PUREX

PUREX ย่อมาจาก Plutonium - URanium EXtraction — de facto คือกระบวนการคืนสภาพยูเรเนียมและพลูโทเนียมจากเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ที่ใช้แล้วกลับมาผลิตเป็นเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใหม่ โดยใช้หลักการสกัดของเหลวด้วยของเหลวด้วยการแลกเปลี่ยนประจุ

กระบวนการทางเคมี

ขั้นแรกเชื้อเพลิงจะถูกนำไปละลายในกรดไนตริก หลังจากนั้นจะแยกของแข็งที่ไม่ละลายออก เพราะว่าจะรบกวนกระบวนการสกัดของเหลวด้วยของเหลว การมีอยู่ของของแข็งเล็กๆเหล่านั้นสามารถกลายเป็นอิมัลชันได้

สารละลายอินทรีย์ประกอบด้วย tributyl phosphate(TBP)30% ในน้ำมันก๊าดไร้กลิ่น (หรือ hydrogenated propylene trimer) ถูกนำมาใช้เพื่อคืนสภาพยูเรเนียมและพลูโทเนียมหรือผลิตภัณฑ์ฟิชชันที่เหลือในระยะไนตริก หนึ่งในการสกัดนั้นคือการแบ่งสกัดของพลูโทเนียมหนักจากยูเรเนียม กระบวนการสกัดแบบ PUREX ใช้ 'โซลเวชัน' แบบการสกัดของเหลวด้วยของเหลวในความซับซ้อนของรูปแบบระหว่าง tributyl phosphate และสารละลายธาตุกัมมันตภาพ การสกัดนิยมใช้กรดไนทริกความเข้มข้นสูง ส่วนการสกัดกลับ (stripping) ทำโดยใช้กรดไนทริกความเข้มข้นต่ำ สำหรับการสกัดกลับของพลูโทเนียมสามารถใช้ redox stripping ซึ่งลดสภาวะออกซิเดชันของพลูโทเนียมจาก +4 เป็น +3 โดยการลดตัวกระทำ คือใช้กรดแอสคอร์บิค (Ascorbic acid) และเติมกรดไฮโดรฟลูออริก (HF) ตกตะกอนพลูโทเนียมเป็น PuF3 จากสารละลายไนเทรด ยูเรเนียมที่สกัดได้ถูกเปลี่ยนเป็นออกไซด์และเก็บไว้ หรือเปลี่ยนให้อยู่ในรูปของ hexafluoride และเสริมสมรรถนะซ้ำ

แหล่งข้อมูลอื่น

• Processing of Used Nuclear Fuel, World Nuclear Association
• Reactor-Grade Plutonium and Development of Nuclear Weapons 2011-09-28 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน, Analytical Center for Non-proliferation
• PUREX Process, European Nuclear Society 2016-05-21 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน
• Mixed Oxide Fuel (MOX) - World Nuclear Association
• Disposal Options for Surplus Weapons-Usable Plutonium - Congressional Research Service Report for Congress
• Brief History of Fuel Reprocessing 2006-03-23 ที่ เวย์แบ็กแมชชีน