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Separación de elementos transuránicos y algunos productos de fisión presentes en los combustibles nucleares irradiados. Programa 2005 1.10. Separación con COSAN y sus derivados El anión bis(1,2-dicarbolil) cobaltato(III), [3,3’-Co (1,2-C2B9H11)2] - o COSAN (CObalt SANdwich anion) (Figura 25), es un complejo organometálico que ha recibido una gran atención por su robustez y estabilidad en presencia de ácidos concentrados y en 32 Cl Cl Cl Disolución Lavado HNO , complejante 3 Cl Lavado HNO 3 HNO diluido 3 Cl Cl HO-(CH 2 -CH 2 -O) n -H CCD PEG Figura 23. Fórmula de los reactivos utilizados en el proceso CCD-PEG. TBP U, Pu, Np, Am, Cm, Ln(III) U, Tc Re-extracción U Disolución > 99.9% TRU > 95% Tc > 99.9% U Figura 22. Esquema general del proceso UREX. condiciones de temperatura alta y radiación intensa, haciendo que sea interesante su utilización para la separación hidrometalúrgica de cesio y estroncio. La química de los metalcarboranos fue iniciada por M.F. Hawthorne en 1965 en la Universidad de California [45, 46], y las primeras aplicaciones de estos compuestos a la separación hidrometalúrgica de cesio y, en presencia de polietilenglicol, a la de estroncio han sido realizadas por investigadores del Inorganic Chemistry Institute de la República Checa [47, 48]. En los años 80, el Nuclear Research Institute (NRI), en la República Checa, y el Russian Radium Institute, desarrollaron un proceso de separación de Cs-137 y Sr-90 a escala de planta piloto. El proceso consistía en la extracción de Sr-90 y Cs-137 directamente de la corriente HLW (3M HNO3) con una disolución de COSAN 0,06M utilizando una mezcla de disolventes, 60% nitrobenceno y 40 % CCl4, y un agente sinérgico, el nonilfenol nonaetilenglicol al 1%. Dentro de los programas de I+D de la UE se han realizado dos proyectos:
UREX CCD-PEG NPEX TRUEX Cyanex 301 Tierras raras 1) Programa PECO/COPERNICUS: “New trends in the separation of Cs-137, Sr-90, and transplutonium elements from radioactive HLW by borane and heteroborane anions” [49]. El objetivo de este proyecto era sustituir el uso de disolventes tóxicos o peligrosos, como el nitrobenceno, por otros más adecuados para su aplicación industrial manteniendo las propiedades del COSAN para la extracción del Cs o Sr. Se sintetizaron tres grupos de compuestos: dos estaban basados en la estructura del anión COSAN y un tercero formado por una nueva serie de derivados de los aniones [B 10H 10] -2 y[B 12H 12] -2 . Los mejores resultados para la extracción de Cs se obtuvieron con el PHECOSAN y el BIS-PHECOSAN. Para la extracción de Sr los resultados más interesantes fueron con los extractantes del tipo [R 2HN-B 12H 11] - en sinergia con un polietilenglicol (PEG 400). U Tc Np/Pu Cs/Sr Zr, metales nobles Am/Cm 1. Separación hidrometalúrgica Figura 24. Esquema general del proceso UREX + . 2) Programa INCO-COPERNICUS: ”Selective separation of M + ,M +2 and M +3 radionuclides, namely of Cs, Sr and actinides, from nuclear CH BH ó B Co Figura 25. Estructura del anión COSAN. 33
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