Гексафторид урана

Как видно из рис. 14.1, тетрафторид урана используется, по-первых, для получения гексафторида урана [c.205]

Фториды урана. Важное значение в технологии переработки урана имеют также его многочисленные твердые галоидные соединения, особенно фториды — преимущественно тетра- и гексафториды урана. [c.154]

Разделение изотопов в газовой центрифуге основано на том, что при термодинамическом равновесии в потенциальном поле центробежных сил устанавливается равновесное распределение молекул по Максвеллу—Больцману, существенно зависящее от молекулярной массы. В равновесном состоянии концентрация легких моле <ул относительно выше вблизи оси, а концентрация тяжелых молекул — возле стенки ротора. Как и в методе газовой диффузии, исходная смесь изотопов для разделения в центрифуге должна быть газообразной (гексафторид урана). Метод газовых центрифуг называют также центробежным методом. [c.203]

В основе метода разделительного сопла , разрабатываемого в ФРГ для обогащения урана, лежит отклонение дозвуковой газовой струи. При малом радиусе кривизны линий тока и большой скорости струи газ приобретает значительное центробежное ускорение, приводящее к частичному разделению смеси (аналогичные процессы имеют место в роторе газовой центрифуги). Однако в отличие от центробежного метода эффект разделения в сопле возникает в неравновесных условиях газодинамического течения смеси, Разновидность метода разделительного сопла представляет собой метод вихревой трубки, разрабатываемый в ЮАР. В целях увеличения скорости струи, а тем самым и увеличения эффекта разделения в качестве технологического газа применяется водород в смеси с небольшим по объему (не более 4 %) количеством гексафторида урана. [c.203]

Как на газодиффузионные, так и на центробежные заводы уран поступает для обогащения в виде гексафторида урана в том же виде с заводов выходит обогащенный и обедненный уран, причем несколько десятых долей процента потока питания из-за химических взаимодействий остается внутри разделительного оборудования и трубопроводов, накапливаясь там в виде твердых отложений, например в виде UF4. В качестве питания на заводы может поступать гексафторид, содержащий или природный уран с концентрацией Со=0,711%, или обедненный уран — отвальный продукт разделительного процесса, или слегка обогащенный (а [c.205]

Разделительные заводы могут иметь несколько точек питания для подачи гексафторида урана с различной концентрацией и несколько точек для отбора продукта с различной степенью обо-гаш,ения (на рис. 7.1 показана схема разделительного завода с одной точкой питания и одной точкой отбора). [c.206]

В точке питания газовый поток гексафторида урана раздваивается так, что каскад делится на две секции — обогащения и извлечения (регенеративную секцию). Вправо от точки питания (рис. 7.1) вдоль каскада идет поток газа, непрерывно обогащаемый легким изотопом урана в процессе прохождения через разделительные ступени. Этот поток принято называть потоком легкой фракции. Поток легкой фракции из каждой ступени превышает возвращаемый в предыдущую ступень поток обедненного газа (так называемой тяжелой фракции) на расчетное значение потока Р обогащенного урана. В конце секции обогащения, где достигается за-д-анное обогащение равное Хр или х (при этом хр>хр или при питании природным ураном x> q), производится отбор указанного потока Р. Этот обогащенный уран в дальнейшем передается на завод для изготовления топлива. [c.206]

Рассмотрим процессы обогащения и обеднения изотопом урана в разделительном элементе. Пусть на входе в разделительный элемент массовая доля (концентрация) в гексафториде урана равна Xf, а доля содержащегося в нем составляет —Хр. После разделения доля в обогащенной фракции увеличится и станет равной Хр, а в обедненной фракции она уменьшится и составит И-6105 209 [c.209]

Обогатительный сервис США и его условия. США заключили и продолжают заключать крупные контракты на обогатительный сервис с капиталистическими странами — владельцами АЭС. Для услуг по обогащению в США установлены две разновидности контрактов на единовременные заказы, действующие короткий срок, и на долговременные — до 30 лет с правом уточнять спецификацию и сроки поставки в пределах обусловленного договором общего объема обогащенного урана с ориентировочным содержанием в нем Заказчик имеет право распоряжаться отвалами обедненного урана. Установлен стандартный коэффициент потерь при потреблении заказчиками отвалов (0,5%). Исходное сырье поставляется заказчиком в виде гексафторида урана, который должен отвечать определенным техническим требованиям. [c.243]

Во всех процессах разделения изотопов урана используется только одно его химическое соединение — шестифтористый уран — гексафторид урана. [c.253]

Гексафторид урана обладает очень важными для технологии физическими свойствами. Он может находиться в твердом, жидком и газообразном состояниях (рис. 8.1). Его тройная точка на диаграмме состояния соответствует температуре 64°С и давлению паров 1138,9 мм рт. ст. ( 0,15 МПа). В твердой фазе [c.254]

Для гексафторида урана со средним и высоким обогащением введены емкости, выполненные из мо-нель-металла на 200, 110, 25, 2 и 0,45 кг. Каждый контейнер имеет запорный клапан специальной конструкции. [c.257]

Очень высокие технические требования предъявляются к чистоте гексафторида урана, поступающего на обогащение. Уран регенерированный, т. е. извлеченный из отработавшего в реакторах уранового топлива й достаточно очищенный от радиоактивных продуктов деления, должен строго удовлетворять определенным техническим условиям. Очень жесткие ограничения относятся к содержанию являющегося источником радиоактивных ну- [c.258]

В США установлены следующие технические требования к чистоте гексафторида урана, направляемого на обогащение [c.258]

Установлено, что газообразный гексафторид урана ведет себя подобно идеальному газу. Это облегчает изучение и анализ его молекулярных процессов. [c.261]

Создание высокоэффективных пористых перегородок, пожалуй, можно считать главной и наиболее сложной проблемой диффузионного метода. Следует учесть, что перегородка должна быть очень тонкой (доли миллиметра) и прочной, чтобы противостоять перепадам давления и вибрациям. Ее делают двухслойной — с несущим и делящим слоями. Делящий слой должен иметь равномерную и очень высокую пористость при толщине несколько микрометров, а средний радиус пор должен быть 0,005—0,01 мкм. Количество таких мелких пор на 1 м поверхности может достигать 10 —10 . При температуре 90 °С перегородки должны быть устойчивы к коррозионному воздействию гексафторида Урана. [c.265]

На трубопроводе обедненного газа в каждой ступени установлен автоматический регулятор, который поддерживает с высокой точностью расход и давление на входе и выходе из ступени и обеспечивает деление потока пополам и устойчивость работы каскада. Весь процесс работы ступени ведется в вакууме. Все разъемные соединения, сварные швы должны быть герметичными в течение многих лет эксплуатации. Материалы или защитные покрытия рабочих поверхностей, их чистота обработки соответствуют высоким требованиям работы с химически агрессивным газом. Подшипники компрессора и контактные поверхности уплотнения вала смазываются специальной фторированной смазкой, стойкой в гексафториде урана. [c.272]

Рис. 9.16. Зависимость стоимости превращения гексафторида урана в порошок UO2 от обогащения (исходные данные включены затраты на переработку отходов и не включены безвозвратные потери и оплата аренды топлива размер партии 4,5 т UO2 перерабатывается 0,15 т в сутки)

Масса атома. Важненпзим внутренним природным фактором является масса атома, сосредоточенная главным образом в ядре в совокупности его протонов и нейтронов. Положительный заряд ядра определяется числом протонов, которые в свою очередь, определяют число электронов. Различное число нейтронов в атоме обусловливает изотопный состав. Физические свойства изотопов одного п того же металла зависят от числа нейтронов, что особенно заметно у легких атомов. Различие сохраняется и при наличии в атоме большого числа протонов н нейтронов (например, уран с атомной массой 238 и 235). На некотором различии физических свойств газообразного гексафторида урана основано обогащение последним. Структура ядра определяет радиоактивность металла. [c.193]

Топливный цикл. Различные стадии топливного цикла тесно связаны между собой, дорогостоящи и имеют достоинства и недостатки, перекрывающие друг друга на соседних стадиях. На рис. 21 они представлены в виде блок-схемы процесса преобразования окиси урана в гексафторид урана UFe, обогащения его до получения повышенной концентрации делящихся изотопов, изготовления топливных стержней , переработки использованного топлива и размещения отходов. Заметное влияние на потребность в уране может оказать технологический процесс обогащения. В настоящее время большинство существующих реакторов использует уран, обогащенный в результате диффузии газов. При диффузии газов некоторое количество U235 попадает в отходы, хвосты. Доля отходов может изменяться в зависимости от цены [c.234]

U — к периферийной части центрифуги. Гексафторид урана — реакционноспособное вещество и должно храниться либо в контейнерах из чистого алюминия или никеля, либо в контейнерах с [c.103]

Более легко осуществим метод дистилляции, в котором уран переводится в гексафторнд. Облученное горючее растворяют в трифториде хлора или брома [85, 91, 194]. Гексафторид урана очищают и отделяют дистилляцией от фторирующих агентов и продуктов реакции. Плутонии оставляют в аппарате для растворения в виде осадка нерастворимого тетрафторида плутония. Этот осадок обрабатывают раствором нитрата алюминия для извлечения плутония экстракцией растворитс.псм или фторируют содержащийся в нем плутоний до гексафторида и затем извлекают его дистилляцией. Основные недостатки процессов возгонки фторида заключаются в относительно высокой стоимости фтора и новизне этого метода. Однако эти недостатки компенсируются выгодой работы с меньшими объемами перерабатываемых материалов и отходов и простотой фторндных процессов 192, 113, 155. 180, 181, 194]. [c.517]

Тетрафторид урана UF4 (зеленая соль) обычно является исходным соединением для получения металлического урана и гексафторида UFe. Газообразный гексафторид урана используется как рабочее вещество в технологии разделения изотопов урана. Помимо простых фторидов уран образует оксифториды, из которых наиболее важную роль в технологии переработки урана имеет уранил-фторид UO2F2 — твердое кристаллическое вещество светло-желтого цвета, плотностью 6,37 г/см , легко растворимое в воде. [c.154]

Просушенный концентрат урана (рис. 6.12) после контрольного анализа упаковывают в герметичную металлическую тару и отгружают на урановый металлургический завод для аффинажа в целях получения чистых соединений урана или металлического урана. Концентрат, не прошедший аффинажа, можно направлять на суб-лиматный завод для получения гексафторида урана, одновременно в этбм процессе осуществляется и очистка урана от примесей. Гексафторид от ужают в баллонах на разделительный завод для производства обогащенного урана, направляемого далее на завод ло производству твэлов. [c.184]

Тетрафторид урана можно получать непосредственно из UO3, минуя стадию образования UO2. В этом случае при воздействии на иОз фторирующими реагентами (HF, F2) получают уранилфторид UO2F2, а в присутствии восстановителей образуется тетрафторид UF4 — важнейший продукт, используемый для производства металлического урана. При взаимодействии UF4 с фтором получается гексафторид урана UFe, идущий для производства обогащенного урана. Схема процессов получения из концентратов чистых продуктов урана приведена на рис. 6.14. [c.189]

В методе газовой диффузии используется различие скоростей теплового движения молекул изотопов, имеющих разную массу, при принудительном прохождении ими весьма малых по размерам пор и капилляров специальной пористой перегородки (газодиффузионного фильтра) в условиях вакуума, когда молекулы практически не сталкиваются между собой. Этот метод можно применять для/разделения смесей изотопов, находящихся в газообразном состоянии. В случае урана наиболее пригодным для этой цели оказалсй гексафторид урана UFe. [c.203]

На питание разделительного завода подается поток исходного гексафторида урана F с концентрацией хр (%), причем значение Xf определяется видом исходного сырья. Если используется природный уран, то Xf= o=0,7H %. При использовании для питания каскадов регенерированного урана хр=хк, гдел к<Со или j k> q . [c.206]

Приведенные в формулах (7.3) —(7.5) коэффициенты расхода исходного урана, поступаюш,его на обогаш,ение в форме гексафторида, даны без учета некоторых материальных потерь продукта, которые неизбежны в любом технологическом процессе. Такие потери (обозначим их v) имеются и на разделительном заводе. Они весьма малы и составляют десятые доли процента (у 0,005). Эти потери возникают главным образом в результате химического взаимодействия (своеобразной коррозии) гексафторида урана с кон-тактируюш,ими материалами, парами воды и пр. При этом возникают нелетучие соединения урана (например, тетрафторид урана— зеленая соль), осаждаюш,иеся на внутренних стенках оборудования разделительных заводов. Они могут быть извлечены лишь при остановках и ремонтах. С учетом потерь коэффициенты расхода необходимо умножить на 1+у. В контрактах на обогатительный сервис диффузионные заводы США принимают потери урана равными 0,5% (т. е. 7=0,005), что учитывается при возврате заказчикам отвального продукта. [c.208]

Разделительный элемент (рис. 7.2) работает по следующей схеме. На вход в элемент поступает поток исходной смеси F (пи тание) внутри элемента этот поток разделяется на два потока— поток обогащенной (легкой) фракции P=QF (отбор) и поток обедненной (тяжелой) фракции TJ7= (1—0)/ (отвал) 0обычно называется коэффициентом деления потока. В процессах обогащения урана можно считать, что гексафторид урана представляет собой бинарную смесь, состоящую из и 2 иРб, так как со- [c.209]

Гексафторид урана для диффузионных заводов США поставляет фирма Эллайд кемикл и частично установки по фторированию урана, созданные при каждом диффузионном заводе. [c.222]

Завод фирмы Евродиф размещен на территории площадью 230 га, а АЭС — на 50 га. Проектная стоимость всех сооружений комплекса Евродиф оценивается в 15 млрд. франков А млрд. дол. США по курсу 1979 г.). Около 50% этой суммы приходится на АЭС. В комплекс завода входит большой цех гальванопокрытий. Никелевые покрытия для предотвращения коррозии наносятся на все поверхности оборудования, контактирующие с весьма химически активным гексафторидом урана. Площадь таких поверхностей 40 ООО м2. [c.227]

В 1900 г. Муассоном, открывшим в 1886 г. новый химический элемент — фтор, было замечено, что металлический уран энергично реагирует (горит) с фтором, образуя с ним летучее соединение— гексафторид урана (UFe). Реакция идет с большим выделением тепла —2200 кал/кг (9210 кДж/кг). При взаимодействии с водой фтор образует плавиковую кислоту (HF)—важнейший химический продукт, применяющийся во многих технологических процессах современной промышленности. [c.253]

При одностадийном пламенном процессе (метод прямого фторирования) реакции также идут в избытке фтора, но при более высокой температуре (до 1000°С). Здесь главная проблема — надежный отвод тепла, выделяемого в реакции. Большое распространение имеет метод получения UFe из тетрафторида урана ир4+р2 ирб (i 300- 400° ). Газообразный элементарный фтор обычно получают непосредствеино на предприятиях, где осуществляется производство гексафторида урана. [c.254]

Для гексафторида урана длина свободного пробега молекулы при давлении 760 мм рт. ст. ( 0,1 МПа) равна 1,1 мкм, а при 1 мм рт. ст. (133,3 Па) 700 мкм. Но выполнить пористые перегородки с размером- пор меньше 1 мкм чрезвычайно сложно, а выбрать увеличенный размер пор можно только при условии работы в разреженном газе, т. е. в вакууме. Следовательно, необходим вакуум для осуществления процессов газовой диффузии через очень мелкие отверстия — поры или капилляры, размер 1 оторых должен быть столь мал, чтобы молекула, проходя по ним, не сталкивалась с другой молекулой, а имела многократные соударения только со стенкой. [c.261]

Потоки циркуляции газа и потребление энергии. Каскадирование ступеней обеспечивает многократное пропускание через разделительные аппараты одного и того же гексафторида урана и получение в конечном итоге в отборе и отвале урана заданных концентраций. [c.272]

РиОг ( 4% делящегося плутония) глубина выгорания —до 40 000 МВт-сут/т минимальное время выдержки до поступлений на завод—180 сут и до переработки — 365 сут (по последним данным эти сроки пересматриваются в сторону увеличения) конечные продукты —очищенный раствор уранилнитрата или гексафторид урана, диоксид плутония. [c.371]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...