応して、それらを式
（１）に従って揮発性分子状沃素に転化することができ
る。
は、媒体中に存在する沃化物と反応して、それらを式
（１）に従って揮発性分子状沃素に転化することができ
る。
【００３６】形成された金属沃化物の可溶化速度を増大
させるために、第一脱着中に過剰の沃素酸イオンを添加
するのが有利であり、その場合、沃素は非放射性（典型
的には 127ＩＯ3 - ）である。この場合、溶解器中の溶
解工程は、沸点で行うことができる。
させるために、第一脱着中に過剰の沃素酸イオンを添加
するのが有利であり、その場合、沃素は非放射性（典型
的には 127ＩＯ3 - ）である。この場合、溶解器中の溶
解工程は、沸点で行うことができる。
【００３７】第一脱着中、燃料要素の溶解反応中に形成
された亜硝酸ＨＮＯ2 は、反応（６）及び（６′）に従
い、速やかに分解するか、又は形成された六価プルトニ
ウムと反応して消費される： （６） ３ＨＮＯ2 →ＮＯ3 - ＋２ＮＯ＋Ｈ+ ＋Ｈ2 Ｏ （６′）ＰｕＯ2 2+ ＋ＨＮＯ2 ＋Ｈ+ →Ｐｕ4+＋Ｈ2 Ｏ＋ＮＯ3 - これは同時に溶液の酸化還元電位を上昇させることにな
る。
された亜硝酸ＨＮＯ2 は、反応（６）及び（６′）に従
い、速やかに分解するか、又は形成された六価プルトニ
ウムと反応して消費される： （６） ３ＨＮＯ2 →ＮＯ3 - ＋２ＮＯ＋Ｈ+ ＋Ｈ2 Ｏ （６′）ＰｕＯ2 2+ ＋ＨＮＯ2 ＋Ｈ+ →Ｐｕ4+＋Ｈ2 Ｏ＋ＮＯ3 - これは同時に溶液の酸化還元電位を上昇させることにな
る。
【００３８】このようにして、溶解用液体中、対、ＨＮ
Ｏ2 ／ＮＯ3 - 及びＰｕ4+／Ｐｕ6+によって酸化還元電
位が加わる〔式（15）及び（16）参照〕。
Ｏ2 ／ＮＯ3 - 及びＰｕ4+／Ｐｕ6+によって酸化還元電
位が加わる〔式（15）及び（16）参照〕。
【００３９】この第二脱着中、沃素酸イオンの分子状沃
素への亜硝酸蒸気による還元は、式（７）により支配さ
れる： （７） ２ＩＯ3 - ＋10ＮＯ2 ＋２Ｈ+ ＋４Ｈ2 Ｏ→Ｉ2 ＋10ＨＮＯ3
素への亜硝酸蒸気による還元は、式（７）により支配さ
れる： （７） ２ＩＯ3 - ＋10ＮＯ2 ＋２Ｈ+ ＋４Ｈ2 Ｏ→Ｉ2 ＋10ＨＮＯ3
【００４０】第二脱着中の亜硝酸蒸気の注入も、第一脱
着器中で形成されたＰｕ2 2+ イオンをＰｕ4+イオンへの
還元を可能にする。
着器中で形成されたＰｕ2 2+ イオンをＰｕ4+イオンへの
還元を可能にする。
【００４１】金属沃化物と平衡になっている溶液中の沃
化物は、硝酸媒体中で酸化され、これは溶解及び（又
は）脱着温度が溶液の沸点に近くなると、反応（８）に
従って一層速く行われる： （８） ４Ｈ+ ＋２Ｉ- ＋２ＮＯ3 - →Ｉ2 ＋２ＮＯ2 ＋２Ｈ2 Ｏ 反応（４）を考慮すると、反応（９）が得られる： （９） ２Ｈ+ ＋２Ｉ- ＋ＨＮＯ3 →ＨＮＯ2 ＋Ｉ2 ＋Ｈ2 Ｏ
化物は、硝酸媒体中で酸化され、これは溶解及び（又
は）脱着温度が溶液の沸点に近くなると、反応（８）に
従って一層速く行われる： （８） ４Ｈ+ ＋２Ｉ- ＋２ＮＯ3 - →Ｉ2 ＋２ＮＯ2 ＋２Ｈ2 Ｏ 反応（４）を考慮すると、反応（９）が得られる： （９） ２Ｈ+ ＋２Ｉ- ＋ＨＮＯ3 →ＨＮＯ2 ＋Ｉ2 ＋Ｈ2 Ｏ
【００４２】溶液中に生じた亜硝酸も式（10）に従って
金属沃化物を酸化することができる： （10） ２Ｈ+ ＋２Ｉ- ＋２ＨＮＯ2 →２ＮＯ↑＋Ｉ2 ＋２Ｈ2 Ｏ
金属沃化物を酸化することができる： （10） ２Ｈ+ ＋２Ｉ- ＋２ＨＮＯ2 →２ＮＯ↑＋Ｉ2 ＋２Ｈ2 Ｏ
【００４３】それにも拘わらず、この中間的酸は煮沸で
式（６）に従い迅速に分解され、結局式（11）が得られ
る： （11） ８Ｈ+ ＋６Ｉ- ＋２ＮＯ3 - →３Ｉ2 ＋２ＮＯ↑＋４Ｈ2 Ｏ 又はＭ＝Ａｇの場合には式（12）が得られる： （12） ６ＡｇＩ＋８ＨＮＯ3 → ３Ｉ2 ＋６ＡｇＮＯ3 ＋２ＮＯ↑＋４Ｈ2 Ｏ
式（６）に従い迅速に分解され、結局式（11）が得られ
る： （11） ８Ｈ+ ＋６Ｉ- ＋２ＮＯ3 - →３Ｉ2 ＋２ＮＯ↑＋４Ｈ2 Ｏ 又はＭ＝Ａｇの場合には式（12）が得られる： （12） ６ＡｇＩ＋８ＨＮＯ3 → ３Ｉ2 ＋６ＡｇＮＯ3 ＋２ＮＯ↑＋４Ｈ2 Ｏ
【００４４】本発明は、上記方法を行うための装置にお
いて、燃料要素を溶液に連続的に溶解するための溶解
器、前記溶解器に燃料要素及び硝酸を供給するための供
給部、前記溶解器に対し直列に接続された第一及び第二
脱着器、前記溶解器及び各脱着器のための別々の加熱機
構、前記溶解器から第一脱着器へ前記溶液を供給するた
めの第一配管、前記溶液を第一脱着器から第二脱着器へ
供給するための第二配管、亜硝酸蒸気を前記第二脱着器
へ供給するための配管、前記第二脱着器から溶液を排出
するための配管、及び分子状沃素が形成済みのガスを放
出するための配管で、前記溶解器及び脱着器に取付けら
れた配管を本質的に具えた装置にも関する。
いて、燃料要素を溶液に連続的に溶解するための溶解
器、前記溶解器に燃料要素及び硝酸を供給するための供
給部、前記溶解器に対し直列に接続された第一及び第二
脱着器、前記溶解器及び各脱着器のための別々の加熱機
構、前記溶解器から第一脱着器へ前記溶液を供給するた
めの第一配管、前記溶液を第一脱着器から第二脱着器へ
供給するための第二配管、亜硝酸蒸気を前記第二脱着器
へ供給するための配管、前記第二脱着器から溶液を排出
するための配管、及び分子状沃素が形成済みのガスを放
出するための配管で、前記溶解器及び脱着器に取付けら
れた配管を本質的に具えた装置にも関する。
【００４５】本発明を図面を参照して態様に関し一層詳
細に記述するが、それら態様に限定されるものではな
い。
細に記述するが、それら態様に限定されるものではな
い。
【００４６】本発明による図１に例示された方法は、連
続的に操作される。更に、溶解器と二つの脱着器が直列
に配列されている。
続的に操作される。更に、溶解器と二つの脱着器が直列
に配列されている。
【００４７】図１に関し、本発明による方法は、先ず溶
解用溶液及び照射済燃料要素の入った既知の溶解器２中
で連続的に溶解を行うことからなる。燃料要素は、既知
の手段を用いて溶解器２の頂部から粉末又は破片の形で
４から連続的に導入され、硝酸は既知のやり方で７から
導入される。
解用溶液及び照射済燃料要素の入った既知の溶解器２中
で連続的に溶解を行うことからなる。燃料要素は、既知
の手段を用いて溶解器２の頂部から粉末又は破片の形で
４から連続的に導入され、硝酸は既知のやり方で７から
導入される。
【００４８】溶解器２は装置５により約95℃の温度に加
熱され、溶液中約５％の適切な沃素分率を維持するよう
にする。溶解中に形成された揮発性分子状沃素は、溶解
器の頂部に取付けられた配管６を通ってガスの形で逃げ
る。それは溶液の加熱及び溶解反応のため生じた水蒸気
及び亜硝酸蒸気により運ばれる。
熱され、溶液中約５％の適切な沃素分率を維持するよう
にする。溶解中に形成された揮発性分子状沃素は、溶解
器の頂部に取付けられた配管６を通ってガスの形で逃げ
る。それは溶液の加熱及び溶解反応のため生じた水蒸気
及び亜硝酸蒸気により運ばれる。
【００４９】溶解器２に入っている硝酸溶液中に本質的
に存在する物質は、金属沃化物（特にＡｇＩ）、コロイ
ド状沃化物、燃料再処理溶液の再循環により導入された
不純物から形成された有機沃素化合物、沃素酸イオン、
溶解分子状沃素、及び他の核分裂生成物、Ｐｕ4+及びＰ
ｕＯ2 2+ イオン、硝酸イオン、Ｈ+ イオン、及びウラニ
ルイオンである。存在するＰｕＯ2 2+ イオンは全プルト
ニウムの１％より少ない。
に存在する物質は、金属沃化物（特にＡｇＩ）、コロイ
ド状沃化物、燃料再処理溶液の再循環により導入された
不純物から形成された有機沃素化合物、沃素酸イオン、
溶解分子状沃素、及び他の核分裂生成物、Ｐｕ4+及びＰ
ｕＯ2 2+ イオン、硝酸イオン、Ｈ+ イオン、及びウラニ
ルイオンである。存在するＰｕＯ2 2+ イオンは全プルト
ニウムの１％より少ない。
【００５０】配管８により溶解器２を出た溶液は、加熱
装置13を用いて約105 ℃（溶液の沸点107 ℃に近い）の
温度に加熱された第一脱着器10に入る。この脱着器10
は、ＦＲ−Ａ−2641119 に記載されているものと同様に
構成されていてもよい。その脱着器10中に、もし必要な
らば、供給配管11を用いて非放射性沃素酸イオン、 127
ＩＯ3 -1を導入し、移行反応（１）に都合が良いように
する。脱着中に形成された揮発性沃素は、配管12により
脱着器10の頂部から放出される。
装置13を用いて約105 ℃（溶液の沸点107 ℃に近い）の
温度に加熱された第一脱着器10に入る。この脱着器10
は、ＦＲ−Ａ−2641119 に記載されているものと同様に
構成されていてもよい。その脱着器10中に、もし必要な
らば、供給配管11を用いて非放射性沃素酸イオン、 127
ＩＯ3 -1を導入し、移行反応（１）に都合が良いように
する。脱着中に形成された揮発性沃素は、配管12により
脱着器10の頂部から放出される。
【００５１】配管14により脱着器10を出た硝酸溶液は、
特に沃素酸イオン、微量の有機沃素物質、及び微量の金
属沃化物を含む。その溶液はウラン、プルトニウム、及
び硝酸塩型の核分裂生成物をも含む。全プルトニウムの
50％までが硝酸プルトニルの形になっている。第一脱着
器中の滞留時間は、燃料要素中に最初に存在する沃素量
及び沈澱沃化物、コロイド状化合物及び（又は）有機沃
化物の形の沃素分率の関数である。どの場合でも、最低
２時間の時間が必要である。
特に沃素酸イオン、微量の有機沃素物質、及び微量の金
属沃化物を含む。その溶液はウラン、プルトニウム、及
び硝酸塩型の核分裂生成物をも含む。全プルトニウムの
50％までが硝酸プルトニルの形になっている。第一脱着
器中の滞留時間は、燃料要素中に最初に存在する沃素量
及び沈澱沃化物、コロイド状化合物及び（又は）有機沃
化物の形の沃素分率の関数である。どの場合でも、最低
２時間の時間が必要である。
【００５２】脱着器10を出る溶液は、第一脱着器と同様
な構造を持ち、加熱装置15を利用して約100 ℃の温度に
加熱された第二脱着器16中で第二の脱着を受ける。第二
脱着器中へは、溶液中に、第二脱着器の頂部に取付けら
れた供給配管17を用いて一般式ＮＯx の亜硝酸蒸気が導
入され、溶液の沃素酸イオンを式（７）に従って揮発性
分子状沃素に還元する。
な構造を持ち、加熱装置15を利用して約100 ℃の温度に
加熱された第二脱着器16中で第二の脱着を受ける。第二
脱着器中へは、溶液中に、第二脱着器の頂部に取付けら
れた供給配管17を用いて一般式ＮＯx の亜硝酸蒸気が導
入され、溶液の沃素酸イオンを式（７）に従って揮発性
分子状沃素に還元する。
【００５３】更に、これらの亜硝酸蒸気は、式（６′）
に従いプルトニルイオンをＰｕ4+イオンへ転化する。こ
のようにして形成された沃素は、配管18を通って脱着器
16の頂部から放出される。第二脱着器のための滞留時間
は、約２時間であるのが適切である。
に従いプルトニルイオンをＰｕ4+イオンへ転化する。こ
のようにして形成された沃素は、配管18を通って脱着器
16の頂部から放出される。第二脱着器のための滞留時間
は、約２時間であるのが適切である。
【００５４】第二脱着器を出て20で収集された硝酸溶液
は、もはや沃素を含んでいない。20から出た清浄溶液
は、次にウラン及びプルトニウムの浄化抽出装置へ供給
してもよい。
は、もはや沃素を含んでいない。20から出た清浄溶液
は、次にウラン及びプルトニウムの浄化抽出装置へ供給
してもよい。
【００５５】55,000ＭＷｄ／ｔで照射された実際の濃縮
ウランＬＷＲ燃料の場合、本発明による方法を用いて、
33,000ＭＷｄ／ｔで照射した燃料を溶解する従来法によ
る模擬実験で得られるものよりも良好な沃素除染係数が
得られている。従って、実際の燃料は従来法の場合より
も一層多くの沃素を含み、除染係数は、溶液中の沃素及
び溶解微細物中に含まれる沃素の両方を総計して100 か
ら160 へ変化している。実際の燃料の場合の残留沃素含
有量は、Ｕ＋Ｐｕの１kg当たり2.4mg より少ない。
ウランＬＷＲ燃料の場合、本発明による方法を用いて、
33,000ＭＷｄ／ｔで照射した燃料を溶解する従来法によ
る模擬実験で得られるものよりも良好な沃素除染係数が
得られている。従って、実際の燃料は従来法の場合より
も一層多くの沃素を含み、除染係数は、溶液中の沃素及
び溶解微細物中に含まれる沃素の両方を総計して100 か
ら160 へ変化している。実際の燃料の場合の残留沃素含
有量は、Ｕ＋Ｐｕの１kg当たり2.4mg より少ない。
【００５６】従って、本発明による方法は、従来法のよ
うに模擬溶液ではなく、特定の化学的形態の沃素を含む
実際の燃料要素に適用される。
うに模擬溶液ではなく、特定の化学的形態の沃素を含む
実際の燃料要素に適用される。
【００５７】一般に、工程の異なった点でのＨＮＯ2 及
びＰｕＯ2 2+ の含有量を調べることは有用である。例え
ば、溶解浄化装置の下流に位置する、照射済燃料要素中
に含まれるプルトニウム及びウランの抽出用装置の満足
すべき操作には、硝酸溶液中で形成されたＨＮＯ2 及び
ＰｕＯ2 2+ 含有量ができるだけ低い必要があり、そのた
め連続的にその場でそれを検査することが重要になって
いる。
びＰｕＯ2 2+ の含有量を調べることは有用である。例え
ば、溶解浄化装置の下流に位置する、照射済燃料要素中
に含まれるプルトニウム及びウランの抽出用装置の満足
すべき操作には、硝酸溶液中で形成されたＨＮＯ2 及び
ＰｕＯ2 2+ 含有量ができるだけ低い必要があり、そのた
め連続的にその場でそれを検査することが重要になって
いる。
【００５８】更に、本発明の特徴の一つは、これら二種
類の物質を、各装置で局部的に酸化還元電極を利用して
溶液の酸化還元電位を測定することにより、連続的に測
定することができることである。
類の物質を、各装置で局部的に酸化還元電極を利用して
溶液の酸化還元電位を測定することにより、連続的に測
定することができることである。
【００５９】従って、本発明者は、濃度（Ｕ）、（Ｐ
ｕ）、（ＮＯ3 - ）、及び（Ｈ+ ）が一定である約100
℃の温度で硝酸ウラニル及びプルトニウムの溶液のＨＮ
Ｏ2 及びＰｕＯ2 2+ 濃度及び酸化還元電位を測定した。
ｕ）、（ＮＯ3 - ）、及び（Ｈ+ ）が一定である約100
℃の温度で硝酸ウラニル及びプルトニウムの溶液のＨＮ
Ｏ2 及びＰｕＯ2 2+ 濃度及び酸化還元電位を測定した。
【００６０】それら試験のための操作条件は次の通りで
あった： （Ｈ+ ）＝３Ｎ （Ｕ）＋（Ｐｕ）＝0.96Ｍ （ＮＯ3 - ）＝4.92Ｍ Ｔ＝100 ℃
あった： （Ｈ+ ）＝３Ｎ （Ｕ）＋（Ｐｕ）＝0.96Ｍ （ＮＯ3 - ）＝4.92Ｍ Ｔ＝100 ℃
【００６１】この媒体中、次の酸化物還元反応が用いら
れた： ＰｕＯ2 2+ ＋４Ｈ+ ＋２ｅ ⇔ Ｐｕ4+＋２Ｈ2 Ｏ （13） 及びＨＮＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ ⇔ ＮＯ3 - ＋３Ｈ+ ＋２ｅ （14） それらは式（６′）になる。
れた： ＰｕＯ2 2+ ＋４Ｈ+ ＋２ｅ ⇔ Ｐｕ4+＋２Ｈ2 Ｏ （13） 及びＨＮＯ2 ＋Ｈ2 Ｏ ⇔ ＮＯ3 - ＋３Ｈ+ ＋２ｅ （14） それらは式（６′）になる。
【００６２】平衡状態では、溶液の電位は対ＮＯ3 - ／
ＨＮＯ2 によって記述することができ、即ち： Ｅ1 ＝Ｅ0 1＋ＲＴ/2Ｆ ln｛［ＮＯ3 - ][Ｈ+ ]3／［ＨＮＯ2]｝ (15) 又は対、ＰｕＯ2 2+ ／Ｐｕ4+によって記述することがで
きる。即ち： Ｅ2 ＝Ｅ0 2＋0.037 log ｛［ＰｕＯ2 2+ ][Ｈ+ ]4／［Ｐｕ4+］｝ (16) ここでＥ0 1及びＥ0 2は二つの問題の対の100 ℃での正常
な電位である。
ＨＮＯ2 によって記述することができ、即ち： Ｅ1 ＝Ｅ0 1＋ＲＴ/2Ｆ ln｛［ＮＯ3 - ][Ｈ+ ]3／［ＨＮＯ2]｝ (15) 又は対、ＰｕＯ2 2+ ／Ｐｕ4+によって記述することがで
きる。即ち： Ｅ2 ＝Ｅ0 2＋0.037 log ｛［ＰｕＯ2 2+ ][Ｈ+ ]4／［Ｐｕ4+］｝ (16) ここでＥ0 1及びＥ0 2は二つの問題の対の100 ℃での正常
な電位である。
【００６３】図２にプロットした曲線Ｅ＝ｆ（（ＨＮＯ
2)）に基づき、我々は実験的に次の式を得た： Ｅ1 ＝1.02−0.035 log(ＨＮＯ2) （17） これはネルンストの法則に良く一致している。
2)）に基づき、我々は実験的に次の式を得た： Ｅ1 ＝1.02−0.035 log(ＨＮＯ2) （17） これはネルンストの法則に良く一致している。
【００６４】同様なやり方で、図３中でＡとして示した
実験的曲線（ＰｕＯ2 2+ ）／（Ｐｕ 4+）＝ｆ（（ＨＮＯ
2)）から次の関係を推論することができる： ［ＰｕＯ2 2+ ］／［Ｐｕ4+］ ＃ 10-4／［ＨＮＯ2] (18)
実験的曲線（ＰｕＯ2 2+ ）／（Ｐｕ 4+）＝ｆ（（ＨＮＯ
2)）から次の関係を推論することができる： ［ＰｕＯ2 2+ ］／［Ｐｕ4+］ ＃ 10-4／［ＨＮＯ2] (18)
【００６５】比（ＰｕＯ2 2+ ）／（Ｐｕ4+）は、従って
ＨＮＯ2 含有量に逆比例し、このことは支配する物質が
ＨＮＯ2 であることを確証している〔反応（６′）参
照〕。
ＨＮＯ2 含有量に逆比例し、このことは支配する物質が
ＨＮＯ2 であることを確証している〔反応（６′）参
照〕。
【００６６】図３の実験的に決定された曲線Ｂは、全Ｐ
ｕに対する％として表して、ＰｕＯ 2 2+ 濃度の変動をＨ
ＮＯ2 濃度の関数として与えている。
ｕに対する％として表して、ＰｕＯ 2 2+ 濃度の変動をＨ
ＮＯ2 濃度の関数として与えている。
【００６７】（18）の［ＨＮＯ2 ］を（17）から得られ
た式を代入することにより、最終的に次の式が得られ
る： Ｅ2 ＝1.16＋0.035 log ｛［ＰｕＯ2 2+ ］／［Ｐｕ4+ ］｝ (19)
た式を代入することにより、最終的に次の式が得られ
る： Ｅ2 ＝1.16＋0.035 log ｛［ＰｕＯ2 2+ ］／［Ｐｕ4+ ］｝ (19)
【００６８】結局、溶解用溶液の酸化還元電位の測定に
より、溶液のＨＮＯ2 含有量及びＰｕＯ2 2+ 量の代表的
値をその場で連続的に得ることができる。この方法は、
前記装置中に導入されるＮＯx 流を調節するために、本
発明による第二脱着器中のＨＮＯ2 及びＰｕＯ2 2+ 濃度
を決定し、ウラン及びプルトニウムを抽出する前の望ま
しい含有量を得るのに用いられる。第二脱着器中の温度
を高くすると、注入ＮＯx 量は多くなる。
より、溶液のＨＮＯ2 含有量及びＰｕＯ2 2+ 量の代表的
値をその場で連続的に得ることができる。この方法は、
前記装置中に導入されるＮＯx 流を調節するために、本
発明による第二脱着器中のＨＮＯ2 及びＰｕＯ2 2+ 濃度
を決定し、ウラン及びプルトニウムを抽出する前の望ま
しい含有量を得るのに用いられる。第二脱着器中の温度
を高くすると、注入ＮＯx 量は多くなる。
【図１】本発明による方法の実施を可能にする装置の概
略的図である。
略的図である。
【図２】約100 ℃の温度で酸化度（＋IV）及び（＋VI）
で存在する硝酸ウラニル及びプルトニウムの溶液の標準
水素電極（ＳＨＥ）に対する酸化還元電位Ｅ（ボルト）
の関数として、ＨＮＯ2 のモル濃度の変動を概略的に示
したグラフである。
で存在する硝酸ウラニル及びプルトニウムの溶液の標準
水素電極（ＳＨＥ）に対する酸化還元電位Ｅ（ボルト）
の関数として、ＨＮＯ2 のモル濃度の変動を概略的に示
したグラフである。
【図３】100 ℃の温度で硝酸ウラニル及びプルトニウム
の溶液のＨＮＯ2 モル濃度の関数としてＰｕ2 2+ 濃度の
変動を示したグラフである。
の溶液のＨＮＯ2 モル濃度の関数としてＰｕ2 2+ 濃度の
変動を示したグラフである。
２ 溶解器 ４ 燃料要素供給部 10 第一脱着器 12 第二脱着器
───────────────────────────────────────────────────── フロントページの続き (72)発明者 ミッシェル マソン フランス国クラマル，リュ ドゥ ラ ポルト ドゥ トゥリボ 136 (56)参考文献 特開 平３−37599（ＪＰ，Ａ) (58)調査した分野(Int.Cl.7，ＤＢ名) G21C 19/46 G21F 9/02 G21F 9/06
Claims (11)
- 【請求項１】 照射済燃料要素、就中、プルトニウムを
含むものの中に含まれている放射性沃素を除去する方法
において、 a) 前記燃料要素を溶解器（２）中で硝酸溶液に周囲温
度より高い第一温度で連続的に溶解し、 b) 前記溶解器を出る溶液（８）中に含まれている沃素
を第一脱着器（10）中で前記溶液の沸点に近い第二温度
で、亜硝酸蒸気を導入することなく、第一の脱着を行
い、六価プルトニウムを形成し、前記溶解器を出る溶液
の酸化力を増大し、それによって前記溶解器を出る前記
溶液中に含まれる沃素物質から沃素酸塩を形成し易く
し、 c) 前記第一脱着器を出る溶液（14）中に含まれる沃素
を第二脱着器（16）中で、周囲温度より高いが、前記溶
液の沸点よりは低い第三温度で適当な量の亜硝酸蒸気の
注入（17）を伴わせて第二の脱着を行い、前記溶解器及
び前記第一脱着器中で形成されたプルトニルイオン及び
沃素酸塩を、夫々Ｐｕ4+イオン及び揮発性分子状沃素へ
還元する、 諸工程を含む放射性沃素の除去方法。 - 【請求項２】 沃素が非放射性である沃素酸イオンを過
剰に第一脱着器（10）へ添加（11）し、溶解中に沈澱し
た金属沃化物を酸化することを特徴とする請求項１に記
載の方法。 - 【請求項３】 燃料要素を沸点で溶解することを特徴と
する請求項２に記載の方法。 - 【請求項４】 第一温度が溶液の沸点より低く、溶液の
蒸発比、従って沃素の脱着を制限することを特徴とする
請求項１に記載の方法。 - 【請求項５】 第二温度が溶液の沸点より低いことを特
徴とする請求項１〜４のいずれか１項に記載の方法。 - 【請求項６】 第二温度が、沸点と、それより10℃低い
温度との間にあることを特徴とする請求項１〜５のいず
れか１項に記載の方法。 - 【請求項７】 第三温度が、沸点よりも約５〜10℃低い
ことを特徴とする請求項１〜６のいずれか１項に記載の
方法。 - 【請求項８】 第一温度が沸点よりも約５〜15℃低いこ
とを特徴とする請求項４〜７のいずれか１項に記載の方
法。 - 【請求項９】 第一温度が、脱着器を出る溶液が燃料要
素中に最初に存在する沃素の約２〜15％を含むように選
択されていることを特徴とする請求項４〜８のいずれか
１項に記載の方法。 - 【請求項１０】 照射済燃料要素中に含まれる放射性沃
素を連続的に除去するための装置において、前記燃料要
素を硝酸溶液に溶解するために溶解器、前記溶解器に燃
料要素及び硝酸を供給するための供給部（４、７）、前
記溶解器に対し直列に接続された第一及び第二脱着器、
前記溶解器及び各脱着器のための別々の加熱機構（５、
13、15）、前記溶解器から第一脱着器へ前記溶液を供給
するための第一配管（８）、前記溶液を第一脱着器から
第二脱着器へ供給するための第二配管（14）、亜硝酸蒸
気を前記第二脱着器へ供給するための配管（17）、前記
第二脱着器から溶液を排出するための配管（20）、及び
分子状沃素が形成されてしまったガスを放出するための
配管で、前記溶解器及び脱着器に取付けられた配管
（６、12、18）を本質的に具えた放射性沃素除去装置。 - 【請求項１１】 沃素が非放射性である沃素酸イオンを
第一脱着器へ供給するための配管（11）も具えているこ
とを特徴とする請求項10に記載の装置。
Applications Claiming Priority (2)
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|---|---|---|---|
| FR9108753 | 1991-07-11 | ||
| FR9108753A FR2679063B1 (fr) | 1991-07-11 | 1991-07-11 | Procede et appareillage d'elimination en continu de l'iode radioactif contenu dans les elements combustibles nucleaires irradies. |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0675089A JPH0675089A (ja) | 1994-03-18 |
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Family
ID=9414995
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP18409092A Expired - Lifetime JP3088850B2 (ja) | 1991-07-11 | 1992-07-10 | 照射済核燃料から放射性沃素を除去する方法及びその装置 |
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|---|---|
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| FR (1) | FR2679063B1 (ja) |
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|---|---|---|---|---|
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| DE2951339C2 (de) * | 1979-12-20 | 1985-11-21 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh, 7500 Karlsruhe | Verfahren zum Desorbieren von Spaltjod aus salpetersaurer Brennstofflösung |
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| DE3940401A1 (de) * | 1989-12-06 | 1991-07-25 | Siemens Ag | Verfahren und anordnung zum vermindern des iodgehalts in einer salpetersauren kernbrennstoffloesung |
-
1991
- 1991-07-11 FR FR9108753A patent/FR2679063B1/fr not_active Expired - Lifetime
-
1992
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- 1992-07-10 JP JP18409092A patent/JP3088850B2/ja not_active Expired - Lifetime
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB2257561A (en) | 1993-01-13 |
| JPH0675089A (ja) | 1994-03-18 |
| FR2679063B1 (fr) | 1994-07-01 |
| FR2679063A1 (fr) | 1993-01-15 |
| GB2257561B (en) | 1995-05-03 |
| GB9213591D0 (en) | 1992-08-12 |
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