Brevet FR2573061A1 — publié le 19860516

Procédé de séparation du neptunium La présente invention concerne un procédé de séparation du neptunium. Elle concerne plus parti-culièrement un procédé de séparation du neptunium caractérisé en ce qu'on utilise du phosphate de diisodécyle. Le neptunium est un élément contenu en quantité relativement abondante dans Les combustibles nucléaires usés par production d'énergie nucléaire, et il a été étudié du point de vue de l'utilisation efficace du neptunium récupéré dans un procédé de retraitement pour extraire l'uranium et le plutonium du combustible nucléaire usé. Ces derniers temps, du point de vue de l'élimination des déchets radioactifs, le neptunium a été considéré comme un élément extrêmement dangereux, et la mise au point d'un procédé pour séparer le neptunium plus efficacement d'une solution radioactive telle qu'une solution de combustible nucléaire usé et un liquide usé de retraitement à un degré élevé est devenu nécessaire. Du fait que le neptunium peut être séparé en continu d'une grande quantité de solution radioactive, un procédé de séparation du neptunium utilisant un solvant organique est considéré comme un excellent procédé de séparation; cependant, dans le procédé de séparation antérieur, le neptunium existant généralement à l'état pentavalent dans La solution et sous la forme ionique + est NPo2 est transforme à L'état hexavalent (NP02 ) ou 4+ tétravalent (Np ) en utilisant un agent oxydant ou un agent réducteur, puis il est extrait avec un solvant organique tel que le phosphate de tributyle, le phosphate de di-(2-éthythexyle), le phosphate de dihexyl-N-N-diéthyl carbyl méthylène. Ce procédé présente le problème du maintien de L'état d'oxydation et de réduction dans la solution pour améliorer le taux de récupération de la séparation du neptunium et des problèmes dûs à la complication d'utiliser un agent oxydant ou réducteur, et à l'apparition de nouvelles solutions résiduaires contenant ces agents. Pour éliminer ces inconvénients, il est très souhaitable d'utiliser un solvant organique capable d'extraire directement Le neptunium pentavalent Bien que certains solvants organiques capables d'extraire directement Le neptunium pentavalent tNpO2 ) aient été trouve jusqu'à présent, ils ont non seulement un faible taux d'extraction pour Le neptunium mais iLs ont également L'inconvénient que l'extraction est presque impossible Lorsque la solution est fortement acide (pH plus petit que 3). Un des buts de la présente invention est de fournir un procédé de séparation du neptunium exempt de cet inconvénient. Conformément à la présente invention, en utilisant du phosphate de diisodécyle comme solvant organique, on peut non seulement extrairé et séparer le neptunium pentavalent (ni02 ) d'une solution très acide (pH inférieur à 3), mais aussi extraire et séparer en merne temps le neptunium tétravalent (Np et hexavalent (Np022+). Il devient donc possible de séparer et de récupérer efficament tout le neptunium présent dans une solution radio-active sans ajouter aucune opération d'oxydation et de réduction. Compte-tenu du fait qu'un élément actinide tel que le protactiniUm~le thorium, l'uranium, le plutonium, l'américium et Le curium peut être extrait à la condition que si L'on utilise du phosphate de diisodécyle, le neptunium puisse être extrait, il devient possible de séparer à La fois tous les nucleides radioactifs a comprenant des éléments actinides, y compris le neptunium présents dans une solution radioactive. L'exemple non limitatif suivant est donné à titre d'illustration de l'invention. Après avoir introduit une concentration connue de solution d'acide nitrique dans un tube à essai, on y ajoute une certaine quantité de solution de neptunium 237 à l'état pentavalent (NP02+), tétravalent (Np4+i ou 2+ hexavalent (po22 ) pour faire un total de 2 mLD On y ajoute 2 ml de solvant organique constitué de phosphate de diisodécyle 0,5 M + du n-dodécane, ou de phosphate de diisodécyle 0,5 M + du phosphate de tributyle 0,1 M + n-dodécane et on agite pendant 15 minutes. Après séparation centrifuge en une phase organique et en une phase aqueuse, on prélève 1 ml de chacune des deux phases comme échantillon pour mesurer la radioactivité. Les rayons y de 29 KeV du neptunium 237 sont déterminés par un détecteur au Nal (TI) pour déterminer Le coefficient de répartition du neptnium. La solution conditionnée du neptunium tétravalent utilisée ici a été préparée en ajoutant de L'hydroxylamine + du sulfamate ferreux à une solution nitrique de neptunium, et la solution conditionnée de neptunium pentavalent a été préparée, après extraction de ta solution conditionnée à l'état tétravatent par une solution de trifluorothénoylacétone 0,5 M + du xylène, en extrayant réversiblement le neptunium avec de l'acide nitrique 10 M, puis en le diluant avec de l'eau jusqu'à obtention d'une solution d'acide nitrique 0,5 M, puis après avoir chauffé sur un bain d'eau chaude pendant 1 heure en diluant avec de L'eau pour obtenir une solution d'acide nitrique 0,1 M. La soLution conditionnée de neptunium hexavalent a été préparée en ajoutant du bichromate de potassium à une solution nitrique de neptunium. Les coefficients de répartition lors de lex- traction du neptunium pentavalent (NpOz ) à partir de diverses concentrations d'acide nitrique sur du phosphate de diisodécyle 0,5 M + n-dodécane et du phosphate de diisodécyle 0,5 M + du phosphate de tributyle 0,1 M + n-dodécane sont donnés dans le tableau 1. TABLEAU 1 Solvant organique Concentration de Phosphate de diiso- Phosphate de diisodécyle L'acide nitrique décyLe 0,5 M + 0,5 M + phosphate de tri (M) n-dodécane butyle 0,1 M + n-dodé cane 0,02 720 360 0,04 92 80 0,09 4,9 6,2 0,24 0,74 0,81 0,50 0,32 0,25 1,0 0,16 0,09 2,0 0,15 0,08 4,0 0,27 0,20 Les coefficients de répartition lorsqu'on extrait Le neptunium tétravalent (Np4 ) et hexavalent (NpO2+ ) d'un acide nitrique 0,27 M sur du phosphate de diisodécyle le 0,5 M + n-dodécane et du phosphate de diisodécyle 0,5 M + du phosphate de tributyle 0,1 M + n-dodécane sont donnés dans Le tabLeau 2. TABLEAU 2 VaLence du neptunium Coefficient de répartition Tétrava Lent 6700 HexavaLent 1800 Comme il ressort du tableau 1 et du tableau 2, en utilisant un solvant organique contenant du phosphate de diisodécyle, il est suffisamment possible d'extraire non seulement le neptunium tétravalent (Np4+) et hexavalent (NP02 ), mais également le neptunium pentavalent po2+ ) dans une concentration d'acide nitrique inférieure à environ 0,2 M, et de cette façon tout le neptunium seuls ces diverses formes chimiques existant dans une solution radioactive peut être séparé. REVENDICATION Procédé de séparation du neptunium d'une solution radioactive utilisant un solvant organique, caractérisé en ce que le solvant organique est le phosphate de diisodécyle.