群分離
使用済み燃料の再処理に伴って、放射能高レベル廃液(Highly Active Liquid Waste;HALW) が必然的に生成される。この放射能高レベル廃液には、核分裂生成物(fission product;FP)や超ウラン元素(Transuranic;TRU)などが含まれている。この核分裂生成物の中には1000年程度の長寿命核種であり相対的毒性が高い Sr および Cs 並びに超ウラン元素の中にはさらにそれを超える超長寿命核種で相対的毒性も高いアルファ核種が含まれており、一口に放射性物質といっても毒性や半減期など性質が異なるものが放射能高レベル廃液に混在して含まれている。
そのため、放射能高レベル廃液を長年月にわたって安全管理するには、放射能高レベル廃液をいろいろなものが混在したままの状態で扱うよりも
アルファ核種群
長寿命の主要核分裂生成物核種である Sr, Cs 群
短寿命核種群
などの群にまず大きく分離し(これを群分離(partitioning)と呼ぶ)、分離したものについて個別に扱う方が良い。
群分離することにより、性質に応じた処分法を選択することが可能で、対象によっては核変換技術を適用することにより長期毒性を減らせる可能性があり、放射性廃棄物の処分面積を減らすことが出来ると試算されている。現状は、実験室レベルの技術開発に成功しているが、スケールアップや二次廃棄物の低減などの課題が残されている。
日本での研究では以下の4種類に群分離することが提案されている。
マイナーアクチノイド(MA)およびテクネチウム等(LLFP)
マイナーアクチノイドは放射性は低いが長寿命核種が含まれる。核分裂性物質であり、高速炉や加速器駆動未臨界炉による核変換の対象となり得る。 テクネチウムは超長半減期核分裂生成物(LLFP)として核変換の対象として考えられている。
有用元素
白金族等はガラス固化を行う上で障害となる一方貴金属であり枯渇が心配されている。これを分離し貯蔵することで封入して触媒とするなど資源としての活用が考えられる。
発熱する灰
セシウム137やストロンチウム90といった高発熱の核分裂生成物が含まれる。これらはガラス固化体よりも滲出率の小さい焼結体に出来る可能性がある。熱源利用も考えられる。
冷たい灰
長期毒性は低く放射能は低いので、ガラス固化体にして地層処分を行う。発熱物を除去してあるので、群分離を行わない場合より高密度に廃棄することが可能で、保管期間が「万年単位」から「100年単位」に短縮されるため、処分面積の低減につながる。