特許 7222935 プルトニウム（ＩＶ）を還元することなくウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）を分離するためのカルバミド

(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】

(24)【登録日】2023-02-07

(45)【発行日】2023-02-15

(54)【発明の名称】プルトニウム（ＩＶ）を還元することなくウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）を分離するためのカルバミド

(51)【国際特許分類】

   G21C 19/46 20060101AFI20230208BHJP

   C07C 275/06 20060101ALI20230208BHJP

   C07C 275/18 20060101ALI20230208BHJP

   B01D 11/04 20060101ALI20230208BHJP

   C22B 60/04 20060101ALI20230208BHJP

   C22B 3/26 20060101ALI20230208BHJP

   C22B 7/00 20060101ALI20230208BHJP

【ＦＩ】

G21C19/46 624

C07C275/06 CSP

C07C275/18

B01D11/04 B

C22B60/04

C22B3/26

C22B7/00 G

【請求項の数】 21

(21)【出願番号】P 2019571251

(86)(22)【出願日】2018-06-28

(65)【公表番号】

(43)【公表日】2020-09-03

(86)【国際出願番号】 FR2018051606

(87)【国際公開番号】W WO2019002788

(87)【国際公開日】2019-01-03

【審査請求日】2021-06-18

(31)【優先権主張番号】1756057

(32)【優先日】2017-06-29

(33)【優先権主張国・地域又は機関】FR

(73)【特許権者】

【識別番号】502124444

【氏名又は名称】コミッサリア ア レネルジー アトミーク エ オ ゼネルジ ザルタナテイヴ

(73)【特許権者】

【識別番号】591015050

【氏名又は名称】オラノ・デモンテルモ

(73)【特許権者】

【識別番号】522350782

【氏名又は名称】オラノ・ルシクラージュ

(73)【特許権者】

【識別番号】507030070

【氏名又は名称】エレクトリシテ ド フランス

(74)【代理人】

【識別番号】110001416

【氏名又は名称】弁理士法人信栄事務所

(72)【発明者】

【氏名】マリー，セシル

(72)【発明者】

【氏名】ベルジェ，クレマンス

(72)【発明者】

【氏名】モサン，ギヨーム

(72)【発明者】

【氏名】ラッセロ，エミリー

(72)【発明者】

【氏名】アンドレイアディス，エウゲン

(72)【発明者】

【氏名】ギヨモン，ドミニク

(72)【発明者】

【氏名】ミギルディトシャン，マニュエル

(72)【発明者】

【氏名】ソレル，クリスチャン

【審査官】後藤 大思

(56)【参考文献】

【文献】欧州特許出願公開第０２８６２８５２（ＥＰ，Ａ１）

【文献】特開平０６－１５７４４９（ＪＰ，Ａ）

【文献】特表２００５－５３８０７４（ＪＰ，Ａ）

【文献】E. K. DUKES et al.，TETRABUTYL UREA AS EXTRACTANT FOR NITRIC ACID AND SOME ACTINIDE NITRATES，JOURNAL OF INORGANIC AND NUCLEAR CHEMISTRY，1966年10月01日，Vol. 28, No.10，p.2307-2312

(58)【調査した分野】(Int.Cl.，ＤＢ名)

Ｇ２１Ｃ １９／００－１９／５０

２３／００

ＪＳＴＰｌｕｓ（ＪＤｒｅａｍＩＩＩ）

Ｓｃｏｐｕｓ

(57)【特許請求の範囲】

【請求項1】

硝酸中の使用済み核燃料の溶解に由来する水溶液Ａ１のプルトニウム（ＩＶ）から、プルトニウム（ＩＶ）をプルトニウム（ＩＩＩ）に還元することなく、ウラン（ＶＩ）を完全に又は部分的に分離するための抽出剤としての一般式（Ｉ）のカルバミドの使用であって：

【化1】

（式中、
同一又は異なるＲ¹，Ｒ²及びＲ³は、１～１２個の炭素原子を含む直鎖もしくは分岐鎖アルキル基、３～１２個の炭素原子を含むシクロアルキル基、又は４～１３個の炭素原子を含むシクロアルキルアルキル基を表し；
Ｒ⁴は、水素原子、１～１２個の炭素原子を含む直鎖もしくは分岐鎖アルキル基、３～１２個の炭素原子を含むシクロアルキル基、又は４～１３個の炭素原子を含むシクロアルキルアルキル基を表す。）
以下の工程を含み：
ａ）水溶液Ａ１からウラン（ＶＩ）及びプルトニウム（ＩＶ）を共抽出し、その後、水溶液と有機溶液の分離を行う工程であって、該共抽出は、抽出器内で、水溶液と、有機希釈液中に前記カルバミドを含む有機溶液Ｓ１との少なくとも１回の接触を含む工程；
ｂ）ａ）工程で生じた有機溶液からプルトニウム（ＩＶ）及び一部のウラン（ＶＩ）を逆抽出（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）し、その後、有機溶液と水溶液の分離を行う工程であって、該逆抽出は、抽出器内で、有機溶液と、０．１ｍｏｌ／Ｌ～０．５ｍｏｌ／Ｌの硝酸を含む水溶液Ａ２との少なくとも１回の接触を含む工程；及び、
ｃ）ｂ）工程で生じた水溶液中に存在するウラン（ＶＩ）部分の全部又は一部を抽出し、その後、水溶液と有機溶液の分離を行う工程であって、該抽出は、抽出器内で、水溶液と、有機希釈液中に前記カルバミドを含む有機溶液Ｓ２との少なくとも１回の接触を含む工程；
これにより、ウラン（ＶＩ）を含まずプルトニウム（ＩＶ）を含む水溶液、又は、プルトニウム（ＩＶ）とウラン（ＶＩ）の混合物を含む水溶液、及びプルトニウム（ＩＶ）を含まずウラン（ＶＩ）を含む有機溶液が得られる使用。

【請求項2】

前記カルバミドに含まれる炭素原子の総数が１７～２５である、請求項１に記載の使用。

【請求項3】

Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴が、１～１２個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基である、請求項１又は２に記載の使用。

【請求項4】

－Ｒ¹とＲ²は同一であり、Ｒ³とＲ⁴は同一であるがＲ¹及びＲ²とは異なる；又は、
－Ｒ¹とＲ⁴は同一であり、Ｒ²とＲ³は同一であるがＲ¹及びＲ⁴とは異なる；又は、
－Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴は全て同一である、
請求項１～３のいずれか一項に記載の使用：

【請求項5】

Ｒ¹とＲ²は同一であり、１～５個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、Ｒ³とＲ⁴は同一であり、６～１０個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、そして前記カルバミドに含まれる炭素原子の総数が、１９、２１又は２３である、請求項４に記載の使用。

【請求項6】

Ｒ¹とＲ⁴は同一であり、１～５個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、Ｒ²とＲ³は同一であり、６～１０個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、そして前記カルバミドに含まれる炭素原子の総数が、１９、２１又は２３である、請求項４に記載の使用。

【請求項7】

Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴は同一であり、４～８個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基である、請求項４に記載の使用。

【請求項8】

Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³が、１～１２個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基であり、Ｒ⁴は水素原子である、請求項１又は２に記載の使用。

【請求項9】

Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³が、同一である、請求項８に記載の使用。

【請求項10】

Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³が、６～８個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基である、請求項９に記載の使用。

【請求項11】

前記カルバミドが、Ｎ，Ｎ，Ｎ’－トリ－ｎ－オクチル尿素；Ｎ，Ｎ，Ｎ’－トリ（２－エチルヘキシル）尿素；Ｎ，Ｎ－ジ（２－エチルヘキシル）－Ｎ’－ｎ－オクチル尿素；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｎ－ブチル尿素；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｎ－ペンチル尿素；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｎ－ヘキシル尿素；Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｎ－オクチル尿素；Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ブチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘキシル尿素；Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘプチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－プロピル尿素；Ｎ，Ｎ’－ジエチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－オクチル尿素；又は、Ｎ，Ｎ’－ジメチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ノニル尿素である、請求項１又は２に記載の使用。

【請求項12】

有機溶液Ｓ１及びＳ２が、０．５ｍｏｌ／Ｌ～２ｍｏｌ／Ｌの前記カルバミドを含む、請求項１～１１のいずれか一項に記載の使用。

【請求項13】

更にａ）工程が、アメリシウム、キュリウム及び核分裂生成物について、ウラン（ＶＩ）及びプルトニウム（ＩＶ）の共抽出由来の有機溶液を除染し、その後、有機溶液と水溶液の分離を行う工程を含み、該除染は、抽出器内で、有機溶液と１ｍｏｌ／Ｌ～６ｍｏｌ／Ｌの硝酸を含む水溶液Ａ３との接触を少なくとも１回含む、請求項１～１２のいずれか一項に記載の使用。

【請求項14】

ｂ）工程が行われる前記抽出器において、ａ）工程由来の有機溶液と水溶液Ａ２との接触が、１より大きい流量比Ｏ／Ａの有機溶液と水溶液の向流循環を含む、請求項１～１３のいずれか一項に記載の使用。

【請求項15】

更に、ｃ）工程由来の有機溶液からウラン（ＶＩ）を逆抽出し、その後、有機溶液と水溶液の分離を行う工程を含み、該逆抽出は、有機溶液と最大０．０５ｍｏｌ／Ｌの硝酸を含む水溶液Ａ５との接触を少なくとも１回含む、請求項１～１４のいずれか一項に記載の使用。

【請求項16】

一般式（Ｉ）のカルバミド：

【化2】

式中、
Ｒ¹及びＲ⁴は同一であって１～４個の炭素原子を含む直鎖アルキル基であり、
Ｒ²及びＲ³は同一であって６～９個の炭素原子を含む直鎖アルキル基であり、及び、
当該カルバミドに含まれる炭素原子の総数は２１である。

【請求項17】

Ｎ，Ｎ’－ジエチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－オクチル尿素、又は、Ｎ，Ｎ’－ジメチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ノニル尿素である、請求項１６に記載のカルバミド。

【請求項18】

特定の式（ＩＩ）のカルバミド：

【化3】

式中、
Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³は、同一又は異なり、８～１２個の炭素原子を含む直鎖もしくは分岐鎖アルキル基である。

【請求項19】

含まれる炭素原子の総数が１７～２５である、請求項１８のカルバミド。

【請求項20】

Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³は同一である、請求項１８又は１９に記載のカルバミド。

【請求項21】

Ｎ，Ｎ，Ｎ’－トリ－ｎ－オクチル尿素、Ｎ，Ｎ，Ｎ’－トリ（２－エチルヘキシル）尿素、又は、Ｎ，Ｎ－ジ（２－エチルヘキシル）－Ｎ’－ｎ－オクチル尿素である、請求項１８～２０のいずれか一項に記載のカルバミド。

【発明の詳細な説明】

【技術分野】

【0001】

本発明は使用済み核燃料処理の分野に関する。

【0002】

より具体的には、本発明は、使用済み核燃料の硝酸中への溶解から得られる水溶液を使用して、プルトニウム（ＩＶ）からプルトニウム（ＩＩＩ）への還元を行わない液液抽出により、プルトニウム（ＩＶ）からウラン（ＶＩ）を完全に又は部分的に分離するための抽出剤としてのカルバミド（すなわち尿素誘導体）の使用に関する。

【0003】

また、極めて有利な抽出剤特性を有する新規カルバミドにも関する。

【0004】

特に本発明は、ウラン（特にウラン酸化物－ＵＯＸ）又はウランとプルトニウム（特にウランとプルトニウムの混合酸化物－ＭＯＸ）をベースとする使用済み核燃料の処理における用途を見い出す。

【背景技術】

【0005】

世界中に存在する全ての使用済み核燃料処理プラント（フランスのＬａ Ｈａｇｕｅ、日本の六ヶ所村、英国のＳｅｌｌａｆｉｅｌｄ等）で使用されているＰＵＲＥＸ法は、リン酸トリ－ｎ－ブチル（又はＴＢＰ）を抽出剤として使用し、液液抽出により、これらの燃料を硝酸中に溶解して得られる水溶液からウラン（ＶＩ）及びプルトニウム（ＩＶ）を回収する。

【0006】

この方法では、ＴＢＰは、脂肪族希釈液（水添テトラプロピレン（もしくはＴＰＨ）、ｎ－ドデカン又は灯油）の３０％（ｖ／ｖ）溶液で使用される。この有機溶液は、本技術分野では、通常「溶媒」と呼ばれる。

【0007】

ＰＵＲＥＸ法を使用したウラン及びプルトニウムの回収は、以下の複数のサイクルで実施される：
－第１の、ウラン（ＶＩ）及びプルトニウム（ＩＶ）精製サイクル（「１ＣＵＰｕ」として知られる）であって、ウラン（ＶＩ）及びプルトニウム（ＩＶ）を当該第１のサイクルにおける２つの水流に分離し、これらの元素をアメリシウム、キュリウム及び核分裂生成物から除染することを目的とするサイクル；
－第２の、ウラン（ＶＩ）精製サイクル（「２ＣＵ」として知られる）であって、最終製品であるウランのＡＳＴＭ規格で定義された仕様を満たすために当該元素の除染を完了することを目的とするサイクル；並びに、
－第２のサイクル、及び特定のプラントの場合は第３のプルトニウム（ＩＶ）精製サイクル（それぞれ「２ＣＰｕ」及び「３ＣＰｕ」として知られる）であって、最終製品であるプルトニウムのＡＳＴＭ規格で定義された仕様を満たすために当該元素の除染を完了し、酸化物ＰｕＯ_２に転換する前にこれを濃縮することを目的とするサイクル。

【0008】

ＰＵＲＥＸ法の性能は満足のいくものであり、これを使用したプラントの試運転以降に得られたフィードバックは肯定的である。

【0009】

しかしながら、将来の使用済み核燃料処理プラントに予定されている簡便性、コンパクトな設計及び安全性の向上の観点からＴＢＰの使用には制限があり、当該抽出剤を用いて目標を達成する可能性を無効にする。

【0010】

主な制限は、ウランとプルトニウムを２つの水流に分離するには、プルトニウム（ＩＶ）からプルトニウム（ＩＩＩ）への還元が必要になるという事実に起因する（ＴＢＰを使用すると、ウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）の分離係数は、当該分離の実施に使用される水溶液の酸性度とは無関係に不十分となるため）。したがって、分解によって不安定な反応種を発生させる多量の還元剤及び抗亜硝酸剤（ａｎｔｉ－ｎｉｔｒｏｕｓ ａｇｅｎｔ）の使用は、したがって安全性の面で制限が多い。

【0011】

硝酸中の使用済み核燃料の溶解に由来する水溶液から定量的にウランとプルトニウムを共抽出し、プルトニウム（ＩＶ）をプルトニウム（ＩＩＩ）に還元することなく、これら２つの元素の完全な又は部分的な分離を実施するのに適した抽出剤の提供は、したがって多くの研究を生み出している。

【0012】

したがって、特許文献１においては、Ｎ，Ｎ－ジ（２－エチルヘキシル）－３，３－ジメチルブタンアミド（又はＤＥＨＤＭＢＡ）等の対称Ｎ、Ｎ－ジアルキルアミドの使用が提案され、特許文献２においては、Ｎ－メチル－Ｎ－オクチル－２－エチルヘキサンアミド（又はＭＯＥＨＡ）等の「非対称」Ｎ、Ｎ－ジアルキルアミドの使用が提案されている。いずれの場合も、Ｎ、Ｎ－ジアルキルアミドは非常に有利な性能を示す。

【0013】

更に、カルバミドによる硝酸水溶液のウラン（ＶＩ）及びプルトニウム（ＩＶ）の抽出に関する３つの研究が文献に発表されている。これらは以下から成る：非特許文献１に報告されたＥ．Ｋ．Ｄｕｋｅｓ及びＴ．Ｈ．ＳｉｄａｌｌによるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｎ－ブチル尿素を用いて行った研究；また非特許文献２に報告されたＧ．Ｍ．ＣｈｕｍａｋｏｖａらによるＮ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｎ－ブチル尿素を用いて行った研究；更に、非特許文献３に報告されたＢ．Ｇ．ＶａｔｓらによるＮ，Ｎ－ジエチル－Ｎ’，Ｎ’－ジイソブチル尿素（又はＤＥＤｉＢＵ）及びＮ，Ｎ－ジエチル－Ｎ’，Ｎ’－ジ－ｎ－オクチル尿素（又はＤＥＤＯＵ）を用いて行った最近の研究。

【0014】

これらの研究は、ウラン（ＶＩ）及びプルトニウム（ＩＶ）の抽出剤としてのテトラアルキル化カルバミドの可能性を実証している。しかしながら、これらのいずれも、このタイプの化合物を使用して、使用済み核燃料の溶解に由来する水溶液からウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）を共抽出し、その後、プルトニウム（ＩＶ）をプルトニウム（ＩＩＩ）に還元する必要なくプルトニウム（ＩＶ）からウラン（ＶＩ）を完全に又は部分的に分離できる可能性を示していない。

【0015】

しかし、彼らの研究の範囲内で、本発明者は、いくつかのカルバミドが次のような抽出剤特性を有することを実際に観察した：
－例えば使用済み核燃料の硝酸中の溶解に由来する水溶液が示す強酸性の水相の存在下では、当該水相のこれら２つの元素の定量的な共抽出を可能にするのに適したウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）の分離係数が得られる；及び
－中程度の酸性度の水相の存在下では、プルトニウム（ＩＶ）をプルトニウム（ＩＩＩ）に還元する必要なく、プルトニウム（ＩＶ）からウラン（ＶＩ）を必要に応じて任意に完全に又は部分的に分離するのを可能にするのに適したＵ（ＶＩ）／Ｐｕ（ＩＶ）分離係数が得られる。

【0016】

本発明は、これらの観察に基づく。

【先行技術文献】

【特許文献】

【0017】

【文献】国際公開第２０１７／０１７２０７号

【文献】国際公開第２０１７／０１７１９３号

【非特許文献】

【0018】

【文献】Ｅ．Ｋ．Ｄｕｋｅｓ ａｎｄ Ｔ．Ｈ．Ｓｉｄａｌｌ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ １９６６，２８（１０），２３０７－２３１２

【文献】Ｇ．Ｍ．Ｃｈｕｍａｋｏｖａ ｅｔ ａｌ．，Ｒａｄｉｏｋｈｉｍｉｙａ １９８０，２２（２），２１３－２１７

【文献】Ｂ．Ｇ． Ｖａｔｓ ｅｔ ａｌ．，Ｄａｌｔｏｎ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ２０１６，４５（２５），１０３１９－１０３２５

【発明の概要】

【0019】

第１に、本発明は、硝酸中の使用済み核燃料の溶解に由来する水溶液Ａ１のプルトニウム（ＩＶ）から、プルトニウム（ＩＶ）をプルトニウム（ＩＩＩ）に還元することなく、ウラン（ＶＩ）を完全に又は部分的に分離するための抽出剤としての一般式（Ｉ）のカルバミドの使用に関する：

【0020】

【化1】

【0021】

式中、
同一又は異なるＲ¹，Ｒ²及びＲ³は、１～１２個の炭素原子を含む直鎖もしくは分岐鎖アルキル基、３～１２個の炭素原子を含むシクロアルキル基、又は４～１３個の炭素原子を含むシクロアルキルアルキル基を表し；
Ｒ⁴は、水素原子、１～１２個の炭素原子を含む直鎖もしくは分岐鎖アルキル基、３～１２個の炭素原子を含むシクロアルキル基、又は４～１３個の炭素原子を含むシクロアルキルアルキル基を表す。

【0022】

当該使用は以下を含む：
ａ）水溶液からのウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）の共抽出（共抽出は、抽出器において、水溶液Ａ１と有機希釈液中に前記カルバミドを含む有機溶液Ｓ１との少なくとも１回の接触を含む）と、その後に続く水溶液と有機溶液の分離；
ｂ）ａ）工程で生じた有機溶液からのプルトニウム（ＩＶ）と、一部のウラン（ＶＩ）の逆抽出（ｓｔｒｉｐｐｉｎｇ）（逆抽出は、抽出器において、有機溶液Ｓ１と０．１ｍｏｌ／Ｌ～０．５ｍｏｌ／Ｌの硝酸を含む水溶液Ａ２との少なくとも１回の接触を含む）と、その後に続く有機溶液と水溶液の分離；及び、
ｃ）ｂ）工程で生じた水溶液中に存在するウラン（ＶＩ）部分の全部又は一部の抽出（抽出は、抽出器において、水溶液と有機希釈液中に前記カルバミドを含む有機溶液Ｓ２との少なくとも１回の接触を含む）と、その後に続く水溶液と有機溶液の分離；
これにより、ウラン（ＶＩ）を含まずプルトニウム（ＩＶ）を含む水溶液、又は、プルトニウム（ＩＶ）とウラン（ＶＩ）の混合物を含む水溶液、及びプルトニウム（ＩＶ）を含まずウラン（ＶＩ）を含む有機溶液が得られる。

【0023】

上記及び下記において、表現「・・・から・・・までを含む」、「・・・から・・・までの範囲」及び「・・・と・・・の間」は同義であり、境界が含まれることを示す。

【0024】

「１～１２個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基」とは、メチル、エチル、ｎ－プロピル、イソプロピル、ｎ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル、イソブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｎ－ペンチル、ｓｅｃ－ペンチル、イソペンチル、ｎ－ヘキシル、イソヘキシル、ｎ－ヘプチル、イソヘプチル、ｎ－オクチル、イソオクチル、ｎ－ノニル、イソノニル、ｎ－デシル、イソデシル、ｎ－ウンデシル、ｎ－ドデシル、２－メチルブチル、２－メチルペンチル、３－メチルペンチル、２－メチルヘキシル、３－メチルヘキシル、２－メチルヘプチル、２－メチルオクチル、２－エチルヘキシル、１，５－ジメチルヘキシル、２，４，４－トリメチルペンチル、２－エチルヘプチル、１，２－ジメチルヘプチル、２，６－ジメチルヘプチル、３，５，５－トリメチルヘキシル、２－メチルノニル、３，７－ジメチルオクチル、２，４，６－トリメチルヘプチル、２－ブチルヘキシル基等の１、２、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２個の炭素原子を含む任意の直鎖又は分岐鎖アルキル基であると理解される。

【0025】

「３～１２個の炭素原子を含むシクロアルキル基」とは、当該シクロアルキル基に含まれる炭素原子の総数（置換基を有する場合は置換基を含む）が、３、４、５、６、７、８、９、１０、１１又は１２である、１又は複数の縮合又は架橋環を有する任意のシクロアルキル基（当該環は１又は複数のアルキル基で任意に置換されている）であると理解される。このようなシクロアルキル基は、例えば、シクロプロピル、シクロブチル、シクロペンチル、シクロヘキシル、シクロヘプチル、シクロオクチル、デカヒドロナフタレニル、ビシクロプロピル、ビシクロヘキシル基、１又は複数のメチル、エチル、ｎ－プロピル、ｉｓｏ－プロピル、ｎ－ブチル、ｉｓｏ－ブチル、ｔｅｒｔ－ブチル、ｓｅｃ－ブチル基等で置換されたシクロペンチル又はシクロヘキシル基である。

【0026】

「４～１３個の炭素原子を含むシクロアルキルアルキル基」とは、その置換基を含むアルキル基の炭素原子の総数が、４、５、６、７、８、９、１０、１１、１２又は１３である、シクロアルキル基で置換された任意の直鎖又は分岐鎖アルキル基であると理解される。このようなシクロアルキルアルキル基は、例えば、３－シクロヘキシルプロピル、３－シクロヘキシルブチル、３－シクロヘキシル－２－メチルブチル、４－シクロヘキシル－１－メチルブチル、４－シクロヘキシル－２－メチルブチル、４－シクロヘキシル－３－メチルブチル、４－シクロヘキシル－１－エチルブチル、４－シクロヘキシル－２－エチルブチル、４－シクロヘキシル－１－プロピルブチル、４－シクロヘキシル－２－プロピルブチル、４－シクロヘキシルペンチル、４－シクロヘキシル－２－メチルペンチル基等である。

【0027】

更に、用語「有機溶液」と「有機相」は同義かつ互換可能であり、同様に、用語「水溶液」と「水相」は同義かつ互換可能である。

【0028】

シクロアルキル基とは、唯一の炭素鎖又は主炭素鎖が環状であるアルキル基であると考えられる限り、本発明の使用に適したカルバミドは、テトラアルキル化カルバミド（Ｒ⁴が水素原子と異なる場合）又は確かにトリアルキル化カルバミド（Ｒ⁴が水素原子を表す場合）と説明することができる。したがって、この説明を以下に使用する。

【0029】

本発明によれば、カルバミドに含まれる炭素原子の総数は、優先的に１７～２５である。

【0030】

カルバミドがテトラアルキル化されている場合、好ましくは、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴は、１～１２個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基を表す。

【0031】

更に、以下が好ましい：
－Ｒ¹とＲ²は同一であり、Ｒ³とＲ⁴は同一であるがＲ¹及びＲ²とは異なる、又は確かに、
－Ｒ¹とＲ⁴は同一であり、Ｒ²とＲ³は同一であるがＲ¹及びＲ⁴とは異なる、又は確かに、
－Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴は全て同一である。

【0032】

Ｒ¹とＲ²は同一であり、Ｒ³とＲ⁴は同一であるがＲ¹及びＲ²とは異なる場合、Ｒ¹とＲ²は優先的に１～５個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、一方Ｒ³とＲ⁴は優先的に６～１０個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、そしてカルバミドに含まれる炭素原子の総数は、好ましくは１９、２１又は２３である。

【0033】

同様に、Ｒ¹とＲ⁴は同一であり、Ｒ²とＲ³は同一であるがＲ¹及びＲ⁴とは異なる場合、Ｒ¹とＲ⁴は優先的に１～５個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、Ｒ²とＲ³は優先的に６～１０個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基を表し、そしてカルバミドに含まれる炭素原子の総数は、この場合も好ましくは１９、２１又は２３である。

【0034】

Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴は同一である場合、Ｒ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴は、４～８個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基であり、ｎ－ブチル、ｎ－ペンチル、ｎ－ヘキシル、ｎ－ヘプチル及びｎ－オクチル基が特に好ましい。

【0035】

カルバミドがトリアルキル化される場合、Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³は、好ましくは１～１２個の炭素原子、より好ましくは２～１０個の炭素原子、更により好ましくは４～８個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基を表す。

【0036】

更に、Ｒ¹はＲ²と同一であることが好ましく、Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³は全て同一であることがより好ましい。この場合、Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³は、好ましくは６～８個の炭素原子を含む直鎖又は分岐鎖アルキル基である。

【0037】

したがって、好ましいカルバミドの例として以下を挙げることができる：
・ Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｎ－ブチル尿素（又は、ＴＢＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴がｎ－ブチル基である）；
・ Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｎ－ペンチル尿素（又は、ＴＰＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴がｎ－ペンチル基である）；
・ Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｎ－ヘキシル尿素（又は、ＴＨＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴がｎ－ヘキシル基である）；
・ Ｎ，Ｎ，Ｎ’，Ｎ’－テトラ－ｎ－オクチル尿素（又は、ＴＯＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹，Ｒ²，Ｒ³及びＲ⁴がｎ－オクチル基である）；
・ Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ブチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘキシル尿素（又は、ＤＢＤＨＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹及びＲ⁴がｎ－ブチル基であり、Ｒ²及びＲ³がｎ－ヘキシル基である）；
・ Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘプチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－プロピル尿素（又は、ＤＨＤＰＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹及びＲ⁴がｎ－プロピル基であり、Ｒ²及びＲ³がｎ－ヘプチル基である）；
・ Ｎ，Ｎ’－ジエチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－オクチル尿素（又は、ｓｙｍ－ＤＥＤＯＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹及びＲ⁴がエチル基であり、Ｒ²及びＲ³がｎ－オクチル基である）；
・ Ｎ，Ｎ’－ジメチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ノニル尿素（又は、ＤＭＤＮＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹及びＲ⁴がメチル基であり、Ｒ²及びＲ³がｎ－ノニル基である）；
・ Ｎ，Ｎ，Ｎ’－トリ－ｎ－オクチル尿素（又は、ＴｒＯＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹，Ｒ²及びＲ³がｎ－オクチル基であり、Ｒ⁴が水素原子である）；
・ Ｎ，Ｎ，Ｎ’－トリ（２－エチルヘキシル）尿素（又は、ＴｒＥＨＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹，Ｒ²及びＲ³が２－エチルヘキシル基であり、Ｒ⁴が水素原子である）；及び、
・ Ｎ，Ｎ－ジ（２－エチルヘキシル）－Ｎ’－ｎ－オクチル尿素（又は、ＤＥＨＯＵ）（一般式（Ｉ）のＲ¹及びＲ²が２－エチルヘキシル基であり、Ｒ³がｎ－オクチル基であり、Ｒ^４が水素原子である）。

【0038】

これらのカルバミドのうち、中程度の酸性度（すなわち、０．１ｍｏｌ／Ｌ～０．５ｍｏｌ／Ｌの硝酸を含む水相の存在下）において、プルトニウム（ＩＶ）に対して、ウラン（ＶＩ）に特に高い選択性を示すという点で、カルバミドＴＢＵ、ＴＨＵ、ＴＰＵ、ＤＢＤＨＵ、ＤＨＤＰＵ、ｓｙｍ－ＤＥＤＯＵ及びＤＭＤＮＵが最も好ましい。

【0039】

本発明によれば、有機溶液Ｓ１及びＳ２は、好ましくは０．５ｍｏｌ／Ｌ～２ｍｏｌ／Ｌ、より好ましくは１ｍｏｌ／Ｌ～１．４ｍｏｌ／Ｌのカルバミドを含む。

【0040】

有機希釈液は、有利には非環式炭化水素又は非環式炭化水素の混合物、例えばｎ－ドデカン、水素化テトラプロピレン（又はＴＰＨ）、灯油、Ｉｓａｎｅ（商標）ＩＰ－１８５Ｔ又はＩｓａｎｅ（商標）ＩＰ－１７５Ｔであり、ＴＰＨが好ましい。

【0041】

硝酸中の使用済み核燃料の溶解に由来する水溶液に関しては、典型的には３ｍｏｌ／Ｌ～６ｍｏｌ／Ｌの硝酸を含む。

【0042】

好ましくは、ａ）工程は、アメリシウム、キュリウム及び核分裂生成物について、ウラン（ＶＩ）及びプルトニウム（ＩＶ）の共抽出由来の有機溶液の除染（当該除染は、抽出器において、有機溶液と１ｍｏｌ／Ｌ～６ｍｏｌ／Ｌの硝酸を含む水溶液Ａ３との接触を少なくとも含む）と、その後に続く有機溶液と水溶液の分離を更に含む。当該除染は、除染された有機溶液の脱酸によって任意に補われ、当該脱酸は、抽出器において、除染由来の有機溶液を、０．１ｍｏｌ／Ｌ～１ｍｏｌ／Ｌ、より好ましくは０．５ｍｏｌ／Ｌの硝酸を含む水溶液Ａ４との接触を少なくとも含み、有機溶液と水溶液の分離がこれに続く。

【0043】

また好ましくは、ｂ）工程が行われる抽出器において、ａ）工程由来の有機溶液と水溶液Ａ２との接触は、有利には１より大きく、好ましくは３以上、より好ましくは５以上の流量比Ｏ／Ａ（有機溶液／水溶液）の有機溶液と水溶液の向流循環を含む。それにより、プルトニウム（ＩＶ）の濃縮逆抽出（それが逆抽出された有機溶液中の当該元素が示す濃度よりもプルトニウム（ＩＶ）の濃度が高い水溶液が得られるプルトニウム（ＩＶ）の逆抽出）が達成される。

【0044】

本発明によれば、ｃ）工程由来の有機溶液中に存在するウラン（ＶＩ）は、抽出器内で、有機溶液を、最大０．０５ｍｏｌ／Ｌ、より好ましくは最大０．０１ｍｏｌ／Ｌの硝酸を含む水溶液Ａ５と少なくとも１回接触させることにより、当該溶液から引き続き逆抽出することができる。有機溶液と水溶液の分離がこれに続く。当該逆抽出は、周囲温度、又はウラン（ＶＩ）の逆抽出を促進するのに適した４０℃～５０℃の温度で実施できる。更に、ウラン（ＶＩ）が濃縮されて逆抽出されるように、１より大きい流量比Ｏ／Ａを用いて実施できる。

【0045】

本発明の使用に適したカルバミドのうち、テトラアルキル化カルバミドＴＢＵ、ＴＨＵ、ＴＯＵ及びＴＰＵ等のいくつかは、先行技術に属する。

【0046】

それに対し、一方のテトラアルキル化カルバミドＤＢＤＨＵ、ＤＨＤＰＵ、ｓｙｍ－ＤＥＤＯＵ及びＤＭＤＮＵ等の別のもの、及び他方のトリアルキル化カルバミドＴｒＯＵ、ＴｒＥＨＵ及びＤＥＨＯＵは、本発明者の知る限り、先行技術には記載されていない。

【0047】

したがって、本発明の対象は、上記一般式（Ｉ）のテトラアルキル化カルバミド（式中、Ｒ¹及びＲ⁴は同一であって１～４個の炭素原子を含む直鎖アルキル基を表し、Ｒ²及びＲ³は同一であって６～９個の炭素原子を含む直鎖アルキル基を表し、当該カルバミドに含まれる炭素原子の総数は２１に等しい）である。

【0048】

当該テトラアルキル化カルバミドは、カルバミドＤＢＤＨＵ、カルバミドＤＨＤＰＵ、カルバミドｓｙｍ－ＤＥＤＯＵ又はカルバミドＤＭＤＮＵであり、優先的には、カルバミドｓｙｍ－ＤＥＤＯＵ及びＤＭＤＮＵである。

【0049】

それ自体既知の方法で、当該テトラアルキル化カルバミドは、具体的には、式ＲＮＨＣ（Ｏ）ＮＨＲ（式中、ＲはカルバミドのＲ²及びＲ³と同じ意味を有する）のＮ，Ｎ’－ジアルキル尿素と、ハロゲノアルカンＨａｌＲ’、例えばヨードアルカンＩＲ’（式中、Ｒ’はカルバミドのＲ¹及びＲ⁴と同じ意味を有する）を、有機媒体中、例えばテトラヒドロフラン中で、水素化ナトリウム等の金属水素化物の存在下で、反応させて得ることができる。

【0050】

更に本発明は、特定の式（ＩＩ）のトリアルキル化カルバミドに関する：

【0051】

【化2】

【0052】

式中、
同一又は異なるＲ¹，Ｒ²及びＲ³は、８～１２個の炭素原子を含む直鎖もしくは分岐鎖アルキル基、又は３～１２個の炭素原子を含むシクロアルキル基である。ただし、Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³の少なくとも１つはシクロアルキル基ではない。

【0053】

また式中、特定の式（ＩＩ）のカルバミドに含まれる炭素原子の総数は、優先的に１７～２５である。

【0054】

当該カルバミドにおいて、Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³は、それぞれ直鎖又は分岐鎖アルキル基を表すことが好ましく、ｎ－オクチル及び２－エチルヘキシル基が最も特に好ましい。

【0055】

更に、Ｒ¹はＲ²と同一であることが好ましく、Ｒ¹，Ｒ²及びＲ³は互いに同一であることがより好ましい。

【0056】

本発明によれば、特定の式（ＩＩ）のカルバミドは、有利にはカルバミドＴｒＯＵ、カルバミドＴｒＥＨＵ又はカルバミドＤＥＨＯＵであり、カルバミドＴｒＯＵ及びＴｒＥＨＵが最も特に好ましい。

【0057】

それ自体既知の方法で、当該カルバミドは、特に有機媒体中、例えば無水ジクロロメタン中で、式Ｒ¹Ｒ²ＮＨ（式中、Ｒ¹及びＲ²は上で定義した通りである）の二級アミンと、式Ｒ³ＮＣＯ（式中、Ｒ³は上で定義した通りである）のイソシアネートを反応させることにより得ることができる。

【0058】

非常に有利な抽出剤特性を有することに加えて、カルバミドは、その分解生成物と同様に、炭素、水素、酸素及び窒素原子のみを含むという利点も有し、そのため完全に焼却可能であり、二次廃棄物に不利をもたらさない。

【0059】

本発明のさらなる特徴及び利点は、以下の補足説明から明らかになるであろう。

【0060】

しかし、当該補足説明は単に説明のために提供されるものであり、いかなる状況においても、本発明を限定するものとして解釈されるべきではないことは明らかである。

【図面の簡単な説明】

【0061】

【図1】図１は、本発明の使用の好ましい実施形態の原理図を表す。この図では、長方形１～４は、使用済み核燃料の処理に従来使用されている多段抽出器（ミキサーセトラ、パルスカラム、又は遠心抽出器）を表している。有機相は実線で表され、一方、水相は点線で表されている。

【実施例】

【0062】

実施例Ｉ：テトラアルキル化及びトリアルキル化カルバミドの合成
Ｉ．１－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ブチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘキシル尿素又はＤＢＤＨＵ：
カルバミドＤＢＤＨＵは以下の通り合成される：
－無水ジクロロメタン中でｎ－ヘキシルイソシアネート（５ｍＬ，３４．３ｍｍｏｌ）とｎ－ヘキシルアミン（０．３ｍｏｌ／Ｌ，１．２ｅｑ．）を反応させて、Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘキシル尿素を得る；次いで、
－テトラヒドロフラン（ＴＨＦ）中でＮ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘキシル尿素（７．６ｇ，３３．４ｍｍｏｌ）とヨードブタン（５ｅｑ．）を反応させる。

【0063】

これを行うために、無水ジクロロメタン中のｎ－ヘキシルアミンの溶液に０℃でｎ－ヘキシルイソシアネートの溶液を滴下する。反応混合物を０℃で１時間撹拌し、次いで周囲温度に戻し、オーバーナイトで撹拌する。溶媒を減圧下で蒸発させ、生成物をジクロロメタン／メタノール混合物（９５／５，ｖ：ｖ）を用いてシリカゲル上で精製して、７．６ｇのＮ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘキシル尿素を得た（収率：＞９７％）。

【0064】

次に、ＴＨＦ中の６０％（ｗ／ｗ）（８ｅｑ．）のＮａＨの懸濁液を、０℃でＴＨＦ中のＮ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘキシル尿素の溶液に分割して加える。反応混合物を０℃で２時間撹拌し、次いでヨードブタンを滴下する。混合物を周囲温度に戻し、次いで還流する。オーバーナイト後、混合物を０℃に冷却し、水を補充する。水相をジエチルエーテルで抽出する。次いで有機相を飽和塩化ナトリウム（ＮａＣｌ）溶液で洗浄し、硫酸ナトリウム（Ｎａ₂ＳＯ₄）で乾燥させる。溶媒を減圧下で蒸発させ、得られた固体をシクロヘキサン／酢酸エチル混合物（９９／１～９０／１０，ｖ：ｖ）を用いてシリカゲル上で精製し、１０．５ｇのカルバミドＤＢＤＨＵを得る（収率：＞９５％）。当該カルバミドの特性を以下に示す。

【0065】

¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：３．１２（ｍ，８Ｈ）；１．５０（ｍ，８Ｈ）；１．２８（ｍ，１６Ｈ）；０．９２（ｍ，１２Ｈ）
¹³Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，１０１ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：１６５；４８．５；４８．１；３１．６；３０．１；２７．９；２６．７；２２．６；２０．２；１４．０；１３．９
ＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：３４１（ＭＨ⁺）；６８２（２ＭＨ⁺）；７０３（２ＭＮａ⁺）
ＧＣ－ＨＲＭＳ（ポジティブモード ＥＩ）：純度＞９９％；計算精密質量Ｃ₂₁Ｈ₄₄Ｎ₂Ｏ：３４０．３４４８；実測値：３４０．３４１２

【0066】

Ｉ．２－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘプチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－プロピル尿素又はＤＨＤＰＵ：
カルバミドＤＢＤＨＵは以下の通り合成される：
－無水ジクロロメタン中でｎ－ヘプチルイソシアネート（５ｇ，３５．４ｍｍｏｌ）とｎ－ヘプチルアミン（０．３ｍｏｌ／Ｌ，１．２ｅｑ．）を反応させて、Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘプチル尿素を得る；次いで、
－ＴＨＦ中でＮ，Ｎ’－ジ－ｎ－ヘプチル尿素（８．８ｇ，３４．３ｍｍｏｌ）とヨードプロパン（５ｅｑ．）を反応させる；
ＤＢＤＨＵの合成については、上記のセクション１．１で説明したプロトコルと同じプロトコルに従う。

【0067】

これにより、１１．２ｇのカルバミドＤＨＤＰＵが得られる（収率：＞９６％）。その特性を以下に示す。

【0068】

¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃．４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：３．０７（ｍ，８Ｈ）；１．５０（ｍ，８Ｈ）；１．２５（ｍ，１６Ｈ）；０．８６（ｍ，１２Ｈ）
¹³Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃．１０１ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：１６３．７；４８．５；４６．７；３０．２；２７．５；２６．４；２５．４；２１．０；１９．６；１２．４；９．８
ＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：３４１（ＭＨ⁺）；３６３（ＭＮａ⁺）；６８２（２ＭＨ⁺）；７０３（２ＭＮａ⁺）
ＧＣ－ＨＲＭＳ（ポジティブモード ＥＩ）：純度９９．１％；計算精密質量Ｃ₂₁Ｈ₄₄Ｎ₂Ｏ：３４０．３４４８；実測値：３４０．３４３８

【0069】

Ｉ．３－Ｎ，Ｎ’－ジエチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－オクチル尿素又はｓｙｍ－ＤＥＤＯＵ：
カルバミドｓｙｍ－ＤＥＤＯＵは以下の通り合成される：
－無水ジクロロメタン中でｎ－オクチルイソシアネート（５ｇ，３２．２ｍｍｏｌ）とｎ－オクチルアミン（０．３ｍｏｌ／Ｌ，１．２ｅｑ．）を反応させて、Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－オクチル尿素を得る；次いで、
－ＴＨＦ中でＮ，Ｎ’－ジ－ｎ－オクチル尿素（８．９ｇ，３１．３ｍｍｏｌ）とヨードエタン（５ｅｑ．）を反応させる；
ＤＢＤＨＵの合成については、上記のセクション１．１で説明したプロトコルと同じプロトコルに従う。

【0070】

これにより、１０．２ｇのカルバミドｓｙｍ－ＤＥＤＯＵが得られる（収率：＞９６％）。その特性を以下に示す。

【0071】

¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：３．１４（ｑ，Ｊ＝７Ｈｚ，４Ｈ_Et）；３．０７（ｍ，４Ｈ_Oct）；１．４８（ｍ，４Ｈ_Oct）；１．２５（ｍ，２０Ｈ_Oct）；１．０８（ｔ，Ｊ＝７Ｈｚ，６Ｈ_Et）；０．８６（ｍ，６Ｈ_Oct）
¹³Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，１０１ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：１６４．９；４７．８；４２．９；３１．８；２９．４；２９．３；２８．０；２７．１；２２．６；１４．１；１３．２
ＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：３４１（ＭＨ⁺）；３６３（ＭＮａ⁺）；７０３（２ＭＮａ⁺）
ＧＣ－ＨＲＭＳ（ポジティブモード ＥＩ）：純度９９．５％；計算精密質量Ｃ₂₁Ｈ₄₄Ｎ₂Ｏ：３４０．３４４８；実測値：３４０．３４３７

【0072】

Ｉ．４－Ｎ，Ｎ’－ジメチル－Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－ノニル尿素又はＤＭＤＮＵ：
カルバミドＤＭＤＮＵは、ＴＨＦ中で、Ｎ，Ｎ’－ジ－ｎ－メチル尿素（２ｇ，２２．７ｍｍｏｌ）とヨードノナン（５．３ｍＬ，４０．２ｍｍｏｌ，２ｅｑ．）を反応させて合成する。

【0073】

これを行うために、ＴＨＦ中のＮ，Ｎ’－ジメチル尿素の溶液を、ＴＨＦ中のＮａＨの懸濁液６０％（ｗ／ｗ）（７．２ｇ，４５．４ｍｍｏｌ，２ｅｑ．）に０℃で滴下する。反応混合物を０℃で１時間撹拌し、次いでヨードノナンを滴下する。混合物を周囲温度に戻し、次いで還流する。オーバーナイト後、溶媒を０℃に冷却し、水を補充する。水相をジエチルエーテルで抽出する。次に有機相を飽和ＮａＣｌ溶液で洗浄し、Ｎａ₂ＳＯ₄で乾燥させる。溶媒を減圧下で蒸発させ、得られた固体をシクロヘキサン／酢酸エチル混合物（９９／１～９０／１０，ｖ：ｖ）を用いてシリカゲル上で精製し、７．８ｇのカルバミドＤＭＤＮＵを得る（収率：＞９８％）。当該カルバミドの特性を以下に示す。

【0074】

¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：３．０８（ｔ，Ｊ＝７．５Ｈｚ，４Ｈ）；２．７６（ｓ，６Ｈ）；１．５２（ｍ，４Ｈ）；１．２５（ｍ，２４Ｈ）；０．８７（ｍ，６Ｈ）
¹³Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，１０１ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：１６５．４；５０．６；３６．５；３１．８；２９．５；２９．４；２９．３；２７．６；２６．９；２２．６；１４．１
ＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：３４１（ＭＨ⁺）；６８２（２ＭＨ⁺）；７０３（２ＭＮａ⁺）
ＧＣ－ＨＲＭＳ（ポジティブモード ＥＩ）：純度９９．２％；計算精密質量Ｃ₂₁Ｈ₄₄Ｎ₂Ｏ：３４０．３４４８；実測値：３４０．３４５４

【0075】

Ｉ．５－Ｎ，Ｎ，Ｎ’－トリ－ｎ－オクチル尿素又はＴｒＯＵ：
カルバミドＴｒＯＵは、無水ジクロロメタン（０．１ｍｏｌ／Ｌ）中で、ジ－ｎ－オクチルアミン（１．５ｍＬ，４．９ｍｍｏｌ，１ｅｑ．）とｎ－オクチルイソシアネート（１．７ｍＬ，９．７ｍｍｏｌ，２ｅｑ．）を反応させて合成する。

【0076】

この目的のために、無水ジクロロメタン中のジ－ｎ－オクチルアミン及びｎ－オクチルイソシアネートを含む溶液を周囲温度で４．５時間撹拌する。次に、反応混合物を１Ｍ塩酸（ＨＣｌ）溶液で２回、飽和重炭酸ナトリウム（ＮａＨＣＯ₃）溶液で２回洗浄する。有機相を硫酸マグネシウム（ＭｇＳＯ₄）で乾燥させ、減圧下で濃縮し、残留物をジクロロメタン／酢酸エチル混合物（９５／５，ｖ：ｖ）を用いたシリカゲルのフラッシュクロマトグラフィーで精製し、１．９ｇのＴｒＯＵを無色の油状で得る（収率：１００％）。当該カルバミドの特性を以下に示す。

【0077】

¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：４．２５（ｓ，１Ｈ）；３．２０（ｑ，Ｊ＝５．４Ｈｚ，２Ｈ）；３．１４（ｑ，Ｊ＝７．７Ｈｚ，４Ｈ）；１．５０（ｍ，６Ｈ）；１．４６（ｍ，３０Ｈ）；０．８７（ｔ，Ｊ＝７．２Ｈｚ，９Ｈ）
¹³Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，１０１ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：１５７．８；４７．５；４１．０；３２．０；３０．６；２９．６；２９．５；２９．４；２８．８；２７．２；２２．８；１４．２
ＩＲ（ＫＢｒ，ν_max／ｃｍ^-1）：３３４５；２９５５；２９２２；２８５３；１６２２；１５３３；１４６５；１３７６；１２７４；７６７；７２２
ＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：３９７（ＭＨ⁺），８１６（２ＭＮａ⁺）
ＨＲＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：Ｃ₂₅Ｈ₅₃Ｎ₂Ｏの理論値：３９７．４１５８；実測値：３９７．４１５６
元素分析（％）（Ｃ₂₅Ｈ₅₂Ｎ₂Ｏ＋０．１８ＡｃＯＥｔ）：理論値：Ｃ ７４．８８；Ｈ １３．０６；Ｎ ６．７９；実測値：Ｃ ７５．１７；Ｈ １２．７４；Ｎ ６．８８

【0078】

Ｉ．６－Ｎ，Ｎ，Ｎ’－トリ（２－エチルヘキシル）尿素又はＴｒＥＨＵ：
ＴｒＥＨＵは、無水ジクロロメタン（０．１ｍｏｌ／Ｌ）中のジ（２－エチルヘキシル）アミン（１．４９ｍＬ，４．９２ｍｍｏｌ，１ｅｑ．）と２－エチルヘキシルイソシアネート（１．７６ｍＬ，９．８４ｍｍｏｌ，２ｅｑ．）から合成される。

【0079】

この目的のために、無水ジクロロメタン中のジ（２－エチルヘキシル）アミン及び２－エチルヘキシルイソシアネートを含む溶液を周囲温度で５時間撹拌する。次いで、反応混合物を１Ｍ ＨＣｌ溶液で２回、飽和ＮａＨＣＯ₃溶液で２回洗浄する。有機相をＭｇＳＯ₄で乾燥させ、減圧下で濃縮し、残留物をジクロロメタン／酢酸エチル（９９／１～９０／１０，ｖ：ｖ）勾配を用いたシリカゲルのフラッシュクロマトグラフィーにより精製し、１．９４ｇのＴｒＥＨＵを無色の濃厚な油状で得る（収率：９９％）。当該カルバミドの特性を以下に示す。

【0080】

¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：４．２６（ｓ，１Ｈ）；３．１７（ｔ，Ｊ＝５．７Ｈｚ，２Ｈ）；３．０９（ｍ，４Ｈ）；１．６２（ｍ，２Ｈ）；１．４６（ｍ，２５Ｈ）；０．８８（ｍ，１８Ｈ）
¹³Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，１０１ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：１５８．２；５１．６；４３．６；３９．８；３８．４；３１．２；３０．７；２８．９；２４．４；２４．０；２３．１；１４．１；１１．０；１０．８
ＩＲ（ＫＢｒ，ν_max／ｃｍ^-1）：３３４８；２９５７；２９２５；２８５９；１６１７；１５３４；１４５９；１３７８；１２４０；７６５；７２７
ＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：３９７（ＭＨ⁺）；８１６（２ＭＮａ⁺）
ＨＲＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：Ｃ₂₅Ｈ₅₃Ｎ₂Ｏの理論値：３９７．４１５８；実測値：３９７．４１５６
元素分析（％）（Ｃ₂₅Ｈ₅₂Ｎ₂Ｏ）：理論値：Ｃ ７５．６９；Ｈ １３．２１；Ｎ ７．０６；実測値：Ｃ ７５．４９；Ｈ １３．４５；Ｎ ６．９１

【0081】

Ｉ．７－Ｎ，Ｎ－ジ（２－エチルヘキシル）－Ｎ’－ｎ－オクチル尿素又はＤＥＨＯＵ：
カルバミドＤＥＨＯＵは、カルバミドＴｒＥＨＵの合成に関する上記セクションＩ．６に記載のプロトコルと同じプロトコルに従って、無水ジクロロメタン（０．１ｍｏｌ／Ｌ）中で、ジ（２－エチルヘキシル）アミン（１．４９ｍＬ，４．９２ｍｍｏｌ，１ｅｑ．）及びｎ－オクチルイソシアネート（１．７５ｍＬ，９．８４ｍｍｏｌ，２ｅｑ．）から合成される。これにより、無色の油状の１．８４ｇのカルバミドＤＥＨＯＵが得られる（収率：９４％）。当該カルバミドの特性を以下に示す。

【0082】

¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：４．２５（ｔ，Ｊ＝４．９Ｈｚ，１Ｈ）；３．２０（ｑ，Ｊ＝６．１Ｈｚ，２Ｈ）；３．０７（ｍ，４Ｈ）；１．６１（ヘプト，Ｊ＝５．６Ｈｚ，２Ｈ）；１．４６（クイント，Ｊ＝６．４Ｈｚ，２Ｈ）；１．２５（ｍ，２６Ｈ）；０．８６（ｍ，１５Ｈ）
¹³Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，１０１ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：１５８．３；５１．５；４１．０；３８．５；３１．９；３０．８；３０．５；２９．５；２９．４；２９．０；２７．２；２４．１；２３．２；２２．８；１４．２；１０．９
ＩＲ（ＫＢｒ，ν_max／ｃｍ^-1）：３３４４；２９５７；２９２４；２８５７；１６１８；１５３３；１４５９；１４０８；１３７８；１２４１；７６５；７２５
ＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：３９７（ＭＨ⁺）；８１６（２ＭＮａ⁺）
ＨＲＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：Ｃ₂₅Ｈ₅₃Ｎ₂Ｏの理論値：３９７．４１５８；実測値：３９７．４１５４
元素分析（％）（Ｃ₂₅Ｈ₅₂Ｎ₂Ｏ）：理論値：Ｃ ７５．６９；Ｈ １３．２１；Ｎ ７．０６；実測値：Ｃ ７５．８７；Ｈ １３．４９；Ｎ ６．８９

【0083】

Ｉ．８－Ｎ－シクロヘキシル－Ｎ’，Ｎ’－ジ－ｎ－オクチル尿素又はＣｙＤＯＵ：
シリカゲルフラッシュクロマトグラフィーに使用されるジクロロメタン／酢酸エチルの勾配が９６／４～９０／１０，ｖ：ｖであることを除いて、カルバミドＴｒＥＨＵの合成用の上記セクションＩ．６に記載のプロトコルと同じプロトコルに従って、上記式（Ｉ）（式中、Ｒ¹＝Ｒ²＝ｎ－オクチル，Ｒ³＝シクロヘキシル及びＲ⁴＝Ｈ）に適合するカルバミドＣｙＤＯＵは、無水ジクロロメタン（０．１ｍｏｌ／Ｌ）中で、ジ－ｎ－オクチルアミン（１．５０ｍＬ，４．８７ｍｍｏｌ，１ｅｑ．）及びシクロヘキシルイソシアネート（１．２７ｍＬ，９．７４ｍｍｏｌ，２ｅｑ．）から合成される。これにより、１．４８ｇのカルバミドＣｙＤＯＵが無色の油状で得られる（収率：８３％）。この化合物の特性を以下に示す。

【0084】

¹Ｈ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，４００ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：４．１１（ｓ，１Ｈ）；３．６４（ｍ，１Ｈ）；３．１３（ｔ，Ｊ＝７．６Ｈｚ，４Ｈ）；１．９４（ｍ，２Ｈ）；１．５９（ｍ，８Ｈ）；１．２８（ｍ，２４Ｈ）；０．８７（ｔ，６Ｈ）
¹³Ｃ ＮＭＲ（ＣＤＣｌ₃，１０１ＭＨｚ）δ（ｐｐｍ）：１５７．１；４９．３；４７．５；３４．３；３２．０；２９．６；２９．４；２８．８；２７．２；２５．９；２５．２；２２．８；１４．２
ＩＲ（ＫＢｒ，ν_max／ｃｍ^-1）：３３３０；２９２２；２８５３；１６１７；１５２８；１４５１；１４０７；１３１４；１２５１；１２１４；８９０；７６７；７２２
ＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：３６７（ＭＨ⁺）；７５６（２ＭＮａ⁺）
ＨＲＭＳ（ポジティブモード ＥＳＩ）：Ｃ₂₃Ｈ₄₇Ｎ₂Ｏの理論値：３６７．３６８８；実測値：３６７．３６８６
元素分析（％）（Ｃ₂₃Ｈ₄₆Ｎ₂Ｏ）：理論値：Ｃ ７５．３５；Ｈ １２．６５；Ｎ ７．６４；実測値：Ｃ ７５．３３；Ｈ １２．８０；Ｎ ７．４７

【0085】

ＩＩ：カルバミドの抽出剤特性：
ＩＩ．１－テトラアルキル化カルバミド：
ウラン（ＶＩ）及びプルトニウム（ＩＶ）抽出試験：
抽出試験は以下を使用して実施される：
－有機相として：ＴＰＨ中にカルバミドＴＢＵ、ＴＨＵ、ＴＯＵ、ＴＰＵ、ＤＢＤＨＵ、ＤＨＤＰＵ、ｓｙｍ－ＤＥＤＯＵ及びＤＭＤＮＵの１つを約０．５ｍｏｌ／Ｌ又は約１．２ｍｏｌ／Ｌのいずれかで含有する溶液；並びに、
－水相として：１０ｇ／Ｌのウラン（ＶＩ）、約２００ｋＢｑ／ｍＬのプルトニウム（ＩＶ）、及び４ｍｏｌ／Ｌ（硝酸中の使用済み核燃料の溶解に由来する水溶液が示す傾向にある酸性度をシミュレートするため）又は０．５ｍｏｌ／Ｌ（本発明によるプルトニウムの逆抽出に使用される傾向にある水溶液が示す酸性度をシミュレートするため）のいずれかの濃度で硝酸を含む水溶液。

【0086】

これらの各試験は、２５℃で３０分間、有機相と水相を試験管内で攪拌しながら接触させることにより実施される。体積比Ｏ／Ａは１である。

【0087】

遠心分離と相の分離後、誘導結合プラズマ原子発光分析（又はＩＣＰ－ＡＥＳ）により水相のウラン濃度を測定する。一方、有機相のウラン濃度は、０．０１ｍｏｌ／Ｌの濃度の硝酸溶液中に当該元素を逆抽出し、当該逆抽出の結果として生じる水相中のその濃度をＩＣＰ－ＡＥＳを用いて測定することにより決定する。プルトニウム濃度は、水相及び有機相でαスペクトロメトリーにより測定する。

【0088】

以下の表Ｉは、試験した各カルバミド及び当該カルバミドを試験した各濃度について、４ｍｏｌ／ＬのＨＮＯ₃と０．５ｍｏｌ／ＬのＨＮＯ₃の水相で得られたウラン（Ｄ_Uと表記）及びプルトニウム（Ｄ_Puと表記）の分配係数、並びに、０．５ｍｏｌ／ＬのＨＮＯ₃の水相で得られた分離係数Ｕ／Ｐｕ（ＦＳ_U/Puと表記）を示す。

【0089】

比較として、同じ操作条件下で、しかし先行技術に従ってＮ，Ｎ－ジアルキルアミドを含む溶液を有機相として用いて実施された抽出試験の結果もまた当該表に示す。すなわち：
－ＴＰＨ中に、特許文献１で提案されたＤＥＨＤＭＢＡ（Ｎ，Ｎ－ジ（２－エチヘキシル）－３，３－ジメチブチルアミド）を０．５ｍｏｌ／Ｌで含む溶液；及び、
－ＴＰＨ中に、特許文献２で提案されたＭＯＥＨＡ（Ｎ－メチル－Ｎ－オクチル－２－エチルヘキサンアミド）を０．５ｍｏｌ／Ｌ又は１．２ｍｏｌ／Ｌのいずれかで含む溶液。

【0090】

【表1】

【0091】

この表は、強い酸性度（［ＨＮＯ₃］＝４ｍｏｌ／Ｌ）であっても、中程度の酸性度（［ＨＮＯ₃］＝０．５ｍｏｌ／Ｌ）であっても、試験した８つのテトラアルキル化カルバミドについて得られたウラン（ＶＩ）の分配係数の全てが、有機相中の同じ濃度のＮ，Ｎ－ジアルキルアミドＤＥＨＤＭＢＡ及びＭＯＥＨＡについて得られたものよりも大きいことを示す。これは、強酸性の水相からウラン（ＶＩ）を抽出するテトラアルキル化カルバミドの強力な能力を裏付ける。

【0092】

特に、強い酸性度（［ＨＮＯ₃］＝４ｍｏｌ／Ｌ）であっても、中程度の酸性度（［ＨＮＯ₃］＝０．５ｍｏｌ／Ｌ）であっても、有機相中の１．２ｍｏｌ／Ｌ程度の濃度のカルバミドＴＰＵ，ＤＢＤＨＵ，ＤＨＤＰＵ，ｓｙｍ－ＤＥＤＯＵ及びＤＭＤＮＵについて得られたウラン（ＶＩ）の分配係数は、有機相中の同じ濃度のＭＯＥＨＡについて得られたものよりも２倍以上大きい。

【0093】

またこの表は、強酸性（［ＨＮＯ₃］＝４ｍｏｌ／Ｌ）で、有機相中の濃度が０．５ｍｏｌ／Ｌのとき、プルトニウム（ＩＶ）の分配係数についても、カルバミドＴＢＵ及びＴＯＵでは、有機相中の同じ濃度のＤＥＨＤＭＢＡとＭＯＥＨＡについて得られたものよりも大きいことを示す。

【0094】

一方、有機相中の濃度が１．２ｍｏｌ／Ｌのとき、プルトニウム（ＩＶ）の分配係数について、カルバミドＴＢＵ，ＴＨＵ，ＴＯＵ，ＴＰＵ，ＤＢＤＨＵ，ＤＨＤＰＵ及びｓｙｍ－ＤＥＤＯＵでは、有機相中の同じ濃度のＭＯＥＨＡについて得られたものより小さい。しかし、それでもなお、カルバミドＴＢＵ、ＴＨＵ、ＴＰＵ、ＤＢＤＨＵ及びＤＨＤＰＵのものは２より大きく、カルバミドＴＯＵのものは２に近く（Ｄ_Pu＝１．９）、そしてｓｙｍ－ＤＥＤＯＵのものは１．３より大きいので、これらの分配係数は非常に満足できるものである。

【0095】

更にこの表は、中程度の酸性度（［ＨＮＯ₃］＝０．５ｍｏｌ／Ｌ）で、カルバミドＴＢＵ，ＴＨＵ，ＴＰＵ，ＤＢＤＨＵ，ＤＨＤＰＵ，ｓｙｍ－ＤＥＤＯＵ及びＤＭＤＮＵについて得られたＵ（ＶＩ）／Ｐｕ（ＩＶ）分離係数は、有機相中の同じ濃度のＮ，Ｎ－ジアルキルアミドＤＥＨＤＭＢＡ及びＭＯＥＨＡについて得られたものよりも大きいことを示す。

【0096】

特に、有機相中で１．２ｍｏｌ／Ｌの量で使用する場合、ＴＢＵは３６のＵ（ＶＩ）／Ｐｕ（ＩＶ）分離係数を達成することができる。すなわち有機相中の同じ濃度のＭＯＥＨＡについて得られたものの約２倍大きい。カルバミドＴＰＵ及びＤＢＤＨＵは、それぞれ７３及び７４のＵ（ＶＩ）／Ｐｕ（ＩＶ）分離係数を達成することができる。すなわちＭＯＥＨＡについて得られたものの約４倍大きい。カルバミドＤＨＤＰＵは、９４のＵ（ＶＩ）／Ｐｕ（ＩＶ）分離係数を達成することができる。すなわちＭＯＥＨＡで得られたものの約５倍大きい。ｓｙｍ－ＤＥＤＯＵについて得られたＵ（ＶＩ）／Ｐｕ（ＩＶ）分離係数に関しては、ＭＯＥＨＡで得られたものの８．５倍大きい（１７０対２０）。

【0097】

したがって、この表は、テトラアルキル化カルバミドが、硝酸中の使用済み核燃料の溶解に由来する水溶液を処理する方法において、抽出剤として有利に使用され得ることを裏付ける。当該方法は、強酸性である当該水溶液からウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）を共抽出し、続いて中程度の酸性度の水溶液を用いて、有機相からプルトニウム（ＩＶ）を逆抽出することにより、この共抽出により生じた有機相に存在するウラン（ＶＩ）からプルトニウム（ＩＶ）を部分的に又は完全に分離することを含む。

【0098】

これらのテトラアルキル化カルバミドのうち、カルバミドＤＭＤＮＵはこの方法の開発に特に興味深いと思われる。これは、一方で、強酸性であり、ウランを抽出する能力（Ｄ_U及びＤ_Pu＞３０）が、ＭＯＥＨＡの能力（Ｄ_U＝７．５及びＤ_Pu＝４．３）と比較して著しく高いためである。そして他方では、中程度の酸性度で、ウラン（ＶＩ）／プルトニウム（ＩＶ）分離係数（ＦＳ_U/Pu＝３０）が得られるが、これもまたＭＯＥＨＡについて得たものよりも顕著に高い。

【0099】

強い酸性度では、ＭＯＥＨＡよりもプルトニウムを抽出する能力が低いことが示されるが、カルバミドｓｙｍ－ＤＥＤＯＵは、中程度の酸性度で特に高いウラン（ＶＩ）／プルトニウム（ＩＶ）分離係数（Ｆ_SU/Pu＝１７０）を達成することができるので、優れた候補であると思われる。

【0100】

ウラン（ＶＩ）のチャージ能力（ｃｈａｒｇｅ ｃａｐａｃｉｔｙ）試験：
ウラン（ＶＩ）のチャージ能力試験は、ＴＰＨ中にカルバミドＴＰＵ，ＤＢＤＨＵ，ＤＨＤＰＵ，ｓｙｍ－ＤＥＤＯＵ及びＤＭＤＮＵの１つを１．２ｍｏｌ／Ｌで含む有機相を試験管の中で攪拌しながら、２００ｇ／Ｌのウラン（ＶＩ）と３．４ｍｏｌ／Ｌの硝酸を含む水相のアリコートと４回接触させることにより行った。

【0101】

各接触は、２５°Ｃで３０分間、Ｏ／Ａ比２で行う。

【0102】

遠心分離と相の分離後、０．０１ｍｏｌ／Ｌの濃度の硝酸溶液でこの元素を逆抽出した後、当該逆抽出で得られる水相中のその濃度をＩＣＰ－ＡＥＳで測定することにより、有機相のウラン濃度を測定する。

【0103】

以下の表ＩＩは、試験した各カルバミドについて、４回の接触のそれぞれの後に有機相中に得られたウラン（ＶＩ）の濃度をｇ／Ｌで示す。

【0104】

比較として、同じ操作条件下で、ただし有機相としてＴＰＨ中に１．２ｍｏｌ／ＬのＭＯＥＨＡを含む溶液を使用して行ったチャージ能力試験の結果もまたこの表に示す。

【0105】

【表2】

【0106】

２回目の接触後、ＭＯＥＨＡを含む有機相は第３の相を形成する。３００μＬの有機相（硝酸との接触により事前に平衡化されている）を加えると、この第３の相を逆抽出できる。その結果、１２４ｇ／Ｌでウラン（ＶＩ）による有機相の飽和が達成される。すなわち（１／２のウラン／抽出剤の化学量論を考慮すると）有機相の理論的なチャージ能力の約８７％である。

【0107】

一方、同じ条件下で、カルバミドは分離しないで、カルバミドを含む有機相に１３０ｇ／Ｌ～１４３ｇ／Ｌのウラン（ＶＩ）をチャージすることができる。これは、（１／２のウラン／抽出剤の化学量論を考慮すると）有機相の理論的なチャージ能力の８８％を超える。

【0108】

これらの結果は、カルバミドが高いウラン（ＶＩ）チャージ能力を有し、核燃料を処理する方法の開発に適合し、ＭＯＥＨＡで観察されやすい有機相の分離問題を防ぐことさえ可能にすることを示す。

【0109】

ＩＩ．２－トリアルキル化カルバミド：
上記のセクションＩＩ．１で説明したものと同じ抽出試験であるが、有機相として、ＴＰＨ中にカルバミドＴｒＯＵ、ＴｒＥＨＵ及びＤＥＨＯＵの１つを０．４ｍｏｌ／Ｌ～０．５ｍｏｌ／Ｌで含む溶液を使用する試験を行う。

【0110】

これらの試験の結果を以下の表ＩＩＩに示す。

【0111】

比較として、この表には、ＴＰＨ中の０．５ｍｏｌ／ＬのＭＯＥＨＡについて上記の表Ｉで先に報告した結果も示す。

【0112】

【表3】

【0113】

この表では、強い酸性（［ＨＮＯ₃］＝４ｍｏｌ／Ｌ）において、試験した３つのトリアルキル化カルバミドは、ウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）の分配係数が全てこのＮ，Ｎ－ジアルキルアミドについて得られるものよりも大きい結果となったため、Ｎ，Ｎ－ジアルキルアミドＭＯＥＨＡよりも、より十分にウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）を抽出することが示される。

【0114】

また、中程度の酸性度（［ＨＮＯ₃］＝０．５ｍｏｌ／Ｌ）においては、試験した３つのトリアルキル化カルバミドは、これらのカルバミドについて得られたプルトニウム（ＩＶ）の分配離係数が０．０４未満であるため、非常に効率的に（Ｄ_Ｕ＞０．５）そしてプルトニウム（ＩＶ）に対して選択的に、ウラン（ＶＩ）を有機相中に保持できることも示されている。

【0115】

カルバミドＴｒＥＨＵは、このカルバミドがＵ（ＶＩ）／Ｐｕ（ＩＶ）分離係数１２１を達成することができるため（すなわち、同じ濃度のＮ，Ｎ－ジアルキルアミドＭＯＥＨＡが達成するものよりも約１０倍大きいため）、特に選択的である。

【0116】

改めて、この表は、トリアルキル化カルバミドが、硝酸中の使用済み核燃料の溶解に由来する水溶液の処理方法において、ウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）の共抽出を含む抽出剤として有利に使用できることを裏付ける。当該方法は、強酸性である当該水溶液からウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）を共抽出し、続いて中程度の酸性度の水溶液を用いて、有機相からプルトニウム（ＩＶ）を逆抽出することにより、この共抽出により生じた有機相に存在するウラン（ＶＩ）からプルトニウム（ＩＶ）を部分的に又は完全に分離することを含む。

【0117】

ＩＩＩ：本発明の使用の好ましい実施形態の原理図：
本発明の使用の好ましい実施形態の原理図を表す図１を参照する。

【0118】

この図が示す通り、この使用には４つの工程が含まれる。

【0119】

これらの工程の第１工程は、図１に「Ｕ＋Ｐｕ共抽出」と表記されており、図１に「Ａ１」と表記された水性硝酸使用済み核燃料溶解液からウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）を一緒に抽出することを意図する。

【0120】

この溶液は、典型的には、３ｍｏｌ／Ｌ～６ｍｏｌ／ＬのＨＮＯ_３、ウラン、プルトニウム、マイナーアクチニド（特に、アメリシウム及びキュリウム）、核分裂生成物（Ｌａ，Ｃｅ，Ｐｒ，Ｎｄ，Ｓｍ，Ｅｕ，Ｇｄ，Ｍｏ，Ｚｒ，Ｒｕ，Ｔｃ，Ｒｈ，Ｐｄ，Ｙ，Ｃｓ，Ｂａ等）並びにいくらかの腐食生成物、例えば鉄を含む。

【0121】

「Ｕ＋Ｐｕ共抽出」工程は、水溶液Ａ１を、抽出器１内で、有機相（図１で「Ｓ１」と表記される）に対して向流で循環させることにより行われる。この有機相は、０．５ｍｏｌ／Ｌ～２ｍｏｌ／Ｌ、好ましくは１．０ｍｏｌ／Ｌ～１．４ｍｏｌ／Ｌの一般式（Ｉ）のカルバミドを有機希釈液中に溶解して含む。

【0122】

この有機希釈液は、有利には非環式炭化水素又は非環式炭化水素の混合物、例えばｎ－ドデカン、水素化テトラプロピレン（ＴＰＨ）、灯油、Ｉｓａｎｅ（商標）ＩＰ－１８５Ｔ又はＩｓａｎｅ（商標）ＩＰ－１７５Ｔであり、ＴＰＨが好ましい。

【0123】

図１に「ＰＦ洗浄」と表記された第２工程は、ウラン（ＶＩ）及びプルトニウム（ＩＶ）と一緒に水溶液Ａ１から抽出された少量の核分裂生成物を「Ｕ＋Ｐｕ共抽出」から生じる有機相から逆抽出（除去）することを意図する。

【0124】

これを行うために、「ＰＦ洗浄」工程は、「Ｕ＋Ｐｕ共抽出」から生じる有機相の１回又は複数回の洗浄操作を含み、各洗浄操作は、抽出器２内で、硝酸を含む水溶液（図１で「Ａ３」と表記される）に対して向流で行われる。硝酸を含む水溶液のＨＮＯ₃濃度は、１ｍｏｌ／Ｌ～６ｍｏｌ／Ｌの範囲とすることができるが、好ましくは４ｍｏｌ／Ｌ～６ｍｏｌ／Ｌである。

【0125】

「ＰＦ洗浄」工程が強い酸性水溶液、すなわち典型的には３ｍｏｌ／Ｌ以上のＨＮＯ₃水溶液で実施される場合、この工程は、更に有機相の脱酸を含む。この脱酸は、この有機相を、弱酸性水溶液（図１で「Ａ４」と表記される）、すなわち０．１ｍｏｌ／Ｌ～１ｍｏｌ／ＬのＨＮＯ₃、例えば０．５ｍｏｌ／ＬのＨＮＯ₃を含む水溶液に対して向流で循環させることにより行われる。これにより、過剰量の酸が、図１で「Ｐｕ逆抽出」と表記される第３工程用の抽出器に運ばれることを防ぎ、当該第３工程の実行は阻害されない。

【0126】

「Ｐｕ逆抽出」工程は、「ＰＦ洗浄」から生じる有機相から、酸化状態＋ＩＶで、プルトニウムを逆抽出することを意図する。

【0127】

これは、抽出器３内で、この有機相を０．１ｍｏｌ／Ｌ～０．５ｍｏｌ／ＬのＨＮＯ₃を含む水溶液（図１で「Ａ２」と表記される）に対して向流で循環させ、好ましくは、１よりも高いＯ／Ａ流量比、好ましくは３以上、更に好ましくは５以上のＯ／Ａ流量比を使用することにより行われる。これにより、プルトニウム（ＩＶ）が濃縮されて逆抽出される。

【0128】

「Ｐｕ逆抽出」工程で行われるプルトニウム（ＩＶ）の逆抽出は、「ＰＦ洗浄」から生じる有機相にも含まれるウラン（ＶＩ）の一部の逆抽出を伴う。

【0129】

したがって、図１に「Ｕ洗浄」と表記された第４工程は、「Ｐｕ逆抽出」から生じる水相から以下の抽出を行うことを意図する：
－この工程に続いてウラン（ＶＩ）を含まないプルトニウム（ＩＶ）を含む水溶液を得ることが望まれる場合、当該水相に存在する全てのウラン（ＶＩ）；又は、
－この工程に続いてウラン（ＶＩ）とプルトニウム（ＩＶ）を予め選択した比率で含む水溶液を得るために適した量のウラン（ＶＩ）

【0130】

どちらの場合も、「Ｕ洗浄」は、「Ｐｕ逆抽出」から生じる水相を、抽出器４内で、有機相（図１で「Ｓ２」と表記される）に対して向流で循環させることにより行われる。その有機相の定性的及び定量的組成は、好ましくは、有機相Ｓ１のものと同一である。抽出されるウラン（ＶＩ）の量は、一方ではＯ／Ａ流量比を調整することで設定され、他方では水相の酸性度を調整することで設定される。実際、ウラン（ＶＩ）は、有機相／水相の流量比と水相の酸性度が高い場合に、より良く抽出される。したがって、この水相に与えることが求められる酸性度に応じて、より高い又はより低い濃度のＨＮＯ₃を、抽出器４内を循環する水相に添加することが想定できる。

【0131】

これらの４工程に従って、以下が得られる：
－抽出器１からの水相に相当し、核分裂生成物並びにアメリシウム及びキュリウムを含むラフィネート；
－除染されたプルトニウム（ＩＶ）又は除染されたプルトニウム（ＩＶ）とウラン（ＶＩ）の混合物を含む抽出器４から生じる水相；及び、
－プルトニウム（ＩＶ）を含まずウラン（ＶＩ）を含む抽出器３から生じる有機相。

【0132】

この有機相は、直接又は更に処理した後、図１に示されていない抽出器に送ることができる。この抽出器では、ウラン（ＶＩ）は、例えば０．０１ｍｏｌ／ＬのＨＮＯ₃を含む水溶液等の、最大０．０５ｍｏｌ／ＬのＨＮＯ_３を含む水溶液を用いて、周囲温度（すなわち２０～２５℃）又は高温（すなわち通常４０～５０℃の温度）で、好ましくは、１より大きい流量比Ｏ／Ａを用いて、この有機相から逆抽出される。これにより、ウラン（ＶＩ）が濃縮されて逆抽出される。

【0133】

引用文献：
［１］国際公開第２０１７／０１７２０７号［特許文献１］
［２］国際公開第２０１７／０１７１９３号［特許文献２］
［３］Ｅ．Ｋ．Ｄｕｋｅｓ ａｎｄ Ｔ．Ｈ．Ｓｉｄａｌｌ，Ｊｏｕｒｎａｌ ｏｆ Ｉｎｏｒｇａｎｉｃ ａｎｄ Ｎｕｃｌｅａｒ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ １９６６，２８（１０），２３０７－２３１２［非特許文献１］
［４］Ｇ．Ｍ．Ｃｈｕｍａｋｏｖａ ｅｔ ａｌ．，Ｒａｄｉｏｋｈｉｍｉｙａ １９８０，２２（２），２１３－２１７［非特許文献２］
［５］Ｂ．Ｇ． Ｖａｔｓ ｅｔ ａｌ．，Ｄａｌｔｏｎ Ｔｒａｎｓａｃｔｉｏｎｓ ２０１６，４５（２５），１０３１９－１０３２５［非特許文献３］

【図1】