特許 6010628 カソードスクレーパーシステム及びウラン除去のためのその使用方法

(19)【発行国】日本国特許庁(JP)

(12)【公報種別】特許公報(B2)

(11)【特許番号】6010628

(24)【登録日】2016年9月23日

(45)【発行日】2016年10月19日

(54)【発明の名称】カソードスクレーパーシステム及びウラン除去のためのその使用方法

(51)【国際特許分類】

   C25C 7/08 20060101AFI20161006BHJP

   G21C 19/44 20060101ALI20161006BHJP

   C25C 3/34 20060101ALI20161006BHJP

   C25C 7/00 20060101ALI20161006BHJP

   C25C 7/02 20060101ALI20161006BHJP

【ＦＩ】

   C25C7/08 Z

   G21C19/44 L

   C25C3/34 Z

   C25C7/00 302Z

   C25C7/02 308Z

【請求項の数】11

【全頁数】12

(21)【出願番号】特願2014-549037(P2014-549037)

(86)(22)【出願日】2012年10月4日

(65)【公表番号】特表2015-504974(P2015-504974A)

(43)【公表日】2015年2月16日

(86)【国際出願番号】US2012058661

(87)【国際公開番号】WO2013106103

(87)【国際公開日】20130718

【審査請求日】2015年9月28日

(31)【優先権主張番号】13/335,209

(32)【優先日】2011年12月22日

(33)【優先権主張国】US

(73)【特許権者】

【識別番号】508177046

【氏名又は名称】ジーイー−ヒタチ・ニュークリア・エナジー・アメリカズ・エルエルシー

【氏名又は名称原語表記】ＧＥ−ＨＩＴＡＣＨＩ ＮＵＣＬＥＡＲ ＥＮＥＲＧＹ ＡＭＥＲＩＣＡＳ， ＬＬＣ

(74)【代理人】

【識別番号】100137545

【弁理士】

【氏名又は名称】荒川 聡志

(74)【代理人】

【識別番号】100105588

【弁理士】

【氏名又は名称】小倉 博

(74)【代理人】

【識別番号】100129779

【弁理士】

【氏名又は名称】黒川 俊久

(74)【代理人】

【識別番号】100113974

【弁理士】

【氏名又は名称】田中 拓人

(72)【発明者】

【氏名】ウィリアムソン，マーク・エイ

(72)【発明者】

【氏名】ウィードメイヤー，スタンリー・ジー

(72)【発明者】

【氏名】ウィリット，ジェームズ・エル

(72)【発明者】

【氏名】バーンズ，ローレル・エイ

(72)【発明者】

【氏名】ブラスコヴィッツ，ロバート・ジェイ

【審査官】 大塚 徹

(56)【参考文献】

【文献】 特開平０４−３０１０９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開２０００−０８０４９２（ＪＰ，Ａ）

【文献】 特開平０５−２７９８８７（ＪＰ，Ａ）

(58)【調査した分野】（Int.Cl.，ＤＢ名）

Ｃ２５Ｃ ３／３４

Ｃ２５Ｃ ７／００ − ７／０８

Ｇ２１Ｃ １９／４４

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

各々が複数のカソードロッドを備えた複数のカソードアセンブリと、
前記複数のカソードロッドの上に堆積した精製ウランを除去する構成にされたカソードスクレーパーアセンブリと、
を備え、
前記カソードスクレーパーアセンブリは、複数のスクレーパーの列と、前記複数のスクレーパーと交互に配置された接続部分とを有し、
前記スクレーパーのそれぞれは、スリーブ状であり、前記複数のカソードロッドの異なるカソードロッドを受け入れるように構成され、
前記複数のスクレーパー間にくぼみ部分を提供するように、前記接続部分は前記複数のスクレーパーよりも薄く、
同一列の前記複数のスクレーパーは、共通平面によって画成された角度付き上面および角度付き底面のうちの少なくとも１つを有する、
カソードスクレーパーシステム。

【請求項2】

前記複数のカソードロッドは、同じ向きを有して同一平面内に存在するように配置された、請求項１に記載のカソードスクレーパーシステム。

【請求項3】

前記列のそれぞれは、前記複数のカソードアセンブリの異なるカソードアセンブリに対応する、請求項１に記載のカソードスクレーパーシステム。

【請求項4】

前記カソードスクレーパーアセンブリが、前記スクレーパーの列の第１端部に接続した第１支持棒及び前記スクレーパーの列の第２端部に接続した第２支持棒を備えた、請求項３に記載のカソードスクレーパーシステム。

【請求項5】

前記複数のカソードロッドに沿って前記カソードスクレーパーアセンブリを移動させる構成にされた駆動機構をさらに備えた、請求項１に記載のカソードスクレーパーシステム。

【請求項6】

前記駆動機構は、前記カソードスクレーパーアセンブリを第１位置から第２位置に移動させ、前記第１位置は前記複数のカソードロッドの上部に位置し、前記第２位置は前記複数のカソードロッドの下部に位置する、請求項５に記載のカソードスクレーパーシステム。

【請求項7】

前記駆動機構は、一組のネジに沿って前記カソードスクレーパーアセンブリを第１位置から第２位置に移動させる構成にされた複数のモーターとギアボックスを備え、一組の各々のネジは、前記カソードスクレーパーアセンブリのコーナーに位置し、前記複数のカソードロッドと同じ方向に延在する、請求項６に記載のカソードスクレーパーシステム。

【請求項8】

前記角度付き上面および前記角度付き底面は、平行平面によって画成される、請求項１に記載のカソードスクレーパーシステム。

【請求項9】

複数のカソードアセンブリから堆積した精製ウランを除去する方法であって、各々のカソードアセンブリは複数のカソードロッドを備え、
前記複数のカソードロッドの上に堆積した精製ウランをカソードスクレーパーアセンブリによって除去する除去工程を含み、
前記カソードスクレーパーアセンブリは、複数のスクレーパーの列と、前記複数のスクレーパーと交互に配置された接続部分とを有し、
前記スクレーパーのそれぞれは、スリーブ状であり、前記複数のカソードロッドの異なるカソードロッドを受け入れるように構成され、
前記複数のスクレーパー間にくぼみ部分を提供するように、前記接続部分は前記複数のスクレーパーよりも薄く、
同一列の前記複数のスクレーパーは、共通平面によって画成された角度付き上面および角度付き底面のうちの少なくとも１つを有する、
精製ウランを除去する方法。

【請求項10】

前記除去工程が、駆動機構により、前記複数のカソードロッドに沿って前記カソードスクレーパーアセンブリを移動せる移動工程をさらに含む、請求項９に記載の方法。

【請求項11】

前記移動工程が、前記カソードスクレーパーアセンブリを第１位置から第２位置に移動させ、前記第１位置は前記複数のカソードロッドの上部に位置し、前記第２位置は前記複数のカソードロッドの下部に位置する、請求項１０に記載の方法。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は、カソードスクレーパーシステム及び／又はウラン除去のためのその使用方法に関する。

【背景技術】

【0002】

低純度供給物質から金属を回収する及び／又は金属酸化物から金属を抽出するには、電気化学プロセスが使用されることがある。従来のプロセスは、一般に、（可溶性金属酸化物については）電解質に金属酸化物を溶かした後電気分解する、あるいは（不溶性金属酸化物については）選択的に電気輸送し、金属酸化物をその対応する金属まで還元することを含む。不溶性金属酸化物をそれらの対応する金属状態まで還元する従来の電気化学プロセスは、単一段階又は多段階アプローチを採用することができる。

【0003】

多段階アプローチは、２つの別な容器を利用する２段階のプロセスであってよい。例えば、使用済み核燃料のウラン酸化物からのウランの抽出は、ウラン金属とＬｉ₂Ｏを第１容器の中で生成するように、溶融ＬｉＣｌ電解質に溶かしたリチウムでウラン酸化物を還元する初期段階を含み、ここで、Ｌｉ₂Ｏは、溶融ＬｉＣｌ電解質に溶けたままである。次いで、このプロセスは、第２容器の中で電解採取の次の段階を行い、ここで、溶融ＬｉＣｌに溶けたＬｉ₂Ｏは、電解によって分解されて酸素を生成し、リチウムを再生する。この結果、得られたウラン金属は、電気精錬プロセスにおいて抽出することができ、一方、再生したリチウムを含む溶融ＬｉＣｌはリサイクルされ、別なバッチの還元工程に使用することができる。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0004】

【特許文献1】米国特許出願公開２０１１／０１８０４０９号明細書

【発明の概要】

【0005】

しかしながら、多段階アプローチは、高温の溶融塩と還元剤を１つの容器から別の容器に移動させることに関する問題など、多くの技術的な複雑性を伴う。さらに、溶融塩中の酸化物の還元は、電解質と還元剤の系に依存して、熱力学的に制約されることがある。とりわけ、この熱力学的制約は、所与のバッチで還元可能な酸化物の量を制限することになる。この結果、溶融した電解質と還元剤のより頻繁な移動が、生産必要高を満たすために要求されることになる。

【0006】

他方、単一段階アプローチは、一般に、カソード及びアノードと一緒に、金属酸化物を相溶性のある溶融電解質の中に浸漬することを含む。アノード及びカソードに給電することにより、金属酸化物（カソードと電気接触）は、電解変化及び溶融電解質を介したイオン交換によって、その対応する金属まで還元させることができる。しかしながら、従来の単一段階アプローチは、多段階アプローチよりも複雑性は少ないが、金属生成物の収率は比較的低い。さらに、金属生成物は、不都合な不純物を依然として含む。

【0007】

本態様は、カソードスクレーパーシステム及び／又は電気精錬システムに使用可能なウラン除去のためのその使用方法を含む。

【0008】

本カソードスクレーパーシステムは複数のカソードアセンブリを備える。各々のカソードアセンブリは複数のカソードロッドを備える。また、本カソードスクレーパーシステムは、複数のカソードロッドの上に堆積した精製ウランを除去する構成にされたカソードスクレーパーアセンブリを備える。カソードスクレーパーアセンブリは、格子状に配置された複数のスクレーパーを備え、複数のスクレーパーの各々は、異なるカソードロッドに対応して配置される。

【0009】

１つの態様において、複数のカソードロッドは、同じ向きを有し、同一平面内に存在するように配置される。複数のスクレーパーは、スクレーパーの列に配置され、各々の列は、異なるカソードアセンブリに対応する。

【0010】

カソードスクレーパーアセンブリは、スクレーパーの列の第１端部に接続した第１支持棒、及びスクレーパーの列の第２端部に接続した第２支持棒を備える。各々のスクレーパーは、外側構造体と中空中心部を備え、中空中心部は、対応するカソードロッドが中空中心部にピッタリ収まり、外側構造体が精製ウランの除去を可能にする寸法にされる。１つの態様において、外側構造体は、精製ウランの除去を容易にするように、角のある上部と角のある下部を備える。

【0011】

本カソードスクレーパーシステムは、さらに、複数のカソードロッドに沿ってカソードスクレーパーアセンブリを移動させる構成にされた機構を備えることができる。この機構は、カソードスクレーパーアセンブリを第１位置から第２位置に移動させることができる。第１位置は、複数のカソードロッドの上部に位置し、第２位置は、複数のカソードロッドの下部に位置する。

【0012】

１つの態様において、この機構は、一組のネジに沿ってカソードスクレーパーアセンブリを第１位置から第２位置に移動させる構成にされた複数のモーターとギアボックスを備える。一組の各々のネジは、カソードスクレーパーアセンブリのコーナーに位置し、複数のカソードロッドと同じ方向に延在する。

【0013】

本方法は、カソードスクレーパーアセンブリによって、複数のカソードロッドの上に堆積した精製ウランを除去することを含む。カソードスクレーパーアセンブリは、格子状に配置された複数のスクレーパーを備え、複数のスクレーパーの各々のスクレーパーは、異なるカソードロッドに対応して配置される。

【0014】

１つの態様において、除去工程が、ある機構により、複数のカソードロッドに沿ってカソードスクレーパーアセンブリを移動させることをさらに含む。この移動工程は、カソードスクレーパーアセンブリを第１位置から第２位置に移動させる。第１位置は、複数のカソードロッドの上部に位置し、第２位置は、複数のカソードロッドの下部に位置する。

【図面の簡単な説明】

【0015】

【図1】例示の態様によるカソード出力分配システムを備えた電気精錬システムの斜視図である。

【図2】例示の態様によるカソード出力分配システムを備えた電気精錬システムの横断面図である。

【図3】例示の態様によるカソードスクレーパーシステムを備えた図１〜２の電気精錬システムを示す。

【図4】例示の態様によるカソードスクレーパーシステムのカソードスクレーパーアセンブリを示す。

【図5】例示の態様によるカソードスクレーパーアセンブリのスクレーパーの上面図を示す。

【図6】例示の態様によるカソードスクレーパーアセンブリのスクレーパーの側面図を示す。

【発明を実施するための形態】

【0016】

以下、添付の図面を参照して例示の態様を詳細に説明する。ここで、本願に開示した具体的な構造的及び機能的な詳細は、例示の態様を説明する目的の代表的なものに過ぎない。例示の態様は、多くの代替形式において具現化することができ、本願に記載の例示の態様にのみ限定されると解釈すべきではない。

【0017】

本明細書では、用語の第１、第２等を種々の構成要素を説明するために用いることがあるが、これらの構成要素はこれらの用語によって限定されるものではないと理解すべきである。これらの用語は、１つの構成要素を別なものと区別するために使用するに過ぎない。例えば、例示の態様の範囲から逸脱することなく、第１構成要素を第２構成要素と称することができ、同様に、第２構成要素を第１構成要素と称することができる。本願における用語「及び／又は」は、関連して列挙した事項の１つ又は複数の任意のもの及び全ての組み合わせを含む。

【0018】

構成要素が別の構成要素に「接続される」、「連結される」、「結合される」、「取り付けられる」、又は「固定される」と言及された場合、他の構成要素に直接接続又は連結されることができ、あるいは、介在する構成要素が存在してもよいと理解すべきである。これに対し、ある構成要素が別な構成要素に「直接接続される」又は「直接連結される」と言及された場合、介在する構成要素は存在しない。構成要素間の関係を表すために用いる別な用語も、同様な仕方で解釈すべきである（例えば、「間で」と「間で直接」、「隣接」と「直接隣接」、等）。

【0019】

本願における用語として、単数形の「１つ」、「１つの」、及び「その」は、別なものを明確に示す言語が無ければ、複数形もまた包含するものとする。さらに、本願における用語「備える」、「備えている」、「含む」、及び／又は「含んでいる」は、記載した特徴、整数、工程、操作、構成要素、及び／又は構成成分の存在を明確に述べるものであるが、１つ又は複数の別な特徴、整数、工程、操作、構成要素、構成成分、及び／又はこれらの群の存在を排除するものではないと理解すべきである。

【0020】

また、留意すべきことは、いくつかの代替の実施態様において、示した機能や行為が、図面に示した又は明細書に記載した順序とは異なって生じ得ることである。例えば、連続して示した２つの図面又は工程が、含まれる機能性や行為に依存して、実際は順次に又は同時に実施され、あるいは、場合により逆順に又は反復して実施されることがある。

【0021】

非限定的態様による電解精製システムは、比較的低純度の核供給物質（例えば、低純度のウラン供給物質）から精製金属（例えば、ウラン）を回収するために使用することができる。この電解精製システムは、本願と同日に出願された米国特許出願（発明の名称「低純度核供給物質から精製金属を回収する電解精製システム」、ＨＤＰ Ｒｅｆ．８５６４−０００２５２・ＵＳ，ＧＥ Ｒｅｆ．２４ＮＳ２５０９３１）に記載されており、この全体の内容が、本願に参照して取り入れられる。この低純度核供給物質は、電解酸化物還元システムの金属生成物であってよい。電解酸化物還元システムは、以降の金属回収を可能にするように、酸化物のその金属形態までの還元を促進する構成であってよい。電解酸化物還元システムは、米国特許出願第１２／９７８，０２７号（２０１０年１２月２３日出願、「電解酸化物還元システム」、ＨＤＰ Ｒｅｆ．：８５６４−０００２２８・ＵＳ，ＧＥ Ｒｅｆ．：２４ＡＲ２４６１４０）に記載されており、この全体の内容が、本願に参照して取り入れられる。

【0022】

一般に、電解精製システムは、容器、複数のカソードアセンブリ、複数のアノードアセンブリ、電力系統、スクレーパー、及び／又はコンベヤーシステムを備えることができる。電解精製システム用の電力系統は、複数のカソードアセンブリ用の共通ブスバーを備えることができる。この電力系統は、本願と同日に出願された米国特許出願（発明の名称「カソード出力分配システムと出力分配用のその使用方法」、ＨＤＰ Ｒｅｆ．８５６４−０００２５４・ＵＳ，ＧＥ Ｒｅｆ．２４ＡＲ２５２７８３）に記載されており、この全体の内容が、本願に参照して取り入れられる。電力は、電気フィードスルーユニットを経て床構造を通って共通ブスバーに供給することができる。この電気フィードスルーユニットは、本願と同日に出願された米国特許出願（発明の名称「電解精製システム用のブスバー電気フィードスルー」、ＨＤＰ Ｒｅｆ．８５６４−０００２５３・ＵＳ，ＧＥ Ｒｅｆ．２４ＡＲ２５２７８２）に記載されており、この全体の内容が、本願に参照して取り入れられる。

【0023】

スクレーパーは、本願の図３〜６を参照してさらに説明する。コンベヤーシステムは、本願と同日に出願された米国特許出願（発明の名称「電解精製システム用の連続回収システム」、ＨＤＰ Ｒｅｆ．８５６４−０００２６０・ＵＳ，ＧＥ Ｒｅｆ．２４ＡＲ２５６３５５）に記載されており、この全体の内容が、本願に参照して取り入れられる。ここで、理解すべきことは、電解精製システムは、それに限定されるのではなく、本願において具体的に特定される別な構成成分を備えてもよいことである。さらに、電解精製システム及び／又は電解酸化物還元システムは、コリウム用に核燃料安定化処理を用いる方法を行うために用いることもできる。この方法は、米国特許出願（発明の名称「コリウム用に核燃料安定化処理を用いる方法」、ＨＤＰ Ｒｅｆ．８５６４−０００２６２・ＵＳ，ＧＥ Ｒｅｆ．２４ＡＲ２５３１９３）に記載されており、この全体の内容が、本願に参照して取り入れられる。

【0024】

上述のように、電解精製システムの低純度核供給物質は、電解酸化物還元システムの金属生成物であってよい。電解酸化物還元システムの運転の間、複数のアノードとカソードのアセンブリが、溶融塩の電解質の中に浸漬される。電解酸化物還元システムの非限定的態様において、溶融塩電解質は塩化リチウム（ＬｉＣｌ）であってよい。溶融塩電解質は、約６５０℃（＋５０℃、−３０℃）の温度に維持することができる。酸化物供給物質（例えば、金属酸化物）を含むカソードアセンブリで還元性電位が発生するように、電気化学プロセスが行われる。還元性電位の影響下で、金属酸化物の金属イオンが金属まで還元され、金属酸化物（ＭＯ）供給物質からの酸素（Ｏ）が、酸素イオンとして溶融塩電解質に溶け込み、それによって、カソードアセンブリの後方に金属（Ｍ）を残存させる。次のようなカソード反応であってよい。

【0025】

ＭＯ＋２ｅ^-→Ｍ＋Ｏ^2-
アノードアセンブリでは、酸素イオンが酸素ガスに変化する。このプロセスの間、電解酸化物還元システムからの酸素ガスを希釈、冷却、及び除去するために、各アノードアセンブリのアノードシュラウドを使用することができる。次のようなアノード反応であってよい。

【0026】

Ｏ^2-→１／２Ｏ₂＋２ｅ^-
金属酸化物は二酸化ウラン（ＵＯ₂）であってよく、還元生成物はウラン金属であってよい。ここで、理解すべきことは、電解酸化物還元システムによって別な種類の酸化物もまた対応する金属まで還元され得るということである。同様に、電解酸化物還元システムで使用される溶融塩電解質は、それに特に限定されず、還元される酸化物供給物質に応じて変化することがある。

【0027】

電解酸化物還元の後、電解酸化物還元システムの金属生成物を含むバスケットは、金属生成物から精製金属を得るためのさらなる処理のため、例示の態様にしたがって電解精製システムに移される。より明確に述べると、電解酸化物還元システムからの金属生成物は、例示の態様による電解精製システム用の低純度核供給物質として役立つと考えられる。とりわけ、金属生成物を含むバスケットは、電解酸化物還元システムにおけるカソードアセンブリである一方、金属生成物を含むバスケットは、電解精製システムにおけるアノードアセンブリである。従来技術の装置に比較して、例示の態様による電解精製システムは、精製金属の大幅に高い収率を可能にする。

【0028】

図１は、非限定的態様によるカソードスクレーパーシステムを備えた電気精錬システムの斜視図である。図２は、非限定的態様によるカソードスクレーパーシステムを備えた電気精錬システムの横断面図である。

【0029】

図１〜２に関し、電気精錬システム１００は、容器１０２、複数のカソードアセンブリ１０４、複数のアノードアセンブリ１０８、電力系統、スクレーパー１１０（例えば、カソードスクレーパーアセンブリ）、及び／又はコンベヤーシステム１１２を備える。複数のカソードアセンブリ１０４の各々は、複数のカソードロッド１０６を備えることができる。電力系統は、床構造１３４を通って延在する電気フィードスルーユニット１３２を備えることができる。床構造１３４はグローブボックスのグローブボックスフロアであってよい。あるいは、床構造１３４はホットセル施設の支持プレートであってよい。コンベヤーシステム１１２は、入口管１１３、トラフ１１６、鎖、複数の羽、出口管１１４、及び／又は排出シュート１２８を備えることができる。

【0030】

容器１０２は、溶融塩の電解質を保持する構成にされる。非限定的態様において、溶融塩の電解質は、ＬｉＣｌ、ＬｉＣｌ−ＫＣｌ共融混合物、又は他の適切な媒体であってよい。容器１０２は、容器１０２の大部分が床構造１３４の下にあるように設置することができる。例えば、容器１０２の上部が、床構造１３４の開口を通って床構造１３４の上に延在することができる。床構造１３４の開口は、容器１０２の寸法に対応することができる。容器１０２は、複数のカソードアセンブリ１０４と複数のアノードアセンブリ１０８を受け入れる構成にされる。

【0031】

複数のカソードアセンブリ１０４は、溶融塩の電解質の中に少なくとも部分的に沈められるように、容器１０２の中に延在する構成にされる。例えば、複数のカソードアセンブリ１０４及び／又は容器１０２の寸法は、複数のカソードアセンブリ１０４の長さの大部分が容器１０２の中の溶融塩の電解質の中に沈められるように調整することができる。各々のカソードアセンブリ１０４は、同じ向きを有して同一平面内に存在するように配置された複数のカソードロッド１０６を備えることができる。

【0032】

複数のアノードアセンブリ１０８は、２つのカソードアセンブリ１０４が各アノードアセンブリ１０８の側面に位置するように、複数のカソードアセンブリ１０４と交互に配置することができる。複数のカソードアセンブリ１０４とアノードアセンブリ１０８は、平行に配置することができる。各々のアノードアセンブリ１０８は、容器１０２によって保持される溶融塩の電解質の中に低純度ウラン供給物質を支持して浸漬する構成にすることができる。複数のアノードアセンブリ１０８及び／又は容器１０２の寸法は、複数のアノードアセンブリ１０８の長さの大部分が容器１０２の中の溶融塩の電解質の中に沈められるように調整することができる。図１〜２において電気精錬システム１００は、１１個のカソードアセンブリ１０４と１０個のアノードアセンブリ１０８を有するように示されているが、本願における例示の態様は、これに限定されないことを理解すべきである。

【0033】

電気精錬システム１００において、カソード出力分配システムは、複数のカソードアセンブリ１０４とアノードアセンブリ１０８に接続される。

【0034】

精製ウランの除去を開始するため、カソードスクレーパーアセンブリ１１０は、複数のカソードロッド１０６の長手に沿って上下に動き、複数のカソードアセンブリ１０４の複数のカソードロッド１０６に堆積した精製ウランを取り除く構成にされる。擦除の結果、取り除かれた精製ウランは、溶融塩の電解質の中を通って容器１０２の底に沈む。カソードスクレーパーアセンブリ１１０は、図３〜６を参照してさらに説明する。

【0035】

コンベヤーシステム１１２は、その少なくとも一部が容器１０２の底に位置するように構成される。例えば、複数のカソードロッド１０６から取り除かれた精製ウランがトラフ１１６に蓄積するように、コンベヤーシステム１１２のトラフ１１６を容器１０２の底に位置させることができる。コンベヤーシステム１１２は、容器１０２から精製ウランを除去するため、トラフ１１６に蓄積した精製ウランを出口管１１４を通して排出シュート１２８まで輸送する構成にされる。

【0036】

図３は、例示の態様によるカソードスクレーパーシステムを備えた図１〜２の電解精製システムを示す。

【0037】

カソードスクレーパーシステムは、カソードスクレーパーアセンブリ１１０と駆動機構を備える。カソードスクレーパーアセンブリ１１０は複数のスクレーパーを備え（例えば、図４〜６の１０７）、各々のスクレーパーは、カソードアセンブリ１０４の異なるカソードロッド１０６に対応する。カソードスクレーパーアセンブリ１１０の詳細は、図４でさらに詳述される。駆動機構は、複数の駆動モーター１０１、複数のギアボックス１０３、及び一組の支持部材１２０を備え、複数の駆動モーター１０１は、一組の支持部材１２０に沿ってカソードスクレーパーアセンブリ１１０を駆動し、それによってカソードロッド１０６から精製ウランを擦除する。

【0038】

複数の駆動モーター１０１は、第１モーター１０１−１及び第２モーター１０１−２を備え、複数のギアボックス１０３は、第１ギアボックス１０３−１、第２ギアボックス１０３−２、第３ギアボックス１０３−３、及び第４ギアボックス１０３−４を備える。各々のギアボックス１０３は、カソードスクレーパーアセンブリ１１０の異なるコーナーに対応する。一組の支持部材１２０は、第１支持部材１２０−１、第２支持部材１２０−２、第３支持部材１２０−３、及び第４支持部材（図示せず）を備える。複数のモーター１０１とギアボックス１０３は、支持プレート１６０の上に構成され、一組の支持部材１２０に接続される。例えば、第１ギアボックス１０３−１が第１支持部材１２０−１に接続され、第２ギアボックス１０３−２が第２支持部材１２０−２に接続され、第３ギアボックス１０３−３が第３支持部材１２０−３に接続され、第４ギアボックス１０３−４が第４支持部材に接続される。カソードスクレーパーアセンブリ１１０の各々のコーナーは、それぞれの支持部材１２０に適合して支持する寸法にされた穴を備える。一組の支持部材１２０はカソードロッド１０６に平行である。１つの態様において、各々の支持部材１２０はネジであってよい。

【0039】

各々のモーター１０１は、別なモーター並びに対応するギアボックス１０３及び支持部材１２０の回転と同期し、それによってカソードスクレーパーアセンブリ１１０を第１位置から第２位置に駆動する（逆もあり得る）。第１位置はカソードロッド１０６の上部に位置することができ、第２位置はカソードロッド１０６の下部に位置することができる。そのようなものとして、駆動機構は、カソードスクレーパーアセンブリ１１０をカソードロッド１０６に沿って動かす。

【0040】

図４は、例示の態様によるカソードスクレーパーシステムのカソードスクレーパーアセンブリ１１０を示す。カソードスクレーパーアセンブリ１００は、格子状に配置された複数のスクレーパー１０７、及び複数のスクレーパー１０７を支持する構成の複数の支持棒１０５を備える。各々のスクレーパー１０７は、異なるカソードロッド１０６に対応して配置される。例えば、複数のスクレーパー１０７はスクレーパー１０７の多数の列１０９を備える。各々の列１０９は、異なるカソードアセンブリ１０４に対応し、多数のスクレーパー１０７を備える。列１０９の数及び各々の列のスクレーパー１０７の数は、２以上の任意の整数であってよい。複数の支持棒１０５は、第１支持棒１０５−１と第２支持棒１０５−２を含む。第１支持棒１０５−１はスクレーパー１０７の列１０９の第１端部に接続され、第２支持棒１０５−２はスクレーパー１０７の列１０９の第２端部に接続される。

【0041】

図５は、例示の態様によるカソードスクレーパーアセンブリ１１０のスクレーパー１０７の上面図を示す。図５に示すように、各々のスクレーパー１０７は、外側構造体と中空中央部を備え、中空中央部は、対応するカソードロッド１０６が中空中央部にピッタリ収まって外側構造体が精製ウランを除去することを可能にする寸法にされる。各々の列１０９の中で、スクレーパー１０７は、スクレーパー１０７と同じ材料の接続部１１１を介して接続される。列１０９の中の隣接スクレーパー１０７の間の間隔は、それぞれのカソードアセンブリ１０４の中の隣接カソードロッド１０６の間の間隔に対応することができる。１つの態様において、各々の列１０９に関し、スクレーパー１０７の外側構造体と接続部１１１は連続構造体を形成し、連続構造体の端部が、第１支持棒１０５−１と第２支持棒１０５−２に接続される。

【0042】

図６は、例示の態様によるカソードスクレーパーアセンブリ１１０のスクレーパー１０７の側面図を示す。図６を参照して、スクレーパー１０７は角のある上部１１３と角のある底部１１５を備える。例えば、列１０９の中で、各々のスクレーパー１０７は、同一平面内に存在するように配列され、対応するカソードロッド１０６は、中空中央部を貫通する。カソードロッド１０６の１つの側面上のスクレーパー１０７の外側構造体の上部は、カソードロッド１０６の別な側面上のスクレーパー１０７の外側構造体の上部と相殺し、それによって角のある上部１１３を形成する。１つの態様において、上部１１３はカソードロッド１０６の軸から４５度の角度をなすことができる。ここで、上部１１３がなす角度は、任意の種類の値を包含することができる。同様に、カソードロッド１０６の１つの側面上のスクレーパー１０７の外側構造体の底部は、カソードロッド１０６の別な側面上の底部と相殺し、それによって角のある底部１１５を形成する。１つの態様において、底部１１５はカソードロッド１０６の軸から４５度の角度をなすことができる。ここで、底部１１５がなす角度は、任意の種類の値を包含することができる。外側構造体の上部と底部の角度形成は、カソードロッド１０６からのウランの除去を容易にし、カソードスクレーパーアセンブリ１１０上の物質の蓄積を除去する。

【0043】

上記に例示の態様を説明してきたが、当業者には、さらなる発明を行うことなく日常的実験によって例示の態様を変化させ得ることが認識されるものと考えられる。例えば、例示の精製システムの１つの側面で例示の態様において電気接触を説明したが、期待されるカソードとアノードのアセンブリ配置、電力レベル、必要なアノード化電位等に基づいて別な数と構造の電気接触が使用され得ることは当然に理解される。種々の変更は、例示の態様の技術的思想と範囲から逸脱すると見なすべきではなく、当業者に自明と考えられるこうした改良はいずれも、特許請求の範囲に含められるべきである。

【図1】

【図2】

【図3】

【図4】

【図5】

【図6】