KR101693775B1 - Methods and devices using liquid metal including Bi or Pb or Bi-Pb alloy for separating actinides and rare earth elements in high-level radioactive molten salts from pyroprocessing - Google Patents

Methods and devices using liquid metal including Bi or Pb or Bi-Pb alloy for separating actinides and rare earth elements in high-level radioactive molten salts from pyroprocessing Download PDF

Info

Publication number
KR101693775B1
KR101693775B1 KR1020150134910A KR20150134910A KR101693775B1 KR 101693775 B1 KR101693775 B1 KR 101693775B1 KR 1020150134910 A KR1020150134910 A KR 1020150134910A KR 20150134910 A KR20150134910 A KR 20150134910A KR 101693775 B1 KR101693775 B1 KR 101693775B1
Authority
KR
South Korea
Prior art keywords
bismuth
liquid metal
group
rare earth
lead alloy
Prior art date
Application number
KR1020150134910A
Other languages
Korean (ko)
Inventor
황일순
손성준
박재영
박병기
한병찬
최성열
Original Assignee
서울대학교산학협력단
연세대학교 산학협력단
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by 서울대학교산학협력단, 연세대학교 산학협력단 filed Critical 서울대학교산학협력단
Priority to KR1020150134910A priority Critical patent/KR101693775B1/en
Priority to PCT/KR2016/010724 priority patent/WO2017052314A1/en
Application granted granted Critical
Publication of KR101693775B1 publication Critical patent/KR101693775B1/en

Links

Images

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/42Reprocessing of irradiated fuel
    • G21C19/44Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
    • G21C19/46Aqueous processes, e.g. by using organic extraction means, including the regeneration of these means
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21FPROTECTION AGAINST X-RADIATION, GAMMA RADIATION, CORPUSCULAR RADIATION OR PARTICLE BOMBARDMENT; TREATING RADIOACTIVELY CONTAMINATED MATERIAL; DECONTAMINATION ARRANGEMENTS THEREFOR
    • G21F9/00Treating radioactively contaminated material; Decontamination arrangements therefor
    • G21F9/007Recovery of isotopes from radioactive waste, e.g. fission products
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • Electrolytic Production Of Metals (AREA)

Abstract

The present invention relates to a method and a device to purify a whole high level radioactive waste into a middle level radioactive waste or a low level radioactive waste by separating an actinide element group and a rare earth element group from a molten salt generated from a used nuclear fuel pyrochemical process by using a liquid metal including bismuth (Bi) or bismuth-lead (Bi-Pb) alloy at high temperatures to lower the radiation level and thermal density of a final radioactive waste generated from a pyrochemical process. According to the present invention, the actinide element group and the rare earth element group included in the molten salt are reduced and melted to the inside of the liquid metal including Bi or Bi-Pb by electrolytic refining to form a heterogeneous metal compound of a liquid type or a solid type in the liquid metal including Bi or Bi-Pb alloy, and an equilibrium potential among elements in the same element group comes close, thereby making it difficult to separate each element. However, since the density of the heterogeneous metal compound is higher or lower than that of the liquid metal including Bi or Bi-Pb alloy, the heterogeneous metal compound of the two element groups is able to be separated by using a difference in the density. For this separation, configured is a device having a purifier, an agitator, a centrifuge, a magnetic field generator, a pipe, and a valve therein. Moreover, the liquid metal itself including Bi or Bi-Pb alloy remaining after collecting the heterogeneous metal compound is purified after separation, and the purified liquid metal is able to be reused in an electrolytic deposition.

Description

비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군(群)과 희토류원소군을 분리하는 방법 및 이를 이용한 분리 장치{Methods and devices using liquid metal including Bi or Pb or Bi-Pb alloy for separating actinides and rare earth elements in high-level radioactive molten salts from pyroprocessing}TECHNICAL FIELD The present invention relates to a method for separating a group of actinide element group (s) and a rare earth element group contained in a high-level radioactive molten salt generated in pyro processing using bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal (Methods and devices using liquid metal including Bi or Pb or Bi-Pb alloy for separating actinides and rare earth elements in high-level radioactive molten salts from pyroprocessing}

본 발명은 건식분리공정의 핵심부분인 파이로프로세싱(Pyroprocessing)에서 발생하는 용융염에 잔류하는 낮은 농도의 악티늄족원소군과 희토류원소군을 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 고순도의 플루토늄 등 민감 핵물질의 정제를 막으면서 악티늄족원소군을 회수하는 방법에 대한 것으로 회수된 악티늄족원소군에 희토류원소군의 함량을 최소화하며 최종적으로 발생하는 희토류원소군이 포함된 방사성폐기물 내 악티늄족원소군의 함량을 최소화하는 방법에 관한 것이다. 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속이라 함은 순수한 액체 비스무스 또는 순수한 액체 납, 또는 이의 모든 혼합물을 총체적으로 지칭한다.The present invention is based on the finding that a low concentration of actinide element group and rare earth element group remaining in the molten salt generated by pyroprocessing, which is a key part of the dry separation process, is converted to high purity plutonium And a method for recovering the group of actinide elements while preventing the refining of the sensitive nuclear material such as the actinide group of the radioactive waste containing the rare earth element group and minimizing the content of the rare earth element group in the recovered actinide element group. To a method for minimizing the content of element groups. Bismuth or bismuth-lead alloys Liquid metals collectively refer to pure liquid bismuth or pure liquid lead, or mixtures thereof.

이산화탄소 발생 문제에 대한 근본적인 해결책으로 국내외에서 원자력 발전 방식은 활발하게 적용되고 있다. 원자력발전은 전력 또는 에너지 생산과정에서 고방사능의 사용후 핵연료를 부산물로 생산한다. 그러나 원자력발전은 고준위페기물의 발생으로 인하여 환경보호 효과가 크게 훼손되고 있다. 원자력 발전의 지속가능성 확보를 위해 효과적인 사용후 핵연료의 처리방법이 필요하다.As a fundamental solution to the problem of carbon dioxide generation, nuclear power generation systems are being actively applied at home and abroad. Nuclear power plants produce high-activity spent fuel as a by-product in the process of power or energy production. However, nuclear power generation is severely degrading the environmental protection effect due to the generation of high-level waste. Effective use of spent nuclear fuel is necessary to ensure sustainability of nuclear power generation.

국내에서 개발되고 있는 사용후 핵연료 처리를 위한 건식분리공정의 핵심 부분인 파이로프로세싱 방법은 용매로써 물 대신 고온의 용융염을 사용하고 산화물핵연료를 장입하여 전해환원 후 염화물을 만들고 이의 전해기술 기반으로 악티늄족원소군과 희토류원소군 사이의 전위차이를 이용하여 분리한다. 이 방법은 핵임계사고 및 고방사능에 대한 공정 안전성이 우수하고 2차 폐기물 발생량, 핵확산저항성, 미래핵변환기술과의 연계성 측면에서 현재 상용화된 습식재처리 기술에 대비하여 강점을 가진 기술이다. Pyro-processing method, which is a key part of dry separation process for spent fuel processing developed in Korea, uses high temperature molten salt instead of water as a solvent and charges oxide fuel to make chloride after electrolytic reduction. The potential difference between the actinide element group and the rare earth element group is used for separation. This method has excellent process safety against nuclear critical accidents and high radioactivity, and is a technique that has a strength in comparison with the wet re-treatment technology currently commercialized in terms of secondary waste generation amount, nuclear diffusion resistance, and future nuclear conversion technology.

사용후 핵연료는 반감기가 수 만년을 초과하는 악티늄족원소군 등의 장수명 고준위폐기물을 다량 함유하며 동시에 단수명의 희토류원소군 등 고발열 장수명 핵종을 다수 포함한다. 현재 국내외에서 개발중인 파이로프로세싱 기반의 건식분리공정에서 발생하는 폐기물은 부피가 감소하였으나 고준위폐기물로서 이의 처분은 세계 어느 국가도 안전성 및 안보성 측면에서 입증된 처분 경험을 갖추지 못하고 있다. 원자력발전을 이용하는 인구 고밀국들을 고려할 때 건식분리공정에서 방출되는 고준위폐기물 내의 악티늄족원소군을 최대로 회수하여 처분되는 폐기물의 방사성준위 및 열밀도를 최소화하여 세계적으로 안전한 처분경험을 갖춘 중준위폐기물 또는 저준위폐기물로 정화하는 것이 바람직하다. Spent fuel contains a large amount of long-lived high-level wastes such as actinite group elements with a half-life exceeding tens of thousands of years, and a large number of long-lived nuclear radionuclides such as a rare rare earth element group. Although the volume of waste generated in the pyro processing - based dry separation process currently under development at home and abroad has been reduced, it has not been proven that the disposal of high - level waste has been proven in the safety and safety aspects of any country in the world. Considering population density countries using nuclear power generation, the highest level of the group of actinide elements in the high-level waste discharged from the dry separation process is minimized, minimizing the radioactive level and heat density of the disposed wastes, Or low-level wastes.

현재 국내외에서 개발중인 파이로프로세싱 공정은 고체 음극을 사용하여 우라늄을 회수하는 전해정련, 카드뮴 등의 액체 음극을 사용하여 초우라늄원소를 회수하는 전해제련, 전해정련과 전해제련에서 발생한 폐용융염 내 초우라늄원소를 일부 회수하는 용융염 정화공정을 포함한다. 그럼에도 불구하고 최종 방사성폐기물에 포함된 장수명 핵종 및 고발열 핵종의 함량이 높아 고준위페기물로 처리되어야 한다.The pyrolytic process currently under development at home and abroad includes electrolytic refining for recovering uranium using a solid cathode, electrolytic refining for recovering uranium element using a liquid cathode such as cadmium, electrolytic refining, and waste molten salt generated in electrolytic refining And a molten salt purification process for partially recovering the uranium element. Nonetheless, the content of long-lived nuclear and high-radionuclides included in the final radioactive waste is high and should be treated as high-level waste.

반면, 본 발명의 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용한 선진 파이로프로세싱 공정은 현재 국내외에서 개발중인 전해정련과 전해제련공정을 거쳐서 우라늄, 초우라늄원소 등 악티늄족원소군 이온과 희토류원소군 이온을 포함하는 고준위방사성 용융염을 정화하는 기능을 갖추었다. 본 발명의 용융염 정화기술은 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 음극을 사용한 전해전착 및 산화제 주입을 통한 산화추출로 구성되며 이에 대해 특허가 등록된 기술을 기반으로 사용한다. 추가적으로 잘 알려진 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속과 악티늄족원소군 간의 이종금속화합물 형성과 또한 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속과 희토류원소군 간의 이종금속화합물 형성 현상을 이용한다. 본 발명의 특징은 이종금속화합물 형성 후에 두 원소군 사이에 밀도의 차이가 발생하여 악티늄족원소군은 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속보다 밀도가 크고, 반면 희토류원소군은 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속보다 밀도가 작다는 사실을 이용함으로써 정화효율을 개선하는 것이다. 고온에서 액체인 갈륨과 카드뮴 등의 금속은 악티늄족원소군 및 희토류원소군보다 밀도가 낮은 반면 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속의 밀도는 악티늄족원소군보다 낮고 희토류원소군보다 높아서 분리가 용이하다.On the other hand, the advanced pyrolytic process using the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal of the present invention is currently being developed in the domestic and foreign countries through the electrolytic refining and electrolytic smelting processes to produce actinide element group ions such as uranium and ultra uranium element and rare earth element group ions And to purify the high-level radioactive molten salt. The molten salt purification technique of the present invention comprises electrolytic electrodeposition using a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal cathode and oxidation extraction through oxidant injection and is based on patented technology. Additionally, the well known bismuth or bismuth-lead alloy utilizes the formation of dissimilar metal compounds between the liquid metal and the group of actinide elements and also the phenomenon of the dissimilar metal compound formation between the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal and the rare earth element group. The feature of the present invention is that the density of the actinide group element is higher than that of the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal due to the difference in density between the two element groups after formation of the dissimilar metal compound, while the rare earth element group is composed of bismuth or bismuth- The fact that the density is smaller than the liquid metal is used to improve the purification efficiency. The densities of gallium and cadmium, which are liquids at high temperatures, are lower than those of the actinide and rare earth elements, while the densities of bismuth or bismuth-lead alloy liquid metals are lower than those of the actinide elements and higher than the rare earth elements. .

현재 국내외에서 개발중인 파이로프로세싱공정에서 사용하는 액체금속으로 카드뮴은 상기 액체금속과 비교하여 전착물의 용해 측면에서는 유리하지만 악티늄족원소군과 희토류원소군의 분리성능 측면에서는 불리하며 또한 증기압이 높아서 공정설비의 오염문제를 발생시키고 있다. Cadmium is a liquid metal used in the pyrolysis process currently under development at home and abroad, but is advantageous in terms of dissolution of the electrodeposit compared to the liquid metal. However, cadmium is disadvantageous in terms of separation performance between the actinide element group and the rare earth element group. Thereby causing pollution of facilities.

본 발명에서는 사용후 핵연료 및 국내 방사성 폐기물 분류기준법에 근거한 고준위폐기물의 처분이 쉽지 않은 국내 상황을 고려하였을 때 카드뮴을 이용한 용융염 정화기술의 악티늄족원소군에 대한 군분리의 단점을 개선한 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용한 용융염 내 악티늄족원소군을 군분리하는 방법을 제시하였다.In the present invention, when considering the domestic situation where disposal of high-level waste based on spent fuel and domestic radioactive waste classification standard law is difficult, bismuth or cadmium improved the disadvantages of group separation for the actinide group of cadmium molten salt purification technology Bismuth-lead alloy liquid-metal-molten salt.

한편, 특허문헌 1에는 액체 비스무스 및 비스무스 염화물을 이용하여 전해전착 및 산화추출을 통해 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법이 기재되어 있고, 본 발명은 전해전착을 통한 이종금속화합물의 물리적 분리 방법에 관한 것으로 차별점을 갖는다.On the other hand, Patent Document 1 discloses a method of separating an actinide group element and a rare earth element group through electrolytic electrodeposition and oxidation extraction using liquid bismuth and bismuth chloride, There are differentiating points regarding the separation method.

KR 10-2011-0087907KR 10-2011-0087907

본 발명은 상기한 액체 카드뮴 금속을 이용한 용융염 정화기술에서 악티늄족원소군을 분리하고 남은 용융염에 존재하는 악티늄족원소군과 희토류원소군을 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 사용하여 추가 분리하는 방법을 제공하는 데에 그 목적이 있다.In the present invention, the actinide group element group is separated from the molten salt purification technique using the liquid cadmium metal, and the group of the actinide element group and the rare earth element group present in the remaining molten salt are further separated and separated by using a bismuth or bismuth- The purpose of this paper is to provide a method for

상기 목적을 달성하기 위하여 본 발명은 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속를 음극으로 하는 전해제련 기술을 통해 용융염 내 존재하는 악티늄족원소군 이온 및 희토류원소군 이온을 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 음극에 전해전착시키는 것을 특징으로 한다.In order to accomplish the above object, the present invention provides an electrolytic refining technique using a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal as a cathode to deposit an actinide group element group ion and a rare earth element group ion present in the molten salt into a bismuth or bismuth- And electrodeposited on the substrate.

본 발명은 상기 악티늄족원소군 및 희토류원소군의 전해전착 시 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 내에서의 용해도를 초과하도록 전착시키면서 상기 액체금속-악티늄족원소군의 이종금속화합물과 상기 액체금속-희토류원소군의 이종금속화합물을 생성시키는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a process for electrodeposition of a mixture of a heterometallic compound of the group of liquid metal-actinide elements and a liquid metal-actinide group of the liquid metal-actinide element group while electrodepositing the actinide group element and the rare earth element group to exceed the solubility in liquid metal of bismuth or bismuth- Thereby producing a heterometal compound of the rare earth element group.

본 발명은 상기 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 내에 생성된 상기 액체금속-악티늄족원소군의 이종금속화합물과 상기 액체금속-희토류원소군의 이종금속화합물을 중력작용에 의한 침강원리, 원심분리 원리, 자성을 이용한 자성분리, 또는 이들의 조합기술을 적용하여 분리하는 것을 특징으로 한다.The present invention relates to a method for preparing a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal by dissolving a different metal compound of the liquid metal-actinide group element group and a different metal compound of the liquid metal-rare earth element group in the bismuth or bismuth- , Magnetic separation using magnetism, or a combination of these techniques.

본 발명은 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 악티늄족원소군 이온 및 희토류원소군 이온을 포함하는 용융염에 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속를 접촉시키는 단계; 상기 용융염에 안정성이 높은 금속 막대를 장착하고, 상기 금속 막대와 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속에 전류공급기구를 연결하는 단계; 상기 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 금속에 전류를 인가하고, 상기 용융염 내 악티늄족원소군 이온 및 희토류원소군 이온이 환원 반응하여 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 금속에 전착되는 단계; 및 상기 전착하는 단계에서 생성된 상기 액체금속-희토류원소군 이종금속화합물 및 상기 액체금속-악티늄족원소군 이종금속화합물이 밀도차이에 의해 분리되는 단계를 포함한다.The present invention relates to a method for producing a bismuth-based alloy, comprising: contacting a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal with a molten salt comprising an actinide element group ion and a rare earth element group ion; Attaching a highly stable metal rod to the molten salt and connecting a current supply mechanism to the metal rod and the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal; Applying an electric current to the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal metal and electroplating the actinide group element ions and the rare earth element group ions in the molten salt to a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal metal; And separating the liquid metal-rare earth element group dissimilar metal compound and the liquid metal-actinide element group dissimilar metal compound produced in the electrodepositing step by density difference.

또한, 본 발명의 일 실시예로서 Further, as an embodiment of the present invention

본 발명의 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용한 용융염 내 악티늄족원소군과 희토류원소군의 분리 방법은 사용후 핵연료의 파이로프로세싱 공정에서 최종적으로 발생하는 희토류원소군이 주가 되는 방사성폐기물에 존재하는 악티늄족원소군 성분비율을 감소시켜 폐기물의 방사성준위를 낮춰 최종적으로 방사성폐기물 처분장의 환경을 개선하는 효과가 있다. The separation method of the group of actinide element and rare earth element in the molten salt using the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal of the present invention is a method of separating the rare earth element group finally generated in the pyro processing of spent nuclear fuel into radioactive waste It is possible to reduce the radioactivity level of the waste by reducing the proportion of the actinide element group component present, thereby improving the environment of the radioactive waste repository finally.

도 1은 본 발명에서 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속에 악티늄족원소군과 희토류원소군을 전착시키기 위한 전해제련 셀을 나타낸 단면도.
도 2는 전해제련 과정으로 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속에 악티늄족원소군과 희토류원소군이 전착되는 과정을 나타낸 단면도.
도 3은 액체 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속으로부터 상기 액체금속-악티늄족원소군 이종금속화합물과 상기 액체금속-희토류원소군 이종금속화합물을 중력작용 원리로 분리하는 장치를 나타낸 단면도.
도 4는 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 내에 생성된 상기 액체금속-악티늄족원소군의 이종금속화합물과 상기 액체금속-희토류원소군의 이종금속화합물을 원심분리 원리로 분리하는 장치를 나타낸 단면도.
도 5는 액체 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속으로부터 상기 액체금속-악티늄족원소군 이종금속화합물과 상기 액체금속-희토류원소군 이종금속화합물을 분리하는 과정 전체를 나타낸 흐름도.
1 is a sectional view showing an electrolytic smelting cell for electrodepositing an actinide element group and a rare earth element group to a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal in the present invention;
FIG. 2 is a cross-sectional view showing the electrodeposition process of an actinide element group and a rare earth element group on a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal in an electrolytic smelting process.
3 is a cross-sectional view showing an apparatus for separating the liquid metal-actinide group element dissimilar metal compound from the liquid bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal and the liquid metal-rare earth element group dissimilar metal compound into a gravity-acting principle.
4 is a cross-sectional view showing an apparatus for separating a dissimilar metal compound of the liquid metal-actinide group element group produced in a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal and a dissimilar metal compound of the liquid metal-rare earth element group by centrifugal separation principle.
5 is a flow diagram illustrating the entire process of separating the liquid metal-actinide element group dissimilar metal compound and the liquid metal-rare earth element group dissimilar metal compound from a liquid bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal.

첨부된 도면을 참조하여 본 발명의 용융염에 존재하는 악티늄족원소군과 희토류원소군을 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 사용하여 추가 분리하는 방법을 설명하면 다음과 같다.A method of further separating an actinide element group and a rare earth element group present in the molten salt of the present invention using a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal will be described with reference to the accompanying drawings.

도 1과 같이 악티늄족원소군 이온과 희토류원소군 이온이 존재하는 고온의 용융염에 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 접촉시킨다. 용융염에 텅스텐 등 악티늄족원소군, 희토류원소군 및 용융염보다 표준전극 전위가 높은 양극 금속 막대를 장착하고 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 음극으로 구성하여 전류공급기구에 연결하면 전해제련 장치가 구성된다. As shown in Fig. 1, a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal is brought into contact with a hot molten salt in which an actinide element group ion and a rare earth element group ion exist. When the molten salt is loaded with an actinide element group such as tungsten, a rare earth element group, and a cathode metal rod having a higher standard electrode potential than the molten salt, and a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal is formed as a cathode and connected to a current supply mechanism, .

표준전극전위가 높은 금속 막대는 비활성양극으로 작동하고 전류 인가 시 양극에서 염화 이온의 산화반응으로써 염소기체가 발생한다. 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속은 음극으로 작동하고 전류 인가 시 음극에서 용융염 내 존재하는 악티늄원소군 및 희토류원소군 이온의 환원반응으로써 금속이 전착된다. 양극재료로 음극과 동일한 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 사용하는 희생양극을 사용하여 용융염을 오염시키지 않으면서 전해전착에서 이종금속화합물의 생성을 촉진시키는 방법도 개선기술의 하나가 된다. A metal rod with a high standard electrode potential acts as an inert anode and chlorine gas is generated by the oxidation reaction of chloride ions at the anode when current is applied. The bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal acts as a negative electrode. When the current is applied, the metal is electrodeposited by the reduction reaction of the actinide element group and rare earth element group in the molten salt present in the negative electrode. One of the improvement techniques is to use a sacrificial anode using the same bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal as the anode as the cathode material to promote the production of the dissimilar metal compound in the electrolytic electrodeposition without contaminating the molten salt.

500도의 LiCl-KCl 용융염에서 악티늄족원소군은 희토류원소군과 비교하여 약 0.5~1 V 높은 표준전극전위를 가지므로 도 2와 같이 희토류원소군보다 먼저 환원되어 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 음극에 전착된다. 충분한 악티늄족원소군의 환원 이후 희토류원소군도 환원되어 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 음극에 전착된다.In the LiCl-KCl molten salt at 500 ° C., the actinide group element group has a standard electrode potential as high as about 0.5 to 1 V as compared with the rare earth element group. Therefore, it is reduced prior to the rare earth element group as shown in FIG. 2 and is converted to a bismuth or bismuth- And is electrodeposited on the cathode. After reduction of the sufficient group of actinide elements, the rare earth element group is reduced and electrodeposited to the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal cathode.

상기 액체금속과 악티늄족원소군 간의 이성분계 상평형도와 상기 액체금속과 희토류원소군 간의 이성분계 상평형도에 따르면 악티늄족원소군과 희토류원소군은 상기 액체금속에 대해 매우 낮은 용해도를 보이고 있기 때문에 해당 원소가 용해도를 초과하여 상기 액체금속에 전착될 시 상기 액체금속과 이종금속화합물을 형성한다. According to the equilibrium phase equilibrium between the liquid metal and the actinide group and the equilibrium phase equilibrium between the liquid metal and the rare earth element group, the actinide group element and the rare earth element group show very low solubility to the liquid metal And forms a dissimilar metal compound with the liquid metal when the element exceeds the solubility and is electrodeposited on the liquid metal.

비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속이 악티늄족원소군 및 희토류원소군과 형성하는 이종금속화합물은 용융점이 최하 830도 이상으로 공정온도 500도보다 높은 바 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 내에서 모두 고상으로 존재한다.Bismuth or bismuth-lead alloys Dissimilar metal compounds that the liquid metal forms with the actinide and rare earth element families have a melting point of at least 830 degrees and a bismuth or bismuth- Lt; / RTI >

악티늄족금속의 밀도는 12~20 g/cm3, 희토류금속의 밀도는 4.5~7.9 g/cm3이고 500도의 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속의 밀도는 약 9.7~11.3 g/cm3임을 고려하면 전해제련을 통해 획득한 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속과 상기 액체금속-악티늄족원소군의 이종금속화합물과 상기 액체금속-희토류원소군의 이종금속화합물은 각 성분의 밀도차이에 의해 도 2의 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 상에서와 같이 분포하게 된다. 밀도 차이에 의해 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 상에서 서로 다른 위치에 분포하는 이종금속화합물을 분리하기 위하여 중력작용에 의한 침강원리, 원심분리 원리, 자성을 이용한 자성분리, 또는 이들의 조합기술을 적용한다. 각각의 적용방법은 다음과 같다. Considering that the density of actinide metals is 12 to 20 g / cm 3 , the density of rare earth metals is 4.5 to 7.9 g / cm 3 and the density of bismuth or bismuth-lead alloy liquid metals at 500 degrees is about 9.7 to 11.3 g / cm 3 The bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal obtained through electrolytic smelting and the dissimilar metal compound of the liquid metal-actinide group and the liquid metal-rare earth element group are mixed with each other by the difference in density of each component, Of the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal. The principle of sedimentation by gravity, centrifugation principle, magnetic separation using magnetism, or a combination of these techniques is applied to separate heterometallic compounds distributed at different positions on a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal by density difference do. Each application method is as follows.

비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 내에 존재하는 상기 액체금속-악티늄족원소군 이종금속화합물과 상기 액체금속-희토류원소군 이종금속화합물을 분리하기 위해 중력작용원리를 이용하는 도 3에 나타난 장치에서 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 에서 이보다 낮은 밀도를 가지기 때문에 떠있는 상기 액체금속-희토류원소군 이종금속화합물은 고형 입자를 여과할 수 있는 여과기 장치를 이용하여 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 금속상에서 제거하고 나서 장치 하부에 연결된 배관의 밸브를 열고 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 중력에 의해 아래로 흘려 보내면 배관 내부에 설치된 여과기에서 상기 액체금속-악티늄족원소군 이종금속화합물을 수거한다. Bismuth or bismuth-lead alloy In the device shown in Fig. 3 which utilizes the principle of gravity to separate the liquid metal-actinide element group dissimilar metal compound present in the liquid metal and the liquid metal-rare earth element group dissimilar metal compound, Since the bismuth-lead alloy liquid metal has a lower density, the floating liquid metal-rare earth element group dissimilar metal compound is removed on a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal metal using a filter device capable of filtering solid particles Then, the valve of the piping connected to the lower part of the apparatus is opened and the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal is flowed downward by gravity, and the liquid metal-actinide element group dissimilar metal compound is recovered from the filter installed inside the piping.

비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 내에 존재하는 상기 액체금속-악티늄족원소군 이종금속화합물과 상기 액체금속-희토류원소군 이종금속화합물을 분리하기 위해 도 4와 같이 원심분리원리를 이용하는 장치를 활용할 수 있다. 고온에서 고형의 이종금속화합물을 포함하는 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 회전시켜 반경 방향으로 상기 액체금속-희토류원소군의 이종금속화합물, 순수한 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속, 상기 액체금속-악티늄족원소군의 이종금속화합물로 배열되도록 함으로서 회전하는 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 가장자리에서 상기 액체금속-악티늄족원소군의 이종금속화합물을 수거하고 중심에서 상기 액체금속-희토류원소군의 이종금속화합물을 수거하여 악티늄족원소군과 희토류원소군 사이의 군분리를 달성한다. As an alternative to the liquid metal-actinide element group dissimilar metal compound present in the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal and the liquid metal-rare earth element group dissimilar metal compound, an apparatus utilizing the principle of centrifugation as shown in FIG. 4 can be utilized have. A bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal comprising a solid heterometallic compound at high temperature is rotated to radially disperse the heterometallic compound, the pure bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal, the liquid metal- Actinide group element in a rotating bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal edge by arranging the heterogeneous metal compound in the liquid metal-actinide element group, Metal compounds are collected to achieve group separation between the actinide element group and the rare earth element group.

도 5와 같이 상기 과정이 종료된 후에 이종금속화합물이 제거된 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속은 도 1의 전해제련 셀에서 음극으로 재사용한다. 수거된 상기 액체금속-희토류원소군의 이종금속화합물은 방사성폐기물의 유리화공정을 이용하여 안정화시킨 후에 방사성 준위가 낮은 방사성폐기물로 처분한다. 상기 과정으로 수거된 상기 액체금속-악티늄족원소군의 이종금속화합물은 용융염에 용해시켜 악티늄족원소군 이온을 생성하여 파이로프로세싱의 건식분리 전해제련공정으로 재순환시킨다.5, the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal from which the dissimilar metal compound has been removed is reused as the negative electrode in the electrolytic smelting cell of FIG. The dissimilar metal compounds of the liquid metal-rare earth element group collected are stabilized using a vitrification process of radioactive waste, and then disposed of as radioactive waste having a low radioactive level. The dissimilar metal compound of the liquid metal-actinide group collected in the above process is dissolved in the molten salt to generate an actinide group ion and recycled to the dry separation electrolytic smelting process of pyroprocessing.

Claims (12)

비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법으로서, 상기 두 가지 원소군과 상기 액체금속의 이종금속화합물을 형성하고, 형성된 이종금속화합물의 밀도차이를 이용하여 두 가지 원소군을 분리하는 단계를 포함하는, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법.A method for separating a group of actinide elements and a group of rare earth elements contained in a high-level radioactive molten salt generated in pyro-processing using a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal, comprising the steps of: Forming a compound and separating the two element groups using the difference in density of the formed dissimilar metal compound is included in the high level radioactive molten salt generated in the pyro processing using the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal And separating the actinide element group and the rare earth element group. 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법으로서,
비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 악티늄족원소군 이온 및 희토류원소군 이온을 포함하는 용융염에 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속를 접촉시키는 단계;
상기 용융염에 안정성이 높은 금속 막대를 장착하고, 상기 금속 막대와 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속에 전류공급기구를 연결하는 단계;
상기 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 금속에 전류를 인가하고, 상기 용융염 내 악티늄족원소군 이온 및 희토류원소군 이온이 환원 반응하여 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 금속에 전착되는 단계; 및
상기 전착하는 단계에서 생성된 상기 액체금속-희토류원소군 이종금속화합물 및 상기 액체금속-악티늄족원소군 이종금속화합물이 밀도차이에 의해 분리되는 단계;
를 포함하는, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법.
A method for separating a group of actinide elements and a group of rare earth elements contained in a high-level radioactive molten salt generated in pyro-processing using a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal,
Contacting a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal with a molten salt comprising an actinide element group ion and a rare earth element group ion with a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal;
Attaching a highly stable metal rod to the molten salt and connecting a current supply mechanism to the metal rod and the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal;
Applying an electric current to the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal metal and electroplating the actinide group element ions and the rare earth element group ions in the molten salt to a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal metal; And
The step of separating the liquid metal-rare earth element group dissimilar metal compound and the liquid metal-actinium group element dissimilar metal compound produced in the electrodepositing step by density difference;
And a rare earth element group contained in a high-level radioactive molten salt generated in pyro processing by using a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal.
삭제delete 제1항에 있어서, 상기 두 가지 원소군 간의 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속에 전류를 인가한 전해전착을 이용하여 이종금속화합물을 형성하는 것을 특징으로 하는, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법.The method of claim 1, wherein the dissimilar metal compound is formed using electrolytic electrodeposition wherein a current is applied to the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal between the two groups of elements to form a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal A method for separating a group of actinide elements and a group of rare earth elements contained in a high-level radioactive molten salt generated in pyro processing. 제1항 또는 제2항에 있어서, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속이 갖는 증기압을 이용하여 분리공정설비에 액체금속 오염을 낮추고 생산성을 개선한, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법.The bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal according to claim 1 or 2, wherein the vapor pressure of the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal is used to lower the liquid metal contamination and improve the productivity of the separation process plant. And separating the group of actinide elements and the group of rare earth elements contained in the high-level radioactive molten salt generated in the processing. 제1항 또는 제2항에 있어서, 두 가지 원소군 간의 군분리를 다단계의 연속공정으로 결합하여 두 가지 원소군 간의 군분리 능력을 개선한 것을 특징으로 하는, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법.3. A process according to claim 1 or 2, characterized in that the group separation between the two groups of elements is combined in a multistage continuous process to improve the group separation capacity between the two groups of elements. A bismuth or bismuth- A method for separating a group of actinide elements and a group of rare earth elements contained in a high-level radioactive molten salt generated in pyro processing. 제2항에 있어서, 상기 전착되는 단계는 악티늄족원소군 이온 및 희토류원소군 이온의 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속에 대한 용해도를 초과하는 범위에서 상기 액체금속-희토류원소군 이종금속화합물 및 상기 액체금속-악티늄족원소군 이종금속화합물을 생성하는 것을 특징으로 하는, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법.3. The method of claim 2, wherein the electrodepositing step comprises dissolving the actinide group element ions and the rare earth element group ions in the liquid metal-rare earth element group dissimilar metal compound and the bismuth- A group consisting of an actinide element group and a rare earth element group contained in a high-level radioactive molten salt generated in pyro processing using a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal, which is characterized by producing a liquid metal-actinide element group dissimilar metal compound / RTI > 제2항에 있어서, 분리되는 단계는,
상기 액체금속-희토류원소군 이종금속화합물이 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 상부에서 여과장치에 의해 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 금속으로부터 분리되는 단계; 및
상기 액체금속-악티늄족원소군 이종금속화합물이 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 하부에서 중력, 원심력, 자기력 또는 이들의 조합에 의해 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 금속으로부터 분리되는 단계;
를 포함하는, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법.
3. The method of claim 2,
Separating the liquid metal-rare earth element group dissimilar metal compound from the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal metal by a filtration device on top of the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal; And
Separating the liquid metal-actinide element group dissimilar metal compound from the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal metal by gravity, centrifugal force, magnetic force or a combination thereof under bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal;
And a rare earth element group contained in a high-level radioactive molten salt generated in pyro processing by using a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal.
제1항 또는 제2항에 있어서, 밀도차이를 가지는 두 원소 군의 이종금속화합물을 고온 원심분리 원리를 이용하여 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 단계를 더 포함하는, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법.3. The method according to claim 1 or 2, further comprising separating the actinide group element and the rare earth element group using a high-temperature centrifugation principle of the dissimilar metal compound of the two element groups having the density difference, wherein the bismuth or bismuth- A method for separating a group of actinide elements and a group of rare earth elements contained in a high-level radioactive molten salt generated in pyro-processing using a lead alloy liquid metal. 제2항에 있어서, 금속 막대는 표준전극전위가 용융염보다 높은 것을 특징으로 하는, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법.The process according to claim 2, wherein the metal rod is selected from the group consisting of actinide elements contained in the high-level radioactive molten salt generated in the pyro processing using the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal and the standard electrode potential higher than the molten salt. A method for separating a rare earth element group. 제1항 또는 제2항에 있어서, 전해전착을 구동하기 위한 양극재료로 음극과 동일한 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 사용하는 희생양극을 특징으로 하는, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 방법.A bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal according to claim 1 or 2, characterized by a sacrificial anode using the same bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal as the cathode as the cathode material for driving electrodeposition And separating the actinide element group and the rare earth element group contained in the high-level radioactive molten salt generated in pyro processing. 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 장치로서,
악티늄족원소군 이온 및 희토류원소군 이온을 포함하는 용융염에 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 접촉시킨 전해제련 셀;
상기 용융염 안에서 비활성양극으로 이용되는 금속 막대;
상기 금속 막대와 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속에 전류를 공급하는 전원 장치;
비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 금속에 전류를 인가하고, 상기 용융염 내 악티늄족원소군 이온 및 희토류원소군 이온이 환원반응하여 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속 에 전착 후 생성된 상기 액체금속-희토류원소군 이종금속화합물 및 상기 액체금속-악티늄족원소군 이종금속화합물을 밀도차에 의해 분리시키는 여과기;
를 포함하는, 비스무스 또는 비스무스-납 합금 액체금속을 이용하여 파이로 프로세싱에서 발생하는 고준위방사성 용융염에 포함된 악티늄족원소군과 희토류원소군을 분리하는 장치.
An apparatus for separating a group of actinide elements and a group of rare earth elements contained in a high-level radioactive molten salt generated in pyro processing using a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal,
An electrolytic smelting cell in which a molten salt containing an actinide element group ion and a rare earth element group ion is brought into contact with a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal;
A metal rod used as an inert anode in the molten salt;
A power supply for supplying current to the metal rod and the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal;
The method of claim 1, wherein a current is applied to the bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal metal, and the actinide group element ions and the rare earth element group ions in the molten salt undergo a reduction reaction to form the liquid metal- A filter for separating the rare-earth element group dissimilar metal compound and the liquid metal-actinide element group dissimilar metal compound by density difference;
Comprising a bismuth or bismuth-lead alloy liquid metal, which comprises a high-level radioactive molten salt generated in pyro-processing, and separates the group of actinide elements and the group of rare earth elements contained in the high-level radioactive molten salt.
KR1020150134910A 2015-09-23 2015-09-23 Methods and devices using liquid metal including Bi or Pb or Bi-Pb alloy for separating actinides and rare earth elements in high-level radioactive molten salts from pyroprocessing KR101693775B1 (en)

Priority Applications (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150134910A KR101693775B1 (en) 2015-09-23 2015-09-23 Methods and devices using liquid metal including Bi or Pb or Bi-Pb alloy for separating actinides and rare earth elements in high-level radioactive molten salts from pyroprocessing
PCT/KR2016/010724 WO2017052314A1 (en) 2015-09-23 2016-09-23 Method for separating actinide element group and rare earth element group contained in high-level radioactive molten salt generated in pyro-processing using liquid metal of bismuth or bismuth-lead alloy, and separation apparatus using same

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
KR1020150134910A KR101693775B1 (en) 2015-09-23 2015-09-23 Methods and devices using liquid metal including Bi or Pb or Bi-Pb alloy for separating actinides and rare earth elements in high-level radioactive molten salts from pyroprocessing

Publications (1)

Publication Number Publication Date
KR101693775B1 true KR101693775B1 (en) 2017-01-10

Family

ID=57811826

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
KR1020150134910A KR101693775B1 (en) 2015-09-23 2015-09-23 Methods and devices using liquid metal including Bi or Pb or Bi-Pb alloy for separating actinides and rare earth elements in high-level radioactive molten salts from pyroprocessing

Country Status (2)

Country Link
KR (1) KR101693775B1 (en)
WO (1) WO2017052314A1 (en)

Cited By (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210105743A (en) 2020-02-19 2021-08-27 순천향대학교 산학협력단 Method of recovering rare earth metals from spent nuclear fuel and the apparatus thereof

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010047045A (en) * 1999-11-17 2001-06-15 장인순 Method for extraction and mutual separation of actinide elements and rare earth elements from radioactive liquid waste
KR20080107035A (en) * 2007-06-05 2008-12-10 한국원자력연구원 Solid-liquid integrated cathode and method of the recovering of actinide elements using the same
KR20110078617A (en) * 2009-12-31 2011-07-07 한국원자력연구원 A metal separation and purification system and the method for the same by using liquid metal electrode
KR20110087907A (en) 2010-01-27 2011-08-03 서울대학교산학협력단 Method for decontaminating high level wastes arising from high energy radiation facilities such as spent nuclear fuels to low-and-intermediate level radioactive wastes
KR20120021568A (en) * 2010-08-09 2012-03-09 한국원자력연구원 The equipment of removal rare earth in the eutectic and the method thereof

Family Cites Families (1)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
JP5016964B2 (en) * 2007-04-16 2012-09-05 株式会社東芝 Molten salt electrolytic purification apparatus and molten salt electrolytic purification method

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20010047045A (en) * 1999-11-17 2001-06-15 장인순 Method for extraction and mutual separation of actinide elements and rare earth elements from radioactive liquid waste
KR20080107035A (en) * 2007-06-05 2008-12-10 한국원자력연구원 Solid-liquid integrated cathode and method of the recovering of actinide elements using the same
KR20110078617A (en) * 2009-12-31 2011-07-07 한국원자력연구원 A metal separation and purification system and the method for the same by using liquid metal electrode
KR20110087907A (en) 2010-01-27 2011-08-03 서울대학교산학협력단 Method for decontaminating high level wastes arising from high energy radiation facilities such as spent nuclear fuels to low-and-intermediate level radioactive wastes
KR20120021568A (en) * 2010-08-09 2012-03-09 한국원자력연구원 The equipment of removal rare earth in the eutectic and the method thereof

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
KR20210105743A (en) 2020-02-19 2021-08-27 순천향대학교 산학협력단 Method of recovering rare earth metals from spent nuclear fuel and the apparatus thereof
KR102376951B1 (en) * 2020-02-19 2022-03-22 순천향대학교 산학협력단 Method of recovering rare earth metals from spent nuclear fuel and the apparatus thereof

Also Published As

Publication number Publication date
WO2017052314A1 (en) 2017-03-30

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Yoo et al. A conceptual study of pyroprocessing for recovering actinides from spent oxide fuels
Laidler et al. Development of pyroprocessing technology
CA1337740C (en) Process to separate transuranic elements from nuclear waste
RU2603844C1 (en) Method of nitride spent nuclear fuel recycling in salt melts
Zaikov et al. Research and Development of the pyrochemical processing for the mixed nitride uranium-plutonium fuel
Galashev Recovery of actinides and fission products from spent nuclear fuel via electrolytic reduction: Thematic overview
JPH03123896A (en) Recovery of actinides
KR101693775B1 (en) Methods and devices using liquid metal including Bi or Pb or Bi-Pb alloy for separating actinides and rare earth elements in high-level radioactive molten salts from pyroprocessing
Laidler et al. Development of IFR pyroprocessing technology
KR101919200B1 (en) Electrolytic decontamination method capable of regenerative electrolyte
KR101122477B1 (en) Method for decontaminating high level wastes arising from high energy radiation facilities such as spent nuclear fuels to low-and-intermediate level radioactive wastes
CN105862082A (en) Method for extracting Nd through neodymium-zinc coreduction in LiCl-KCl molten salt system
US2902415A (en) Purification of uranium fuels
US6767444B1 (en) Method for processing spent (TRU, Zr)N fuel
JP5017069B2 (en) Reprocessing of spent fuel
Uhlíř et al. Development of pyroprocessing technology for thorium-fuelled molten salt reactor
Laidler Pyrochemical processing of DOE spent nuclear fuel
US2930738A (en) Regeneration of reactor fuel elements
Stevenson Development of a novel electrochemical pyroprocessing methodology for spent nuclear fuels
JP2007101495A (en) Reprocessing method of spent nuclear fuel or radioactive waste
Murakami et al. Recent achievements and remaining challenges on pyrochemical reprocessing in CRIEPI
Ghaffar et al. A rapid method for decontamination of low and intermediate level liquid radioactive wastes by amalgamation
JPH11223698A (en) Regenerating method of polluted metal and device therefor
US11894154B2 (en) Modular, integrated, automated, compact, and proliferation-hardened method to chemically recycle used nuclear fuel (UNF) originating from nuclear reactors to recover a mixture of transuranic (TRU) elements for advanced reactor fuel to recycle uranium and zirconium
JP5238546B2 (en) Spent oxide fuel processing method, metal oxide processing method and processing apparatus

Legal Events

Date Code Title Description
E701 Decision to grant or registration of patent right
GRNT Written decision to grant
FPAY Annual fee payment

Payment date: 20191118

Year of fee payment: 4