JP5409553B2 - 核燃料物質のフッ化装置及びフッ化方法並びに再処理方法 - Google Patents
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Description
UF4+F2 → UF6 ・・・(化2)
使用済燃料の再処理技術として、特許文献1に示されるフッ化物揮発法がある。フッ化物揮発法は、使用済燃料をフッ素ガスと反応させて使用済燃料中に含まれるウランを揮発性のUF6として分離回収し、ウランを核燃料として再利用することを目的とする。使用済燃料にはウランの他に核分裂生成物(以下、FPという。)が含まれる。化学式3のように使用済燃料中のウラン酸化物がフッ素ガスと反応する際、FPもフッ素ガスと反応して例えば表1に示されるようなFPフッ化物が生成する。
再処理を目的としたフッ化物揮発法の研究は1950年代より開始され、非特許文献2に示されるように研究初期にはフッ化反応装置は流動層方式であったが、近年フレーム炉方式の研究が開始されている。
2 核燃料物質入口
3 フッ素ガス入口
4 フッ素ガス
5 凝集材入口
6 凝集材
7 オフガス
8 フレーム炉
9 フレーム
10 フッ化残渣
11 残渣回収部
12 混合残渣
13 通気口
14 ガス入口
15 ガス
16 フッ化工程
17 酸化物転換工程
18 転換酸化物
19 硝酸溶解工程
20 不溶解残渣
21 溶解液
22 溶媒抽出工程
23 U+Pu
24 廃棄物
Claims (11)
- 核燃料物質とフッ素ガスを反応させるフレーム炉を用いるフッ化装置において、前記フレーム炉の上部に取り付けられた前記核燃料物質とフッ素ガスの供給口よりも前記フレーム炉の外周側の位置に半揮発性のFPフッ化物を前記フッ化装置の下部へ同伴させる物質を前記フレーム炉内に供給する機構を備えることを特徴とする核燃料物質のフッ化装置。
- 請求項1において、前記物質は、半揮発性のFPフッ化物を凝集する凝集材であり、前記機構は、前記凝縮材を下方に向けて前記フレーム炉内に供給する凝縮材入口を備えることを特徴とする核燃料物質のフッ化装置。
- 請求項1において、前記物質は、2族元素のフッ化物とランタノイドのフッ化物と酸化アルミニウムのいずれかであることを特徴とした核燃料物質のフッ化装置。
- 請求項1において、前記物質は、前記フッ素ガスと反応しないキャリアガスであり、前記機構は、前記キャリアガスを下方に向けて前記フレーム炉内に供給するガス入口を備えることを特徴とする核燃料物質のフッ化装置。
- 請求項4において、前記キャリアガスのガス種は、N2ガスとO2ガスとF2ガスとArガスのいずれかであることを特徴とする核燃料物質のフッ化装置。
- フレーム炉を用いたフッ化装置で核燃料物質をフッ素ガスと反応させるフッ化方法において、前記核燃料物質とフッ素ガスを前記フレーム炉の上部に取り付けられた核燃料物質とフッ素ガスの供給口から前記フレーム炉内に供給して反応させると共に、前記供給口よりも前記フレーム炉の外周側の位置から、半揮発性のFPフッ化物を前記フッ化装置の下部へ同伴させる物質を前記フレーム炉内に供給して前記半揮発性のFPフッ化物を前記物質に同伴させて前記フレーム炉の下方へ流すようにしたことを特徴とする核燃料物質のフッ化方法。
- 請求項6において、前記物質は、半揮発性のFPフッ化物を凝集する凝集材であり、前記凝集材を下方に向けて前記フレーム炉内に供給し、前記半揮発性のFPフッ化物を凝集材に凝集させて下方へ同伴させることを特徴とする核燃料物質のフッ化方法。
- 請求項6において、前記物質は、2族元素のフッ化物とランタノイドのフッ化物と酸化アルミニウムのいずれかであることを特徴とした核燃料物質のフッ化方法。
- 請求項6において、前記物質は、前記フッ素ガスと反応しないキャリアガスであり、前記機構は、前記キャリアガスを下方に向けて前記フレーム炉内に供給し、前記半揮発性のFPフッ化物を前記キャリアガスの下方への流れに同伴させることを特徴とする核燃料物質のフッ化方法。
- 請求項9において、前記キャリアガスのガス種は、N2ガスとO2ガスとF2ガスとArガスのいずれかであることを特徴とする核燃料物質のフッ化方法。
- 核燃料物質とフッ素ガスをフレーム炉の上部に取り付けられた核燃料物質とフッ素ガスの供給口から前記フレーム炉内に供給して反応させると共に、前記核燃料物質とフッ素ガスの供給口よりも前記フレーム炉の外周側の位置から、半揮発性のFPフッ化物を凝集する凝集材を供給し、前記核燃料物質と前記フッ素ガスとのフッ化反応で生じた不揮発性のフッ化残渣と、前記フレーム炉へ供給された前記凝集材とを混合残渣として回収し、前記混合残渣を水蒸気と反応させて酸化物に転換した後に溶解して溶媒抽出により前記混合残渣中の核燃料物質を分離回収することを特徴とした核燃料物質の再処理方法。
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