PUREX ( extracción por reducción de plutonio y uranio ) es un método químico utilizado para purificar combustible para reactores nucleares o armas nucleares . [7] PUREX es el método de reprocesamiento nuclear acuoso estándar de facto para la recuperación de uranio y plutonio a partir de combustible nuclear usado ( combustible nuclear gastado o combustible nuclear irradiado ). Se basa en el intercambio iónico de extracción líquido-líquido . [8]
PUREX se aplica al combustible nuclear gastado , que se compone fundamentalmente de muy alto peso atómico ( actinoide o "actínidos") elementos (por ejemplo, de uranio , plutonio , americio ), junto con cantidades más pequeñas de material compuesto de átomos más ligeros, en particular los productos de fisión producidos por funcionamiento del reactor.
Los elementos actinoides en este caso consisten principalmente en los restos no consumidos del combustible original (típicamente U-235 , U-238 y / o Pu-239 ).
El combustible se disuelve primero en ácido nítrico a una concentración alrededor de 7 M . Los sólidos se eliminan por filtración para evitar la formación de emulsiones , denominadas terceras fases en la comunidad de extracción por solventes.
El disolvente orgánico consta de un 30% de fosfato de tributilo (TBP) en un hidrocarburo como el queroseno . Los iones de uranio se extraen como complejos de UO 2 (NO 3 ) 2 · 2TBP; el plutonio se extrae como complejos similares . Los actínidos más pesados, principalmente americio y curio , y los productos de fisión permanecen en la fase acuosa. Se ha caracterizado la naturaleza de los complejos de nitrato de uranilo con fosfatos de trialquilo. [10]
El plutonio se separa del uranio tratando la solución de queroseno con agentes reductores para convertir el plutonio a su estado de oxidación +3, que pasará a la fase acuosa. Los agentes reductores típicos incluyen N, N-dietil- hidroxilamina , ferroso sulfamato , y de hidrazina . A continuación, el uranio se extrae de la solución de queroseno por retroextracción en ácido nítrico a una concentración de alrededor de 0,2 M. [11]