JPH0373899A - 溶融塩電解精製装置 - Google Patents
溶融塩電解精製装置Info
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Classifications
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
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Landscapes
- Electrolytic Production Of Metals (AREA)
Abstract
(57)【要約】本公報は電子出願前の出願データであるた
め要約のデータは記録されません。
め要約のデータは記録されません。
Description
【発明の詳細な説明】
［発明の目的］
（産業上の利用分野）
本発明は高速増殖炉の使用済金属燃料を再処理するため
の溶融塩電解精製装置に関する。
の溶融塩電解精製装置に関する。
（従来の技術）
従来、高速増殖炉発電プラントから発生する使用済金属
燃料を再処理して使用済金属燃料に含まれるウラン、プ
ルトニウムなどの有用な燃料成分を濃縮回収し、かつ不
要な核分裂生成物を分離する装置として、第４図に示す
ような２槽式の溶融塩電解精製装置が考えられている。
燃料を再処理して使用済金属燃料に含まれるウラン、プ
ルトニウムなどの有用な燃料成分を濃縮回収し、かつ不
要な核分裂生成物を分離する装置として、第４図に示す
ような２槽式の溶融塩電解精製装置が考えられている。
この溶融塩電解精製装置は例えばステンレス鋼等で形成
された電解槽１を有し、この電解槽１内の下部にはカド
ミウム等の溶融金属２が収容配置されている。一方、上
記電解槽１内の上部にはＫＣ１−Ｌ ｉ Ｃ１等の溶融
塩電解質が収容配置されており、この溶融塩電解質は絶
縁物からなる隔壁４により溶融塩電解質３Ａと溶融塩電
解質３Ｂに二分されている。そして、上記溶融塩電解質
３Ａ中には使用済金属燃料片５を収容したかご状容器６
が配置され、溶融塩電解質３Ｂ中には陰極７が配置され
ている。なお、電解槽１の周囲には断熱材８とヒータ９
が設けられており、また電解槽１内には上記溶融金属２
および溶融塩電解質３Ａ、３Ｂを攪拌するための攪拌装
置１０が挿入されている。
された電解槽１を有し、この電解槽１内の下部にはカド
ミウム等の溶融金属２が収容配置されている。一方、上
記電解槽１内の上部にはＫＣ１−Ｌ ｉ Ｃ１等の溶融
塩電解質が収容配置されており、この溶融塩電解質は絶
縁物からなる隔壁４により溶融塩電解質３Ａと溶融塩電
解質３Ｂに二分されている。そして、上記溶融塩電解質
３Ａ中には使用済金属燃料片５を収容したかご状容器６
が配置され、溶融塩電解質３Ｂ中には陰極７が配置され
ている。なお、電解槽１の周囲には断熱材８とヒータ９
が設けられており、また電解槽１内には上記溶融金属２
および溶融塩電解質３Ａ、３Ｂを攪拌するための攪拌装
置１０が挿入されている。
このように構成される２槽式溶融塩電解精製装置は、ス
イッチ１１を閉じてかご状容器６に正の電位を印加する
と共に溶融金属２に負の電位を印加すると、かご状容器
６に収納された使用済金属燃料片５に含まれるウラン、
プルトニウムなどの燃料成分が電気的に酸化され、核分
裂生成物とともに溶融塩電解質３Ａ中に塩化物として溶
解する。
イッチ１１を閉じてかご状容器６に正の電位を印加する
と共に溶融金属２に負の電位を印加すると、かご状容器
６に収納された使用済金属燃料片５に含まれるウラン、
プルトニウムなどの燃料成分が電気的に酸化され、核分
裂生成物とともに溶融塩電解質３Ａ中に塩化物として溶
解する。
そして、溶融塩電解質３Ａ中に溶解した燃料成分と核分
裂生成物は溶融金属２で電気的に還元され、金属状態で
溶融金属２中に溶解拡散する。
裂生成物は溶融金属２で電気的に還元され、金属状態で
溶融金属２中に溶解拡散する。
ここで、前記かご状容器６および溶融金属２に適正な電
圧を印加することにより、被覆管の材料成分（例えば鉄
、クロム、モリブデン等）は溶解せずに残滓として残り
、また核分裂生成物のうちセシウム、ストロンチウム、
カリウム、バリウム、ナトリウム等の卑な物質は溶融塩
電解質３Ａ中に塩化物として残留する。さらに、例えば
ランタン、セリウム、ガドリニウム、ネオジウム、キュ
リウム、プルトニウム、ウラニウム、ジルコニウム等の
燃料成分および核分裂生成物は溶融金属２中に過飽和状
態になるまで溶解する。
圧を印加することにより、被覆管の材料成分（例えば鉄
、クロム、モリブデン等）は溶解せずに残滓として残り
、また核分裂生成物のうちセシウム、ストロンチウム、
カリウム、バリウム、ナトリウム等の卑な物質は溶融塩
電解質３Ａ中に塩化物として残留する。さらに、例えば
ランタン、セリウム、ガドリニウム、ネオジウム、キュ
リウム、プルトニウム、ウラニウム、ジルコニウム等の
燃料成分および核分裂生成物は溶融金属２中に過飽和状
態になるまで溶解する。
一方、これと並行してスイッチ１２を閉じ、溶融金属２
が陽極となるように陰極７に負の電位を印加すると、溶
融金属２中に溶解した燃料成分および核分裂生成物のう
ち、塩化物生成自由エネルギーの絶対値が大きい物質す
なわち塩化物になりやすい物質（例えばランタン、キュ
リウム、プルトニウム、ウラニウム、ジルコニウム等）
は電気的に酸化され、溶融塩電解質３Ｂ中に塩化物とし
て溶解する。また、溶融金属２中に溶解した燃料成分お
よび核分裂生成物のうち、塩化物生成自由エネルギーの
絶対値が小さい物質すなわち塩化物になりにくい物質（
例えばセリウム、ネオジウム、ガドリニウム、ランタン
、パラジウム等）は酸化されず、溶融金属２中に残留す
る。
が陽極となるように陰極７に負の電位を印加すると、溶
融金属２中に溶解した燃料成分および核分裂生成物のう
ち、塩化物生成自由エネルギーの絶対値が大きい物質す
なわち塩化物になりやすい物質（例えばランタン、キュ
リウム、プルトニウム、ウラニウム、ジルコニウム等）
は電気的に酸化され、溶融塩電解質３Ｂ中に塩化物とし
て溶解する。また、溶融金属２中に溶解した燃料成分お
よび核分裂生成物のうち、塩化物生成自由エネルギーの
絶対値が小さい物質すなわち塩化物になりにくい物質（
例えばセリウム、ネオジウム、ガドリニウム、ランタン
、パラジウム等）は酸化されず、溶融金属２中に残留す
る。
ここで、前記溶融塩電解質３Ｂ中に塩化物として溶解し
た燃料成分および核分裂生成物のうち、塩化物生成自由
エネルギーの絶対値が小さい物質すなわち塩化物になり
にくい物質（例えばキュリウム、プルトニウム、ウラニ
ウム、ジルコニウム等）は電気的に還元されて陰極７の
表面に析出する。一方、溶融塩電解質３Ｂ中に塩化物と
して溶解した燃料成分および核分裂生成物のうち、塩化
物生成自由エネルギーの絶対値が大きい物質すなわち塩
化物になりやすい物質（例えばランタン）は還元されず
、そのまま溶融塩電解質３Ｂ中に塩化物として残留する
。
た燃料成分および核分裂生成物のうち、塩化物生成自由
エネルギーの絶対値が小さい物質すなわち塩化物になり
にくい物質（例えばキュリウム、プルトニウム、ウラニ
ウム、ジルコニウム等）は電気的に還元されて陰極７の
表面に析出する。一方、溶融塩電解質３Ｂ中に塩化物と
して溶解した燃料成分および核分裂生成物のうち、塩化
物生成自由エネルギーの絶対値が大きい物質すなわち塩
化物になりやすい物質（例えばランタン）は還元されず
、そのまま溶融塩電解質３Ｂ中に塩化物として残留する
。
従って、このとき塩化物生成自由エネルギーに対応した
電位を電極に印加することにより陰極７の表面に析出す
る物質の種類を制御することができ、このことによって
有用な燃料成分と不要な核分裂生成物とが混合された状
態で含まれている使用済金属燃料からプルトニウム、ウ
ラニウム、ジルコニウム等の有用な燃料成分のみを析出
物として精製回収することができる。
電位を電極に印加することにより陰極７の表面に析出す
る物質の種類を制御することができ、このことによって
有用な燃料成分と不要な核分裂生成物とが混合された状
態で含まれている使用済金属燃料からプルトニウム、ウ
ラニウム、ジルコニウム等の有用な燃料成分のみを析出
物として精製回収することができる。
（発明が解決しようとする課題）
しかしながら、上述した２槽式溶融塩電解精製装置の場
合、陽極溶解を行なう溶融塩電化質３Ａ中にセシウム等
の崩壊熱を多量に発生する核分裂生成物が蓄積される。
合、陽極溶解を行なう溶融塩電化質３Ａ中にセシウム等
の崩壊熱を多量に発生する核分裂生成物が蓄積される。
このため、使用済金属燃料の再処理を長時間継続して行
なうと、陽極溶解を行なう溶融塩相（３Ａ）で発生する
崩壊熱が電解槽１の外壁からの放熱量より大きくなり、
塩相温度が上昇して再処理運転を行なうことができなく
なるという問題があった。
なうと、陽極溶解を行なう溶融塩相（３Ａ）で発生する
崩壊熱が電解槽１の外壁からの放熱量より大きくなり、
塩相温度が上昇して再処理運転を行なうことができなく
なるという問題があった。
なお、この問題の解決策として冷却装置を設けることが
考えられるが、冷却材を流すような強制対流方式の冷却
装置は装置そのものの制御が必要であるうえ、機器の故
障や電源喪失の時に除熱ができなくなるという問題があ
る。
考えられるが、冷却材を流すような強制対流方式の冷却
装置は装置そのものの制御が必要であるうえ、機器の故
障や電源喪失の時に除熱ができなくなるという問題があ
る。
本発明はこのような事情に鑑みてなされたもので、その
目的は強制対流方式等の冷却装置を用いることなく陽極
溶解を行なう溶融塩相の温度上昇を防止でき、使用済金
属燃料の再処理運転を長時間継続して行なうことのでき
る溶融塩電解精製装置を提供することにある。
目的は強制対流方式等の冷却装置を用いることなく陽極
溶解を行なう溶融塩相の温度上昇を防止でき、使用済金
属燃料の再処理運転を長時間継続して行なうことのでき
る溶融塩電解精製装置を提供することにある。
［発明の構成］
（課題を解決するための手段）
上記課題を解決するために本発明は、カドミウム等の溶
融金属相を下部に有し、上部に溶融塩相を有する電解槽
を上記溶融金属相を共通にして２槽に分割し、一方の槽
で使用済金属燃料の陽極溶解を行ない、他方の槽で使用
済金属燃料に含まれる燃料成分を溶融塩相中に配置され
た陰極に電解析出させて回収する溶融塩電解精製装置に
おいて、前記陽極溶解を行なう側の電解槽の外壁に放熱
フィンを設けたものである。
融金属相を下部に有し、上部に溶融塩相を有する電解槽
を上記溶融金属相を共通にして２槽に分割し、一方の槽
で使用済金属燃料の陽極溶解を行ない、他方の槽で使用
済金属燃料に含まれる燃料成分を溶融塩相中に配置され
た陰極に電解析出させて回収する溶融塩電解精製装置に
おいて、前記陽極溶解を行なう側の電解槽の外壁に放熱
フィンを設けたものである。
（作 用）
本発明においては、陽極溶解を行なう側の電解槽の外壁
に放熱フィンを設けることにより、陽極溶解を行なう溶
融塩相で発生する崩壊熱を放熱フィンによって除去する
ことができ、溶融塩相の温度上昇を防止することができ
る。
に放熱フィンを設けることにより、陽極溶解を行なう溶
融塩相で発生する崩壊熱を放熱フィンによって除去する
ことができ、溶融塩相の温度上昇を防止することができ
る。
（実施例）
以下、図面を参照して本発明の詳細な説明する。
第１図は本発明の一実施例を示し、図中１は電解槽、２
は溶融金属、３Ａ、３Ｂは溶融塩電解質、４は隔壁、５
は使用済金属燃料片、６はかご状容器、７は陰極、８は
断熱材、９Ａ、９Ｂはヒータ、１０は攪拌装置、１１．
１．２はスイッチであり、これらは第４図に示したもの
と同一のものである。
は溶融金属、３Ａ、３Ｂは溶融塩電解質、４は隔壁、５
は使用済金属燃料片、６はかご状容器、７は陰極、８は
断熱材、９Ａ、９Ｂはヒータ、１０は攪拌装置、１１．
１．２はスイッチであり、これらは第４図に示したもの
と同一のものである。
また、１３は崩壊熱を除去するための放熱フィンであり
、この放熱フィン１３は陽極溶解を行なう側つまり溶融
塩電解質３Ａ側の電解槽１の外壁上部に設けられている
。
、この放熱フィン１３は陽極溶解を行なう側つまり溶融
塩電解質３Ａ側の電解槽１の外壁上部に設けられている
。
このように構成される溶融塩電解精製装置では、前述し
た如く陽極溶解を行なう溶融塩電化質３Ａにセシウム等
の崩壊熱を多量に発生する核分裂生成物が蓄積され、崩
壊熱によって溶融塩電化質３Ａの温度が上昇するが、溶
融塩電化質３Ａに発生した崩壊熱は放熱フィン１３によ
って外部へ放熱されるため、溶融塩電化質３Ａの温度上
昇を防止することができる。
た如く陽極溶解を行なう溶融塩電化質３Ａにセシウム等
の崩壊熱を多量に発生する核分裂生成物が蓄積され、崩
壊熱によって溶融塩電化質３Ａの温度が上昇するが、溶
融塩電化質３Ａに発生した崩壊熱は放熱フィン１３によ
って外部へ放熱されるため、溶融塩電化質３Ａの温度上
昇を防止することができる。
なお、このとき放熱フィン１３の放熱能力と初期の加熱
に必要な加熱量との和がヒータ９Ａの容量となるように
しておけば、ヒータ９Ａのオンオフ制御によって溶融塩
電化質３Ａの温度を所定温度に保つことができる。
に必要な加熱量との和がヒータ９Ａの容量となるように
しておけば、ヒータ９Ａのオンオフ制御によって溶融塩
電化質３Ａの温度を所定温度に保つことができる。
次に本発明の他の実施例を第２図および第３図に示す。
この実施例では溶融塩電解質３Ａおよび溶融塩電解質３
Ｂを同心円状に配置したものであり、外側の溶融塩電解
質３Ａには複数のかご状容器６が、また内側の溶融塩電
解質３Ｂには複数の陰極７がそれぞれ配置されている。
Ｂを同心円状に配置したものであり、外側の溶融塩電解
質３Ａには複数のかご状容器６が、また内側の溶融塩電
解質３Ｂには複数の陰極７がそれぞれ配置されている。
そして、電解槽１の外周壁にはヒータ９と放熱フィン１
３が設けられ、これらのヒータ９および放熱フィン１３
によって溶融塩電化質３Ａの温度を所定温度に保つ構造
となっている。なお、電解槽１の上部にはかご状容器６
および陰極７を出し入れするための出入れ装置１４と移
送キャスク１５が配置されている。
３が設けられ、これらのヒータ９および放熱フィン１３
によって溶融塩電化質３Ａの温度を所定温度に保つ構造
となっている。なお、電解槽１の上部にはかご状容器６
および陰極７を出し入れするための出入れ装置１４と移
送キャスク１５が配置されている。
［発明の効果］
以上説明したよう１と本発明によれば、陽極溶解を行な
う溶融塩電解質に発生した崩壊熱を放熱フィンによって
外部へ放熱できるため、溶融塩電解質の温度上昇を防止
することができる。従って、強制対流方式等の冷却装置
を用いることなく陽極溶解を行なう溶融塩相の温度上昇
を防止でき、使用済金属燃料の再処理運転を長時間継続
して行なうことができる。
う溶融塩電解質に発生した崩壊熱を放熱フィンによって
外部へ放熱できるため、溶融塩電解質の温度上昇を防止
することができる。従って、強制対流方式等の冷却装置
を用いることなく陽極溶解を行なう溶融塩相の温度上昇
を防止でき、使用済金属燃料の再処理運転を長時間継続
して行なうことができる。
第１図は本発明の一実施例を示す溶融塩電解精製装置の
断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す溶融塩電解
精製装置の平面図、第３図は第２図のＤ−Ｄ線に沿った
矢視断面図、第４図は従来の溶融塩電解精製装置の断面
図である。 １・・・電解槽、２・・・溶融金属、３Ａ、３Ｂ・・・
溶融塩電解質、４・・・隔壁、５・・・使用済金属燃料
片、６・・・かご状容器、７・・・陰極、８・・・断熱
材、９Ａ、９Ｂ・・・ヒータ、１０・・・攪拌装置、１
１．１２・・・スイッチ、１３・・・放熱フィン。
断面図、第２図は本発明の他の実施例を示す溶融塩電解
精製装置の平面図、第３図は第２図のＤ−Ｄ線に沿った
矢視断面図、第４図は従来の溶融塩電解精製装置の断面
図である。 １・・・電解槽、２・・・溶融金属、３Ａ、３Ｂ・・・
溶融塩電解質、４・・・隔壁、５・・・使用済金属燃料
片、６・・・かご状容器、７・・・陰極、８・・・断熱
材、９Ａ、９Ｂ・・・ヒータ、１０・・・攪拌装置、１
１．１２・・・スイッチ、１３・・・放熱フィン。
Claims (1)
- カドミウム等の溶融金属相を下部に有し、上部に溶融塩
相を有する電解槽を上記溶融金属相を共通にして２槽に
分割し、一方の槽で使用済金属燃料の陽極溶解を行ない
、他方の槽で使用済金属燃料に含まれる燃料成分を溶融
塩相中に配置された陰極に電解析出させて回収する溶融
塩電解精製装置において、前記陽極溶解を行なう側の電
解槽の外壁に放熱フィンを設けたことを特徴とする溶融
塩電解精製装置。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209674A JPH0373899A (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 溶融塩電解精製装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| JP1209674A JPH0373899A (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 溶融塩電解精製装置 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| JPH0373899A true JPH0373899A (ja) | 1991-03-28 |
Family
ID=16576732
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| JP1209674A Pending JPH0373899A (ja) | 1989-08-15 | 1989-08-15 | 溶融塩電解精製装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| JP (1) | JPH0373899A (ja) |
Cited By (8)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0375597A (ja) * | 1989-08-17 | 1991-03-29 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 溶融塩電解精製装置 |
| US6689260B1 (en) * | 2001-08-29 | 2004-02-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Nuclear fuel electrorefiner |
| JP2008297627A (ja) * | 2007-06-04 | 2008-12-11 | Korea Atomic Energy Research Inst | 金属ウラニウムの連続式電解精錬装置 |
| JP2009235552A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | I'msep Co Ltd | 金属回収装置及び方法 |
| JP2011058015A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Toyo Tanso Kk | 電解装置 |
| JP2013019057A (ja) * | 2012-11-02 | 2013-01-31 | I'msep Co Ltd | 金属回収装置 |
| KR101723553B1 (ko) * | 2015-11-24 | 2017-04-05 | 한국원자력연구원 | 금속산화물의 전해환원 장치 및 방법 |
| JP2019039047A (ja) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | 株式会社東芝 | Ｚｒ含有混合物の電解回収方法及びＺｒ含有混合物の電解回収装置 |
-
1989
- 1989-08-15 JP JP1209674A patent/JPH0373899A/ja active Pending
Cited By (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| JPH0375597A (ja) * | 1989-08-17 | 1991-03-29 | Central Res Inst Of Electric Power Ind | 溶融塩電解精製装置 |
| US6689260B1 (en) * | 2001-08-29 | 2004-02-10 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Nuclear fuel electrorefiner |
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| JP4579952B2 (ja) * | 2007-06-04 | 2010-11-10 | 韓国原子力研究院 | 金属ウラニウムの連続式電解精錬装置 |
| JP2009235552A (ja) * | 2008-03-28 | 2009-10-15 | I'msep Co Ltd | 金属回収装置及び方法 |
| JP2011058015A (ja) * | 2009-09-07 | 2011-03-24 | Toyo Tanso Kk | 電解装置 |
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| KR101723553B1 (ko) * | 2015-11-24 | 2017-04-05 | 한국원자력연구원 | 금속산화물의 전해환원 장치 및 방법 |
| JP2019039047A (ja) * | 2017-08-25 | 2019-03-14 | 株式会社東芝 | Ｚｒ含有混合物の電解回収方法及びＺｒ含有混合物の電解回収装置 |
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