퓨렉스, 두문자어 플루토늄과 우라늄을 추출을 통해 회수하는 것은 주요 산업 분야입니다. 방법 사용후핵연료 재처리를 위한 공정입니다. 이 공정은 액체-액체 추출(LLE)을 이용하여 고방사성 핵분열 생성물로부터 우라늄과 플루토늄을 분리합니다. 이 공정은 탄화수소 희석제에 30% 트리부틸 포스페이트(TBP) 용액을 사용하여 질산 공급원료에서 U(VI)와 Pu(IV)를 선택적으로 추출합니다.

(설명을 위한 생성된 이미지입니다)
퓨렉스, 두문자어 플루토늄과 우라늄을 추출을 통해 회수하는 것은 주요 산업 분야입니다. 방법 사용후핵연료 재처리를 위한 공정입니다. 이 공정은 액체-액체 추출(LLE)을 이용하여 고방사성 핵분열 생성물로부터 우라늄과 플루토늄을 분리합니다. 이 공정은 탄화수소 희석제에 30% 트리부틸 포스페이트(TBP) 용액을 사용하여 질산 공급원료에서 U(VI)와 Pu(IV)를 선택적으로 추출합니다.
1940년대 후반 미국 핵 프로그램의 일환으로 개발된 퓨렉스(PUREX) 공정은 핵 재처리 분야에서 세계적인 표준이 되었습니다. 이 공정의 성공 비결은 추출제인 트리부틸 포스페이트(TBP)가 특정 산화 상태의 우라늄과 플루토늄에 대해 높은 선택성을 갖는다는 점에 있습니다. 이 공정은 사용후 핵연료봉을 뜨거운 질산에 녹이는 것으로 시작됩니다. 첫 번째 추출 단계에서는 우라늄, 플루토늄 및 핵분열 생성물을 포함하는 질산 수용액을 TBP/등유 혼합 용매와 접촉시킵니다. TBP는 6가 우라늄([latex]UO_2(NO_3)_2(TBP)_2[/latex]) 및 4가 플루토늄([latex]Pu(NO_3)_4(TBP)_2[/latex])과 안정적인 착물을 형성하여 유기상으로 추출하는 반면, 대부분의 핵분열 생성물(일반적으로 +1, +2 또는 +3 산화 상태)은 수용액 잔류물에 남아 있습니다.
이후 단계에서 우라늄과 플루토늄의 분리가 이루어집니다. 황산제일철이나 질산히드록실아민과 같은 환원제를 첨가하여 플루토늄을 선택적으로 Pu(IV) 상태에서 추출 불가능한 Pu(III) 상태로 환원시킵니다. 이를 통해 플루토늄은 새로운 수용액상으로 '탈착'될 수 있고, 우라늄은 유기 용매에 남아 있게 됩니다. 마지막으로, 묽은 질산 용액을 사용하여 유기 용매에서 우라늄을 탈착시킵니다. 이 공정은 매우 효율적이지만 상당한 양의 액체 방사성 폐기물을 발생시키며, 순수 플루토늄 분리로 인해 핵확산 우려가 있습니다. 핵확산에 더욱 강한 제품을 만들기 위해 플루토늄을 다른 악티늄족 원소와 함께 추출하는 PUREX 공정의 개선된 변형이 개발되고 있습니다.
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퓨렉스 공정
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