JPS586494A - 塩基性水性流出液の処理方法 - Google Patents

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。

Description

【発明の詳細な説明】 （発明の背景） 本発明はプル）＝ラムおよび場合によってはウラニウム
を含有する塩基性流出液の処理方法に関し、特に照射さ
れた核燃料の再生のための装置内で使用される有機溶媒
のアルカリ洗浄によって得られる水性流出液の処理に用
いることができる。

照射された核燃料の再生のための装置内で、有機溶媒は
通常その照射された燃料を溶解させるためにプル）ニウ
ムおよびウラニウムを硝酸溶液から抽出するのに使用さ
れる。有機溶媒中のこの抽出段階に続いて、ウラニウム
とプルトニウムが水性溶液中の選択的再抽出によって回
収される。有機溶媒は次いでそれをウラニウムおよびプ
ルトニウム抽出段階中に再循環する前にそれを精製およ
び浄化するために処理される。

一般に、上記溶媒の精製処理は、例えば炭酸すトリウム
溶液によって実施されるアルカリ洗浄段階から成る。溶
媒がトリブチルフォスフェートであるときは、炭酸ナト
リウム溶液を用いるアルカリ洗浄段階は、一方では水性
溶液中でジグチルフォスフォリツクアシッド（（ＤＢＰ
”−Ｈ＋）　）　（これはトリブチルフォスフェートの
主要な分解生成物である。）を抽出することを可能にし
、他方では炭酸イオンの錯体形成特性のために、水溶液
中に重金属イオンおよび特にウラニウム、ジルコニウム
および特にプルｌ−ニウムを保持する。

このようにして、アルカリ洗浄段階の終りに放射性流出
液が得られ、これは溶液中に痕跡量のプルトニウムおよ
びウラニウムを含有する。これらの放射性流出液を良好
な条件下で引きつづいて処理することを保証するために
、このよ５Ｋして処理すべき流出液の容積を減少させる
ために該放射性流出液を蒸発により【濃縮することが好
ましい。

しかしながら、この屋の流出液を大気圧で蒸発によって
濃縮することは大きな不利益をこうむる。

蒸発の間、部分的な、しかし比較的大きなプルトニウム
の沈澱（約５０−）が生じる（プル）ニラ＾は最初は溶
解していた。）。この沈澱は、蒸発器、および濃縮され
た流出液の貯蔵および移送のりａ／）の手段の両方にお
ける臨界量のプルトニウムの堆積の可能性のためにむし
ろ危険である。

（発鳴の要約） 本発明はプルトニウムおよび場合によってはウラニウム
を含有する塩基性水性流出液の処理方法に関し、特にこ
れらの流出液の容積を減少させることを可能にし、同時
にプル）＝ラムの沈澱を防止する方法に関する。

それ故、本発明に従って該流出液は減圧下で。

プルトニウム沈澱の生成が妨げられるような温度で蒸発
させることＫよって濃縮される。

有利には、蒸発は８０Ｃ以下、例えば５０〜８０Ｃの温
度で行なわれる。

本発明に従って減圧下で加熱するととＫより該流出液を
濃縮することによって、蒸発が行なわれ、同時にプル）
＝ラム沈澱の生成を防止するように、皺溶液の温度を制
限することができる。

それ故、炭酸塩媒体中で異なるプルトニウム溶液につい
て行なわれた実験は、蒸発の間のプルトニウム沈澱が該
溶液の飽和の結果として生じるのではなく、実際上この
蒸発をもたらすのに使用される温度の効果に起因し【い
ることを示した。

次の表２の結果に示されているように１周囲温度での炭
酸塩溶液中のプル）＝ラムの溶解度は、大気圧下での蒸
発によって濃縮された塩基性水性流出液中で達成され得
るプルトニウム濃度よりもかなり高い。

さらに、プルトニウム溶液を炭酸塩媒体中で。

異なる温度で、前もって決められた期間加熱することに
よって行なわれた実験は、プルトニウムの沈澱が主とし
て温度に左右されることを示した。

これらの実験の結果は２つの溶液（溶液Ｉおよび溶液１
）Ｋ対して表２に示され、溶液Ｉは最初のＮａＨＯＯｓ
含量０．４Ｍを有し、２時間の開缶温度に上昇せしめら
れ、そして溶液■は最初のＮａＨＧＯｓ含量α４Ｍおよ
びＮａ　２Ｇｏ　ｓ含量［１，４４Ｍを有し。

４時間各温度に加熱された。

それ故、炭酸塩媒体中のプル）＝ラムの溶解度は、温度
が９ＤＣに達するときにかなり減少するが、これはおそ
らく温度の上昇が加水分解によるその炭酸塩錯体からの
プル）＝ラムの移動を促進する事実に起因し【いる。さ
らに、こうして形成されたプルトニウム沈澱の溶解速度
は、炭酸塩溶液中で冷却されると非常にゆっくりし【い
る。このことは沈澱したプル）＝ラムの再溶解を保証す
ることを不可能にする。

それ故、本発明に従って、蒸発の間使用される温度を制
限することによって、プルトニウムの沈澱を防止しなが
ら濃縮したプルトニウム溶液に至らしめることができる
。

本発明の方法は特に炭酸ナトリウムおよび場合によって
は炭酸水素ナトリウムおよび硝酸ナトリウムを含有する
水性流出液の処理に適用することができる。

本発ｇＡＫ従つ【、蒸発は有利には減圧下で、該溶液を
少なくとも６の流出液濃縮ファクターが得られるような
期間加熱するととＫよっ【行なわれる。

本発明の他の利益および特徴は以下の非限定的な例から
集めることができる。

例　　　　１ この例は次の組成を有する塩基性水性流出液の処理に関
する。

（ＮＯ−）−０，１Ｍ、　（Ｐｕ）＝８５Ｍｇ／１．（
Ｕ）＝ｔＱ５ｊ！Ｒ−（ＤＢＰ”−）＝１？／／−” これらの流出液は５８Ｇの温度で、６ス５００Ｐａの圧
力下で操作することによって濃縮され、蒸発は異なる濃
縮ファクターが得られるまで続行される。

缶々の場合、ウラニウムとプルトニウムの量が測定され
るが、これらは沈澱および溶液の形である。

得られた結果は表５ＶＣ示されている。それによると、
濃縮ファクター６に対してはプルトニウムの沈澱が生じ
ない。濃縮ファクターが実質的に６に等しい場合には、
ＩＩＩＩＪｌｉ！された溶液の組成ははば次のとおりで
ある。

（Ｐｕ）＝α５６ｔ／１．ｃυ）　＝　＆４　ｔ／ｌ−
”、　（ＤＢＰ−）　＝６Ｐ／Ｉ　　、（Ｎａ　）＝３
Ｍ 最後に、蒸発が、濃縮ファクター８が得られるまで続け
られるときは、沈澱したプル）＝ラムの量は全プルトニ
ウムの約１−に相当するＫすぎな−１゜ 例　　　２ この例は次の組成を有する塩基性水性流出液の処理に関
する。

０１０−）＝１２Ｍ、（Ｐｕ）−α５７ｈｐ／ｌ　　、
（Ｕ）＝１８７ｔ／ｒ　。

（ＤＢＰ　）＝　１Ｏｆ−／ｌ−” この溶液は蒸発により濃縮され、その間７０．８７５Ｐ
ａの圧力および６０Ｃの温度で操作される。蒸発は２〜
８の濃縮ファクターが得られるまで続けられる。

これらの異なる濃縮ファクターに対し【、沈澱および溶
液の形で存在するプル）＝ラムおよびつ２ニクム含量が
測定される。得られた結果は表４に示されている。それ
Ｋよると、プルトニウムの沈澱を生成することなく濃縮
ファクター６に到達できることが判る。

濃縮ファクター６に相当するｆ＃液の濃度はほぼ次のと
おりである。

（Ｐｕ）＝２．２１１＆／ｊ　　、（ＬＪ）＝５３）／
ｊ　　、（ＤＢＰ−）＝６０ｔ／ｊ　　−［Ｎａ”　）
＝３Ｍ 上述したように、濃縮ファクター８に対しては、沈澱し
たプルトニウムの量は全プルトニウムの約１−にすぎな
い。

例　　　　に の例は、シラノ・チェーン（Ｏｙｒａｎｏ　ｃｈａｉｎ
）内のＰＷＲ型（Ｂｏｒｓθ１１ｅ）の核燃料の実験的
な再生処理の関に得られた塩基性流出液の処理に関する
。

これらの流出液は次の組成を有する。

（Ｎａ　）＝ａ８ＳＭ　−（ＣＯ”〕＝（１１６３Ｍ　
、　（Ｈ（Ｘ）　−）＝ＣＬＯ４５Ｍ−３ （ＮＯ−３＝０．５．（Ｕ）＝ｔ５２）／ｊ　、（Ｐｕ
）＝８．０１１１’／ｊ　　。

（ＤＢＰ　）５６０１！ これらの流出液は１００μＣ１／！　　のβｙ活性を有
する。

これらの流出液を２つのバッチに分け、第１のバッチを
大気圧での蒸発により濃縮し、第２のバッチを減圧下で
の蒸発により７２，９００Ｐａの圧力および６２Ｃの温
度を用い′″０１に縮する。

第１のバッチに対しては％１〜６の濃縮ファクターが得
られるまで蒸発を続け、−力落２のノ之ツテに対しては
１〜１２．の濃縮ファクターが得られるまで続ける。

上述したように、溶液のウラニウムおよびプルトニウム
含量並びに沈澱のウラニウムおよびシルトニウム含量を
測定する。第１および第２のバッチについて得られた結
果はそれぞれ表５および表６に示されている。それＫよ
ると、大気圧下で操作するときは、プルトニウムの沈澱
はどんな濃縮ファクターでも生成し、全プルトニウムの
４０〜５０％に影響を及ぼす。

しかしながら、蒸発が減圧下で行なわれるときは、濃縮
ファクターが８に達するまでプルトニウムの沈澱は生成
しない。濃縮ファクター８に該当する濃縮溶液の組成は
ほぼ次のとおりであることが指摘される。

（Ｐｕ　）　＝８３呪々　、〔υ）＝１２）／７　　、
（ＤＢＰ−）＝０．４１’ｊ　−ＣＮａ　）＝＆９Ｍ そのβｙ活性は０．８ＷｈＧｉ／ｌ　　である。

濃縮ファクターが１０に達するときは、わずかな沈澱が
生成する。しかし、測定の精度を考慮すれば賦沈澱はプ
ルトニウムを含有していない。最後に、濃縮ファクター
１２に対し【は、生成した沈澱は全プルトニウムの６ｔ
ｓを含有すムそれ故、本発明に従って該流出液を減圧下
および８０Ｃ以下の温度で蒸発させることＫより【濃縮
することは、これらの流出液を少なくとも６の濃縮ファ
クターが得られるまで、プルトニウムの沈澱を生成する
ことなく濃縮することを可能にする。

沈澱が生成するのはおそらく該醍液のウラニウム飽和に
起因するものであり、ウラニウム元素がおそらくその沈
澱中にプル）ニウムを同伴するためであろう。

表　　　　２ 溶液Ｉ一時間＝２時間 Ｔ　　　　　２０Ｃ５０Ｃ６０Ｃ７０Ｃ可溶性Ｐｕ　　
　　９５　　９１．９　　９６．２　　９１．７号４−
１ チ沈澱したＰｕ　　　　０　　　０　　　　０　　　　
０溶液■一時間：４時間 Ｔ’　　　　２０Ｃ５０Ｃ６０Ｃ７０Ｃ可溶性Ｐｕ　　
　５．４８　　５．４２　　５．４９　　５．４３ｔ／
ｌ−” チ沈澱り、りＰｕ　　　０　　　　０　　　　０　　　
　０８０Ｃ９０Ｃ９５ＣｊｏＯｔｌ： ９３．７　　　８４．７　　　５６．０　　　２．３０
　　　　１１　　　　４１　　　　９７．６８０Ｃ９０
Ｕ　　　９５Ｃ１００Ｃ ５，１８４，６６３，４９０，０８５ ５，５１５３６９８，４ 表　　　６ 濃縮ファクター　　　　　　１−２ 可溶性Ｐｕ　Ｗ／ｌ−”　　　　　８５　　　　１８５
チ　沈澱したＰｕ　　　　　　　０　　　　　０１ 溶解したＵ　　）／ｌ　　　　　１．０３　　　　２．
２−沈澱した　Ｕ　　　　　　　０　　　　　０全煮沸
時間　　０２時間２０分７ 表　　　４ 濃縮ファクター　　　　　　１−２ １ 可溶性Ｐｕ　Ｗ／ｌ　　　　　Ｏ，３７０，７１チ　沈
澱したＰｕ　　　　　　０　　　　　０１ 溶解したＵＶＩ　　　　　１．８７　　　−チ沈澱した
Ｕ　　　　　　０　　　　０全煮沸時間　　０２時間１
０分ニ ー４　　　　　　　−６　　　　　　　−８３７５　　
　　　　５４６　　　　　　７６５０　　　　　　　　
０　　　　　１．０２３．６　　　　　　　６．４　　
　　　８．８＝０　　　　　　　　０　　　　　　１．
６時間５分　１２時間２０分　１７時間４０分−４−６
−８ １，０７１，５７５１，４９５ ００１゜０２ −　　　　　　　　　−　　　　　７．２５０　　　　
　　０　　　　７．６ ｒ時間１０分　１６時間１０分　２１時間１ｏ分表　　
　５ 濃縮ファクター　　　　　１　　　　−２　　　　　　
−４可溶性Ｐｕ　Ｎｉ／Ｉｔ　　　　８．０　　　７．
７５　　　　　１？、１チ沈ａｔ、たＰｕ　　　　　０
　　　４７　　　　　４４１ 溶解したＵ□ｌ　　　　１．５２　　２．８０　　　　
５．８３−沈澱したＵ　　　　　Ｏ−− 全煮沸時間　　０　６時間３０分　１９時間表　　　６ 濃縮ファクター　　　　１　　　　−２　　　　　−４
１ 可溶性Ｐｕ　ＩＱ／ｌ　　　　　８　　　　１３．９　
　　　　３１係　沈澱したＰｕ　　　　　ｏ　　　　　
　ｏ　　　　　　　。

１ 溶解ＬりＵ　Ｖｌｌ　　　　１．５２　　　３．０　　
　　６．２慢沈澱したＵ　　　　０　　　０　　　　　
０全煮　潜時間　　０　　２時間２０分　　７時間２９
．３ ４１．８ ９．８ ３２時間５０分 −６−８−１０−１２ ４５，６６１，５８３，３９８，４ ０００６，４ ９，４１２，１１５，９１８，８ ００〇　　　　　　−

Claims (1)

1. 【特許請求の範囲】 （１，）　　プルトニウムおよび場合によってはウラニ
   ウムを溶解された形で含有する塩基性水性流出液の処理
   方法において、該流出液を減圧下で、プルトニウムの沈
   澱が避けられるような温度で蒸発させることによって濃
   縮することを特徴とする方法。 （２）流出液を８０Ｃ以下の温度で蒸発させることを特
   徴とする特許請求の範囲（１１記載の方法。 （３）流出液が炭酸ナトリウムを含有することを特徴と
   する特許請求の範囲（１）または（２）記載の方丸（４
   ）流出液が炭酸水素ナトリウムを含有することを特徴と
   する特許請求の範囲（１）または（２１記載の方法。 （５）流出液が硝酸ナトリウムを含有することを特徴と
   する特許請求の範囲（１）または（２）記載の方法。 （６）　　減圧下で煮沸することによって行なわれる蒸
   発が、検出し得るプルトニウム沈澱を生成することなく
   、少なくとも６の濃縮ファクターに到達するのを可能に
   することを特徴とする特許請求の範１１（１）記載の方
   法。