Bild:IAP-process. (a) Schematisk illustration av IAP-processen i NaAlCl4 smält saltelektrolyt. (b) Olika legeringar och motsvarande metallklorider utfällda i botten av degeln genom elektrolys med olika anoder och erhållna slutliga metallkloridprodukter. Kredit:IHEP
Prof. Shi Weiquns grupp från Institutet för högenergifysik vid den kinesiska vetenskapsakademin har föreslagit en modifierad elektroraffineringsprocess för att återvinna aktinider, nämligen in-situ anodisk utfällning (IAP). Den här studien, med titeln "In-situ anodisk utfällningsprocess för högeffektiv separation av aluminiumlegeringar, " publicerades online i Naturkommunikation .
Prof. Shis grupp har länge varit engagerad i grundforskning om torr upparbetning av använt kärnbränsle. För att förbättra separationseffektiviteten av aktinider jämfört med lantanider, ett nytt koncept för effektiv separation och återvinning av aktinider baserat på en solid aktiv aluminiumkatod har utvecklats under de senaste åren. Dock, Katodprodukten kommer att vara en aluminiumlegering om en fast aluminiumkatod används för att återvinna aktinider och den inte direkt kan återanvändas vid bränsletillverkning. Som ett resultat, ytterligare separation av aktinider från aluminium är nödvändig. Nuvarande separeringsmetoder som involverar aluminiumlegeringar är vanligtvis ganska komplicerade och begränsar således i hög grad den praktiska tillämpningen av katodbaserad separationsteknik av solid aluminium.
Forskare i denna studie föreslog en ny strategi för att separera aktinidaluminiumlegeringar baserad på olika lösligheter av målmetallklorider i NaAlCl 4 smält salt. Denna metod kallas "in-situ anodisk utfällningsprocessen." NaAlCl 4 smält salt valdes som elektrolyt och en uran-aluminiumlegering och en aluminiumstav valdes som anod och katod, respektive. Olöslig UCl 3 i NaAlCl 4 smält salt genererades vid anoden efter anodisk oxidation och utvanns sedan i form av utfällning vid botten av den elektrokemiska cellen.
Denna nya metod är ett enkelt och praktiskt sätt att återvinna aktinider från aluminiumlegeringar, och är också ett bekvämt syntetiskt tillvägagångssätt för metallklorider i låga oxidationstillstånd.