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使用済酸化物燃料の乾式再処理方法

国内特許コード P07A009829
整理番号 11466
掲載日 2007年5月11日
出願番号 特願2005-200590
公開番号 特開2007-017347
登録番号 特許第4147352号
出願日 平成17年7月8日(2005.7.8)
公開日 平成19年1月25日(2007.1.25)
登録日 平成20年7月4日(2008.7.4)
発明者
  • 水口 浩司
  • 福嶋 峰夫
  • 佐藤 史紀
出願人
  • 独立行政法人 日本原子力研究開発機構
発明の名称 使用済酸化物燃料の乾式再処理方法
発明の概要

【課題】 使用済酸化物燃料を短時間で溶解でき、しかも溶解反応に腐食性の高い有害ガスを使用せずに済むようにする。
【解決手段】 使用済酸化物燃料を溶媒に溶解させ、電解によってウラン・プルトニウム混合酸化物を回収する使用済酸化物燃料の乾式再処理方法において、溶媒としてモリブデン酸塩又はタングステン酸塩などを加熱した溶融塩を用い、助剤として三酸化モリブデン又は三酸化タングステンなどを添加すると共に、酸素ガスもしくは空気などの酸素を含有する混合ガスを吹き込みながら使用済酸化物燃料を溶解させる。
【選択図】 図1

従来技術、競合技術の概要


現在、商業用原子炉では酸化物燃料が使用されているために、使用済核燃料の再処理方法としては、酸化物燃料が処理でき且つウラン及びプルトニウムを酸化物として回収できる方法が必要である。この目的のために、酸化物電解による乾式再処理法が開発されている。



従来の方法は、使用済酸化物燃料を溶解させる溶媒としてNaCl-2CsClの組成を有する塩を使用している。この塩を650℃程度に加熱して溶融させ、そこに使用済酸化物燃料を供給して溶解させ、電解によってウラン及びプルトニウムの混合酸化物を回収する。ここで、使用済酸化物燃料を溶融NaCl-2CsCl中へ溶解させる際には、塩素ガスを用いている。



例えば非特許文献1には、「塩サイクル法」として、「酸化物燃料はCl2 -HClガスが吹き込まれている塩化物混合溶融塩中に溶解され、溶解したウランとプルトニウムは500ないし700℃における陰極電着により酸化物として回収される。」と記述されている。



しかし、この溶解反応は、気体である塩素ガスと固体の使用済酸化物燃料との間で生じる気固反応であるため、溶解が遅く溶解に長時間を要し(溶解に4~6時間かかる)経済性が悪い欠点がある。また、腐食性の高い塩素ガスを用いるため、処理装置の構成材料が腐食される問題もある。

【非特許文献1】「燃料再処理と放射性廃棄物管理の化学工学」原子力化学工学第4分冊 Manson Benedict 他著、清瀬量平訳、昭和58年12月、日刊工業新聞社発行、p.16

産業上の利用分野


本発明は、原子炉で生成する使用済酸化物燃料からウラン及びプルトニウムを酸化物として回収する乾式処理方法に関するものである。

特許請求の範囲 【請求項1】
使用済酸化物燃料を溶媒に溶解させ、電解によってウラン・プルトニウム混合酸化物を回収する使用済酸化物燃料の乾式再処理方法において、
溶媒としてNa2 MoO4 で表されるモリブデン酸塩を加熱した溶融塩を用い、MoO3 添加すると共に、酸素ガスもしくは酸素を含有する混合ガスを吹き込みながら使用済酸化物燃料を溶解させることを特徴とする使用済酸化物燃料の乾式再処理方法。

【請求項2】
使用済酸化物燃料を溶媒に溶解させ、電解によってウラン・プルトニウム混合酸化物を回収する使用済酸化物燃料の乾式再処理方法において、
溶媒としてNa2 WO4 で表されるタングステン酸塩を加熱した溶融塩を用い、WO3 添加すると共に、酸素ガスもしくは酸素を含有する混合ガスを吹き込みながら使用済酸化物燃料を溶解させることを特徴とする使用済酸化物燃料の乾式再処理方法。

【請求項3】
溶融処理後の溶融塩溶媒中に陰極及び陽極を配置して電解処理を行い、精製されたウラン・プルトニウム混合酸化物を陰極上で回収する請求項1又は2に記載の使用済酸化物燃料の乾式再処理方法。
産業区分
  • 原子力
国際特許分類(IPC)
画像

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JP2005200590thum.jpg
出願権利状態 権利存続中
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