JPS5923299A - 放射性金属廃棄物の減容・除染処理法 - Google Patents
放射性金属廃棄物の減容・除染処理法Info
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- JPS5923299A JPS5923299A JP13252282A JP13252282A JPS5923299A JP S5923299 A JPS5923299 A JP S5923299A JP 13252282 A JP13252282 A JP 13252282A JP 13252282 A JP13252282 A JP 13252282A JP S5923299 A JPS5923299 A JP S5923299A
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- slag
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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】
本発明は、使用7バみのジルカロイ製燃料被覆管を主体
とする放射性金属廃莱物を、エレクトロスラフri’J
t、’+!II法によつ−C減容・除染処(]jする
方法に関するものである。
とする放射性金属廃莱物を、エレクトロスラフri’J
t、’+!II法によつ−C減容・除染処(]jする
方法に関するものである。
原子力応用技術の進歩に伴って放8.1性金属廃棄物の
排出JAは甘すます増大する傾向が見られ、この傾向は
再処刑設備の前処理王権で生じる剪断溶解後の使用済み
ジルカロイ製燃料被覆管や燃料集合体の上下端末11f
li材、スペーサ、スプリング等の高放射能レベル金属
ルに乗物(以下ハル等と言う)についても例外ではない
。殊にハル等には、未燃焼の燃料が何着して卦シ且つそ
の中に半減期の非常に長い放射化生成物が相当血合まれ
ていること、及びハルの主要1+’&成材であるジルカ
ロイが自然発火性を有している等の功1山から、その取
扱い及び貯蔵には紬・口の注意をはらう必要がある。そ
して現在行なわれている貯蔵法は、ハル等を密封容器に
収納し水槽中に浸漬しておく方法が最も一般的であるが
、ハル等の発生類は高放射性廃棄旦よりも多く、廃棄処
理量の増加に伴って貯蔵場所の確保も困鑓な状況になっ
ている。この様なところからハル等の減容及び除染・安
定化技術の確立が強く要望されている。
排出JAは甘すます増大する傾向が見られ、この傾向は
再処刑設備の前処理王権で生じる剪断溶解後の使用済み
ジルカロイ製燃料被覆管や燃料集合体の上下端末11f
li材、スペーサ、スプリング等の高放射能レベル金属
ルに乗物(以下ハル等と言う)についても例外ではない
。殊にハル等には、未燃焼の燃料が何着して卦シ且つそ
の中に半減期の非常に長い放射化生成物が相当血合まれ
ていること、及びハルの主要1+’&成材であるジルカ
ロイが自然発火性を有している等の功1山から、その取
扱い及び貯蔵には紬・口の注意をはらう必要がある。そ
して現在行なわれている貯蔵法は、ハル等を密封容器に
収納し水槽中に浸漬しておく方法が最も一般的であるが
、ハル等の発生類は高放射性廃棄旦よりも多く、廃棄処
理量の増加に伴って貯蔵場所の確保も困鑓な状況になっ
ている。この様なところからハル等の減容及び除染・安
定化技術の確立が強く要望されている。
この様な要6Nに対処する為次の様な方法が提案されて
いる≠;、夫々併記する様な理由から実用化の域には達
して因ない。
いる≠;、夫々併記する様な理由から実用化の域には達
して因ない。
〔ハル等で消耗電極を作成し溶融する方法〕ジルカロイ
は一般にコンセル溶解で製造される為、ハル等の減容化
にもこの方法を利用し、ハル等で消耗箱:俺をfν成し
てこれをアーク4jjで溶融すイ、。しかしながらこの
方法では、コンクリートセル中で消耗↑1イ岨をf′目
11すすることが困y、lILであるので、iff /
i 3夾111化されるに至らなかった3、〔インダク
トスラグ法〕 米国の鉱111局が′r1スクヲップの溶解用として1
01発したインダクトスラグm解法をハル等の溶解に応
用したものであシ、ジルカロイ(■1点約1850’C
)をGo、Fe、pr i等と共に混合処理し共晶を作
ることによって溶鵬l晶度を低下させる方法も検討され
た。しかしながらインダクトヌワグ焔内におtする溶h
1反1.tWは固れ1−固イ1]反応である為共晶生成
連1(1″がM′i((、溶ト、倫温度のイ1(下及び
溶と、(力速度のバシ大というgi’+初の[」的を達
成することtまできなかった。。
は一般にコンセル溶解で製造される為、ハル等の減容化
にもこの方法を利用し、ハル等で消耗箱:俺をfν成し
てこれをアーク4jjで溶融すイ、。しかしながらこの
方法では、コンクリートセル中で消耗↑1イ岨をf′目
11すすることが困y、lILであるので、iff /
i 3夾111化されるに至らなかった3、〔インダク
トスラグ法〕 米国の鉱111局が′r1スクヲップの溶解用として1
01発したインダクトスラグm解法をハル等の溶解に応
用したものであシ、ジルカロイ(■1点約1850’C
)をGo、Fe、pr i等と共に混合処理し共晶を作
ることによって溶鵬l晶度を低下させる方法も検討され
た。しかしながらインダクトヌワグ焔内におtする溶h
1反1.tWは固れ1−固イ1]反応である為共晶生成
連1(1″がM′i((、溶ト、倫温度のイ1(下及び
溶と、(力速度のバシ大というgi’+初の[」的を達
成することtまできなかった。。
水出に’r、n人もかねでより放J2.t Kl;金属
指r4G’$aの溶融錫」)lj技ヤ・1:Iに1il
jするイilf究を511(めておシ、り′イ、にエレ
クトロスラグl谷融法を利用した減容化処地技術につい
て既に幾つかの出17+iを済捷せている(牛、シ願昭
565fi548りJ1同56−71194−リ、同5
6−71196号、同56−165050号)。
指r4G’$aの溶融錫」)lj技ヤ・1:Iに1il
jするイilf究を511(めておシ、り′イ、にエレ
クトロスラグl谷融法を利用した減容化処地技術につい
て既に幾つかの出17+iを済捷せている(牛、シ願昭
565fi548りJ1同56−71194−リ、同5
6−71196号、同56−165050号)。
本発明者等はこれらの溶融処理技術をハル等の減容・除
染に活用すぺ(研究を進めてきた。そしてまず前述の様
なハル等の成分構成がジルヵロイ二80〜95N量96
(より一般的には82〜92’JflJrk% )、S
US 804 : 5〜157]i1&t%、インコ
ネル:2〜5重量%の範囲に入るといり知見を得、更に
検討した結果、0)これらの混合物を一括溶融処理すれ
ば、ZrがFe、Ni、Cr等と共に低融点の共晶を生
成し、融点が大幅に低下すること、及び■エレクトロス
ラグ溶融法であれば溶融スラグ浴中でFe、INl、C
r停がZrと効率良く接触する為、共晶生成反応が短詩
n口で進行し、溶融9&理時間を大幅に短縮し得ること
、という感触を得た。
染に活用すぺ(研究を進めてきた。そしてまず前述の様
なハル等の成分構成がジルヵロイ二80〜95N量96
(より一般的には82〜92’JflJrk% )、S
US 804 : 5〜157]i1&t%、インコ
ネル:2〜5重量%の範囲に入るといり知見を得、更に
検討した結果、0)これらの混合物を一括溶融処理すれ
ば、ZrがFe、Ni、Cr等と共に低融点の共晶を生
成し、融点が大幅に低下すること、及び■エレクトロス
ラグ溶融法であれば溶融スラグ浴中でFe、INl、C
r停がZrと効率良く接触する為、共晶生成反応が短詩
n口で進行し、溶融9&理時間を大幅に短縮し得ること
、という感触を得た。
本発明はこうした研究結果に基づいて完成されたもので
あって、その構成は、使用済みのジルカロイ製燃料彼覆
管を主体とし、ZrH3Q〜95重!L%、Fe、Ni
、Crよシなる群から選択される金属の1種以上:5〜
20rl[%を含有する放射1生イ1に腐り光果物を、
エレクトロスラグ浴I1価法に上って減容・ト;1)最
熱))1!するところに要゛目′が存在する91 使用6鴨護料IQ位管の索イ才はジルカロイ−4やジル
カロイ−2辱のジルコニウム合金で、融点は約185
(1’Cである。従ってこれをそのま甘で溶融錫Jll
+する為にはスラグ浴温度を1900 ’Cに保つ必+
JUがあシ、多大の電力を要する。しかも放射性物質を
取扱う装置6においては、健全無欠の安全慴二を11′
乍保しなければならないという要へ青を踏まえて考える
と、1900’C程度の高温でfiマJ(↓1すること
Vまイ目当困91[である。
あって、その構成は、使用済みのジルカロイ製燃料彼覆
管を主体とし、ZrH3Q〜95重!L%、Fe、Ni
、Crよシなる群から選択される金属の1種以上:5〜
20rl[%を含有する放射1生イ1に腐り光果物を、
エレクトロスラグ浴I1価法に上って減容・ト;1)最
熱))1!するところに要゛目′が存在する91 使用6鴨護料IQ位管の索イ才はジルカロイ−4やジル
カロイ−2辱のジルコニウム合金で、融点は約185
(1’Cである。従ってこれをそのま甘で溶融錫Jll
+する為にはスラグ浴温度を1900 ’Cに保つ必+
JUがあシ、多大の電力を要する。しかも放射性物質を
取扱う装置6においては、健全無欠の安全慴二を11′
乍保しなければならないという要へ青を踏まえて考える
と、1900’C程度の高温でfiマJ(↓1すること
Vまイ目当困91[である。
こ)しに対しジルカロイの主成分であるzrは、第1〜
8図の状17す図に示す様にp 6、Ni、Crと共晶
をf′[り融点が大幅に低下する。一方ハル等には、使
用済み燃料:tJJI覆管の他ステンレス!flu ア
ルbはインコネル製の上下mAl末部JJやスプリング
、スペーサRI力5台土れており、その一般的な成分組
従ってハル等をそのままで溶融処理すれば、その中に含
寸れるZrはFe、Nl、Cr等と共晶を生成して低融
点化合物となるので、溶融処理炉の熱管理が極めて容易
になる。但し従来のインダクトスラグ溶融法では、ジル
カロイと5US−804やインコネルを固形状で接触さ
せる固相−固相の共晶生成反応とならざるを得す、溶融
に長時間を要する。しかしながらエレクトロスラグ溶融
法であれば、5溶崩スヲグ浴中でZr成分とpe、Ni
、Crよりなる共晶生成4分が固相一液相で接触するの
で溶融速度が大幅に高まシ、共晶が低融点であることと
もA目まって溶融処理を比較的低温で短詩nuに済ませ
ることができる。しかもこの溶融処刑工程で、ハル等の
中に含まれる汚染成分は共晶生成物から分離してスラグ
層へ移行し補足されるので、溶融生成分の汚染度も大幅
に低減し、結局減容と除染を同時に行なうことができる
。
8図の状17す図に示す様にp 6、Ni、Crと共晶
をf′[り融点が大幅に低下する。一方ハル等には、使
用済み燃料:tJJI覆管の他ステンレス!flu ア
ルbはインコネル製の上下mAl末部JJやスプリング
、スペーサRI力5台土れており、その一般的な成分組
従ってハル等をそのままで溶融処理すれば、その中に含
寸れるZrはFe、Nl、Cr等と共晶を生成して低融
点化合物となるので、溶融処理炉の熱管理が極めて容易
になる。但し従来のインダクトスラグ溶融法では、ジル
カロイと5US−804やインコネルを固形状で接触さ
せる固相−固相の共晶生成反応とならざるを得す、溶融
に長時間を要する。しかしながらエレクトロスラグ溶融
法であれば、5溶崩スヲグ浴中でZr成分とpe、Ni
、Crよりなる共晶生成4分が固相一液相で接触するの
で溶融速度が大幅に高まシ、共晶が低融点であることと
もA目まって溶融処理を比較的低温で短詩nuに済ませ
ることができる。しかもこの溶融処刑工程で、ハル等の
中に含まれる汚染成分は共晶生成物から分離してスラグ
層へ移行し補足されるので、溶融生成分の汚染度も大幅
に低減し、結局減容と除染を同時に行なうことができる
。
工l/クトロスラクrd箭処即の具体的な方法は、本1
.11 A+!l’1人らが先に提案した特願昭5G−
56548号、同56 71194−号、同56−71
196号、同56 165050号等に示した方法、あ
るいはそiシらの改告方法等を適宜採用すれ1・疋よい
が、代表的なものを例示すれば次の通りである4、即ち
第41ン)において1は鋳型、2はカバー、Sは原料装
入月Jゲ月II′トバク゛ツト、4は′)!イ極を示し
、以下の手順によってハル晴の溶融処理をイ1なう。
.11 A+!l’1人らが先に提案した特願昭5G−
56548号、同56 71194−号、同56−71
196号、同56 165050号等に示した方法、あ
るいはそiシらの改告方法等を適宜採用すれ1・疋よい
が、代表的なものを例示すれば次の通りである4、即ち
第41ン)において1は鋳型、2はカバー、Sは原料装
入月Jゲ月II′トバク゛ツト、4は′)!イ極を示し
、以下の手順によってハル晴の溶融処理をイ1なう。
〔l〕パケット;(を用いて鋳型1内−・粉末スラグを
装入し、11+’、17m4を降下させてスラグを溶品
・hする。
装入し、11+’、17m4を降下させてスラグを溶品
・hする。
スラグの種類は特に制御服されないが、最も一般的なの
はt1ン化物糸スワグ及び/又d、弗化)自系スラグで
あシ、ハル等の成分組成(生成する共晶の?、Kll
、ψ)に応じて、この温J長よシも若ゴ乞・涌い1品度
でm−1勧する様に調等表する。
はt1ン化物糸スワグ及び/又d、弗化)自系スラグで
あシ、ハル等の成分組成(生成する共晶の?、Kll
、ψ)に応じて、この温J長よシも若ゴ乞・涌い1品度
でm−1勧する様に調等表する。
またスラグのA: i、Q山スタート法としては、(j
パパ丁型lと電盤の’t((: li鷺4の聞でアーク
を発生させ、そのアーク熱によってスラグの溶融を開始
させる定盤アーク法、あるいは、■7.−Jグ中にCa
−8i叉はCa−A1等を混入しておき、通?iJ、時
の熱でこれらを燃焼させてそのときの燃焼熱によりスラ
グのm f、’jAを開始させるca−si法やCa−
Al法等が賞月される。
パパ丁型lと電盤の’t((: li鷺4の聞でアーク
を発生させ、そのアーク熱によってスラグの溶融を開始
させる定盤アーク法、あるいは、■7.−Jグ中にCa
−8i叉はCa−A1等を混入しておき、通?iJ、時
の熱でこれらを燃焼させてそのときの燃焼熱によりスラ
グのm f、’jAを開始させるca−si法やCa−
Al法等が賞月される。
〔ねスラグが溶融した後、一旦電(枳4を上方へ退避さ
せた後(あるいd、退](1(させることな()、パケ
ット8によりハル等(適当な大きさに切1[したもの)
を装入し、1ば(1鍬4を溶融スラグ浴に突込んで通電
することによυジュール熱でハル等を溶融させる。この
場合、ハル等は比重差で溶融スラグ浴の下に沈降してお
シ、全体が熱i19、体たるスラグ浴につつ寸れている
ので熱伝達は極めて効率的に進行する。そしてこの熱で
オずSUSやインコネルが溶融した後、未溶融のジルカ
ロイとlぽ相−同和接触して共晶反応が進行するので、
共晶反応も迅速に進行する。
せた後(あるいd、退](1(させることな()、パケ
ット8によりハル等(適当な大きさに切1[したもの)
を装入し、1ば(1鍬4を溶融スラグ浴に突込んで通電
することによυジュール熱でハル等を溶融させる。この
場合、ハル等は比重差で溶融スラグ浴の下に沈降してお
シ、全体が熱i19、体たるスラグ浴につつ寸れている
ので熱伝達は極めて効率的に進行する。そしてこの熱で
オずSUSやインコネルが溶融した後、未溶融のジルカ
ロイとlぽ相−同和接触して共晶反応が進行するので、
共晶反応も迅速に進行する。
この場合、(fI融ススラに対して大〕1蚤のハル傅τ
を一度に装入すると、ハル等の熱吸収によつでスラグl
晶度が降下して凝固することがあるので、大抵のハル等
を処理する場合(よ数回に分割して装入するのがよい。
を一度に装入すると、ハル等の熱吸収によつでスラグl
晶度が降下して凝固することがあるので、大抵のハル等
を処理する場合(よ数回に分割して装入するのがよい。
〔8〕ハル等の溶17独が冗了し/ヒ後は、電極4を上
方に退ノi!Nさぜた後鋳型1を冷却し、処理物を凝固
させた後、30型1から脱型する。
方に退ノi!Nさぜた後鋳型1を冷却し、処理物を凝固
させた後、30型1から脱型する。
かぐしてハル¥、1;は減容化さitたM<’i塊とし
て得られると共に、汚くイ!成分の殆んどは糾問スラグ
に補足されるので、その後の取扱いが副めて容易になる
。
て得られると共に、汚くイ!成分の殆んどは糾問スラグ
に補足されるので、その後の取扱いが副めて容易になる
。
本発明ばl!’(、略以上の様に構成されるが、要はハ
ル等がジルカロイと共に適昆のS U Sやインコネル
を含んでいるという状況をた(みに生かし、共晶による
f;’I’l1点降下を利用して溶?、’+lIl処J
]目品度を低下さぜると共に、エレクトロスラグ濱−J
独法を利用することによって共晶反応が液相−同和接触
のもとですみやかに進行する様にしたから、その減容比
熱Jliの作業性及び効率を大幅に高めることができた
。しかも7.rとFo、Ni、Cr醇の共晶組成は+i
当当節範囲亘っているので、ハル等の構成比率が若干変
動しても処理工程及び処理効率の変動は殆んど起こらず
、工程管理及びその標準化が容易になる。加えてハル等
の汚染成分はスラグに補足されるので、その後の取扱い
及び貯蔵時の安全性も向上する等、現実に即した多くの
利益を享受することができる。
ル等がジルカロイと共に適昆のS U Sやインコネル
を含んでいるという状況をた(みに生かし、共晶による
f;’I’l1点降下を利用して溶?、’+lIl処J
]目品度を低下さぜると共に、エレクトロスラグ濱−J
独法を利用することによって共晶反応が液相−同和接触
のもとですみやかに進行する様にしたから、その減容比
熱Jliの作業性及び効率を大幅に高めることができた
。しかも7.rとFo、Ni、Cr醇の共晶組成は+i
当当節範囲亘っているので、ハル等の構成比率が若干変
動しても処理工程及び処理効率の変動は殆んど起こらず
、工程管理及びその標準化が容易になる。加えてハル等
の汚染成分はスラグに補足されるので、その後の取扱い
及び貯蔵時の安全性も向上する等、現実に即した多くの
利益を享受することができる。
第1〜8図はZrとF6%Hi及びcrとの混合系の状
態図を示したもの、第4図は本発明の実施例を示す説明
図である。 1・・・鋳型 2・・・カバー8・・・昇降
パケット 4・・・?fl: 47th出願人 株
式会社神戸製鋼所 Fe Z r (重量%)ZrNi
Z r (1[fji%) Zr第3図
態図を示したもの、第4図は本発明の実施例を示す説明
図である。 1・・・鋳型 2・・・カバー8・・・昇降
パケット 4・・・?fl: 47th出願人 株
式会社神戸製鋼所 Fe Z r (重量%)ZrNi
Z r (1[fji%) Zr第3図
Claims (1)
- (1)使用済みのジルカロイ製燃料被覆管を主体とし、
Zr:80〜95¥f 鼠%、Fe% Ni、 cr
よシなる群から選択される金属の1抽以上;5〜20重
量係を含有する放J1、j性金属廃粱物を、エレクトロ
スヲグm〜1法によシ溶74虫することをlr存了敵と
する放射性金属廃棄物の減容・除染処1.Ilj法。
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13252282A JPS5923299A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 放射性金属廃棄物の減容・除染処理法 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
JP13252282A JPS5923299A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 放射性金属廃棄物の減容・除染処理法 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
JPS5923299A true JPS5923299A (ja) | 1984-02-06 |
Family
ID=15083272
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
JP13252282A Pending JPS5923299A (ja) | 1982-07-28 | 1982-07-28 | 放射性金属廃棄物の減容・除染処理法 |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
JP (1) | JPS5923299A (ja) |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02298896A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-11 | Ngk Insulators Ltd | 放射性廃棄物溶融炉への廃棄物投入装置 |
EP0714103A1 (en) * | 1994-11-25 | 1996-05-29 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Method for melt-decontaminating metal contaminated with radioactive substance |
JP2014174158A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Minoru Fujiwara | 高放射性廃棄物の長期保管 |
-
1982
- 1982-07-28 JP JP13252282A patent/JPS5923299A/ja active Pending
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
JPH02298896A (ja) * | 1989-05-12 | 1990-12-11 | Ngk Insulators Ltd | 放射性廃棄物溶融炉への廃棄物投入装置 |
EP0714103A1 (en) * | 1994-11-25 | 1996-05-29 | Doryokuro Kakunenryo Kaihatsu Jigyodan | Method for melt-decontaminating metal contaminated with radioactive substance |
JP2014174158A (ja) * | 2013-03-12 | 2014-09-22 | Minoru Fujiwara | 高放射性廃棄物の長期保管 |
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