Získávání vybraných d-prvků při přepracovávání vyhořelého jaderného paliva

Abstract

V jaderných reaktorech je uvolňována energie štěpením některých těžkých jader. Toto štěpení dává vzniknout různým izotopům prvků, z nichž značná část spadá do skupiny d-prvků. Některé z nich představují značné radiační riziko, jiné mohou být problémem během přepracování vyhořelého jaderného paliva na nové nebo pro zpracování vzniklého odpadu do chemicky stálé podoby, což je pro jeho dlouhodobé uložení klíčové. Některé z nich mohou být naopak cennými materiály pro průmysl. Rhodium je jedním z nich. Tato bakalářská práce se zaměřuje na separaci trojmocného rhodia z kyselých roztoků představující PUREX rafinát. Její praktická část se zaměřuje na studium schopností extrakčních systémů vodní fáze/cyklohexanon či vodní fáze/oktan-1-ol, extrakčního činidla N‘-benzoyl-N,N-diethylthiomočoviny extrahovat trojmocné rhodium při různých podmínkách. Ukázalo se, že N‘-benzoyl-N,N-diethylthiomočovina o koncentraci 0,025 mol/l je postačující a že výtěžky extrakce jsou vyšší při vyšších koncentracích kyseliny dusičné (5 mol/l). Vyššího výtěžku bylo dosaženo při nejdelší době kontaktování fází (42 h), ale optimální může být ještě delší doba.

In nuclear reactors, energy is released by the fission of certain heavy nuclei. This fission produces various isotopes of elements, a significant part of which are d-elements. Some of these pose considerable radiation risk, while others can be problematic during the reprocessing of spent nuclear fuel into new or for converting waste into a chemically and physically stable state, which is important for long-term storage. Conversely, some of them can be valuable materials for industry. Rhodium is an example of such an element. This bachelor's thesis focuses on the separation of trivalent rhodium from acidic solutions, like from simplified PUREX raphinate using N‘-benzoyl-N,N-diethylthiourea as an extractant. It was found that a N‘-benzoyl-N,N-diethylthiourea concentration of 0.025 mol/l was sufficient and that higher yields were obtained with a higher concentration of nitric acid (5 mol/l). The time required to reach equilibrium could not be determined, but a higher yield was obtained with a phase contact time of 42 h.