Обогащенный уран

На первом этапе урановую руду обогащают. Для этого уран отделяют от примесей, главным образом песка и шламов. Это достигается искусственным вымыванием (например, выщелачиванием) из породы растворимых в воде соединений урана. В результате первичного обогащения уран переходит в растворимую в воде двуокись урана иОг, а металлы, образующие нерастворимые сульфиды, — в шламы. Вместе с сульфидами (шламами) из процесса уходят также На, Ва, РЬ, В1, А1, Ре, Са, ионы 504 и песок, содержание которого может достигать 60%. [c.203]

Принят к осуществлению проект АЭС мощностью 600 Мет с реактором-размножителем БН-600 на быстрых нейтронах, который сможет обеспечить темп роста энергетических мощностей на 12—15% в год без подпитки реакторов обогащенным ураном. [c.467]

Ядерным топливом служит обычно природный уран, обогащаемый па 18—20% ураном-235, Слабо обогащенный уран (па [c.184]

После того как в качестве ядерного топлива стали использовать природный уран, слегка обогащенный ура-иом-235, резко возросла эффективность графито-газо-вых реакторов. При одинаковых размерах с реактором, работающим на природном уране (вернее, при одинаковых размерах активной зоны реактора, заключающей в себе ядерное топливо, замедлитель и теплоноситель), реактор на обогащенном уране может давать в два раза больше электроэнергии за счет достижения более высокой рабочей температуры (свыше 600° С). Такая высокая температура потребовала привлечения новых материалов для оболочек тепловыделяющих элементов, [c.80]

На рис. 30 схематически изображен один из быстрых реакторов. В первых из них в качестве ядерного топлива применялся природный уран, сильно обогащенный ураном-235. Однако для этих же целей можно с успехом использовать плутоний, который образуется из урана-238 по схеме, напоминающей одну из цепей бета-распада, описанных ранее (см. стр. 56). Правда, в данном случае мы имеем дело с трансурановым элементом, атомное число которого (см. сноску 7 на стр. 23) превышает атомное число урана (92) и как все подобные элементы практически не встречается в природе. Более подробным обсуждением свойств трансурановых элементов мы займемся в девятой главе, здесь же рассмотрим лишь два из них — [c.86]

В зависимости от энергии нейтронов, вызывающих расщепление ядер в энергетических реакторах, последние, как уже говорилось выше, подразделяют на тепловые, промежуточные и быстрые. Промежуточные реакторы не получили широкого распространения. Быстрые реакторы, работающие на плутонии и обогащенном уране, в настоящее время с большим успехом используются как реакторы-размножители. Необходимое обеспечение быстрых реакторов сильными источниками нейтронов, дорогостоящим топливом и другие обстоятельства ограничивают их применимость в атомных электростанциях. Таким образом, наибольшее распространение в атомных [c.89]

Активная зона и внутренняя зона воспроизводства экспериментального реактора EBR охлаждались сплавом NaK- Внешняя зона воспроизводства с воздушным охлаждением выполнена подвижной, для регулирования реактора. Топливо — обогащенный уран в стержнях диаметром 9,75 мм, высотой 108 мм. Каждый ТВЭЛ состоит из двух таких стержней, помещенных в трубку из нержавеющей стали наружным диаметром 11,4 мм. Выше и ниже стержней из обогащенного урана в этой трубке размещены стержни из природного урана зоны воспроизводства. В шестигранной кассете толщиной 2,2 мм из нержавеющей стали размещено 217 таких ТВЭЛ с шагом 12,5 мм. Вокруг этой оболочки расположены 138 стержней из природного урана диаметром 24 мм и длиной 514 мм, заключенных в трубки из нержавеющей стали с толщиной стенки 0,5 мм. Эта внутренняя зона воспроизводства находится в стальном корпусе диаметром 403 мм. [c.150]

В высокотемпературном ядерном реакторе в качестве ядерного топлива может служить двуокись урана без или с обогащением ураном-235. [c.67]

Топливная составляющая себестоимости электроэнергии, вырабатываемой АЭС с реакторами на тепловых нейтронах, использующих в качестве топлива обогащенный уран, при отсутствии регенерации отработанного топлива рассчитывают по формуле [1] [c.386]

В качестве первых тепловыделяющих элементов были применены стержни из урана с 0,714 % (естественный уран) или большим содержанием этого изотопа (обогащенный уран). Металлическое ядерное топливо (уран, плутоний и их сплавы) и в настоящее время не теряет своего значения из-за его пригодности для использования в газографитовых реакторах, реакторах на быстрых нейтронах и в транспортных энергетических реакторах. [c.230]

Потребность реактора в уране при стационарном режиме эксплуатации Gx. Годовая потребность Gx в обогащенном уране, т/год, (обогащение х) определяется следующим соотношением [c.98]

По оценкам французских специалистов стоимость изготовления ТВС из смешанного диоксида для реактора PWR будет значительно выше (в 3—5 раз), чем стоимость изготовления стандартных ТВС с обогащенным ураном. Однако при этом суммарные затраты, отнесенные иа 1 кг смешанного топлива, будут существенно меньше, чем топлива иа обогащенном уране. Это видно из табл. 5.9. З ь не указана стоимость плутония. С учетом оплаты кредита. [c.138]

На рис. 5.13 обращает на себя внимание увеличение содержания самого легкого изотопа в обогащенном уране. Как известно, содержание этого [c.140]

ОБОГАЩЕННЫЙ УРАН — КОНЦЕНТРИРОВАННОЕ ЯДЕРНОЕ ТОПЛИВО. [c.201]

Современная ядерная энергетика базируется на реакторах на тепловых нейтронах, в которых в качестве ядерного топлива используется обогащенный уран, т. е. уран с концентрацией превышающей его массовое содержание в природном уране (0,711 %.). Применение в реакторах на тепловых нейтронах слабо-обогащенного урана, содержащего до 5 % обусловливает [c.201]

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]

В качестве ядерного горючего в реакторах используются 92U , 94Pu23 , естественный уран, содержащий 99,3% изотопа 92U и 0,7% изотопа 92 , а также естественный уран, обогащенный 92 . Как уже упоминалось, 94Pu получается в ядерных реакторах, 92U235 и обогащенный уран —в процессе разделения изотопов урана, а 92U в реакции [c.387]

Исследовательский реактор ИРТ (рис. 46) тепловой мощностью 2000 кет с максимальным потоком медленных(тепловых) нейтронов 2,3 0 нейтр1см сек относится к группе простых, надежно действующих и недорогих бассейновых водо-водяных реакторов, работающих на обогащенном уране-235. Активная зона его содержит около 4 кг ядерного горючего, выполнена из графитовых блоков со стержневыми трубчатыми тепловыделяющими элементами, имеет графитовый отражатель и расположена на дне открытого алюминиевого бассейна глубиной 7,8 м, окруженного защитным бетонным с.лоем и заполненного водой, выполняющей двоякую функцию — замедлителя нейтронов и теплоносителя, отводящего тепло из реактора в теплообменник. Первый реактор этого типа сооружен в 1957 г. в Институте атомной энергии в Москве. Двумя годам и позднее такой же реактор введен в эксплуатацию в Институте физики Академии наук Грузинской ССР в Тбилиси в да.льнейшем они были построены во многих других исследовательских центрах СССР (в Риге, Минске, Киеве и др.) и за пределами нашей страны. [c.169]

Всего на ледоколе установлено три водо-водяных реактора тепловой мощностью 90 тыс. кет каждый, работающих на слабо обогащенном уране. Два из них являются постоянно действующими, а третий — фактически резервный —используется лишь в случаях форсирования тяжелых льдов и при ремонте основных реакторов. Как и в силовых атомных установках ранее рассмотренных электростанций, теплоноситель в силовой установке ледокола проходит снизу вверх через реактор 1 (рис. 54), нагревается в его активной зоне 2, затем отводится к теплообменнику 3, отдавая тепло воде вторичного контура, и циркуляционным насосом 4 снова нагнетается в реактор. Пар, образующийся в парогенераторе 5, подается в турбины 6, приводящие в действие электрогенераторы 7. По выходе из турбин пар поступает в конденсатор 8, охлаждается забортной водой, подаваемой в змеевики насосом 9, а конденсат насосом 10 перекачивается обратно в парогенератор. Электрический ток, вырабатываемый электрогенераторами, подводится к электродвигателям 11, вращающим валы гребных винтов 12. [c.182]

Но есть также и недостатки. Прежде всего водород в воде имеет довольно большое сечение захвата нейтронов по сравнению с другими замедлителями. Так как захват нейтронов в D2O значительно меньше, чем в Н2О, то при использовании в качестве замедлителя тяжелой воды топливом может служить природный уран. При использовании обычной воды в качестве теплоносителя реактор может работать только на обогащенном уране. Другим недостатком является то, что саморегулируюш,ий температурный коэффициент реактивности ограничивает температуру воды (теплоносителя) до относительно низких значений по сравнению с ТЭС, использующими органические топлива. Это означает, что общий КПД АЭС ниже, чем ТЭС, и составляет около 31 %. [c.171]

Так как урановые руды Японии бедны UgOg (только руды о-ва Хонсю содержат 0,1% урана, но запасы их в том районе незначительны), Япония импортирует урановую руду. До настоящего времени Япония получала обогащенный уран из США. В последнее время США значительно повысили на него цены. Вероятно, это заставит Японию заниматься обогащением своих урановых руд. Первый завод по обогащению урановой руды в Японии был сдан в эксплуатацию в 1973 г. К 1980 г. потребность Японии в обогащенном уране достигнет 5 тыс. т. Все японские АЭС (как и ТЭС) расположены на берегу Тихого океана или Японского моря. [c.208]

И, В частности, для этих целей стала применяться нержавеющая сталь — испытанный и верный материал с хорошо известными свойствами. Сталь нельзя было использовать в реакторах, работающих исключительно на природном уране, поскольку она значительно поглощает нейтроны, однако в реакторах на обогащенном уране поглощение нейтронов нержавеющей сталью можно компенсировать степенью обогащения ядерного топлива. На рис. 25 показана схема одного такого реактора, размещенного в бетонном баке, который не только служит контейнером для газа-теплоносителя, находящегося под высоким давлением, но и является биологической защи- [c.81]

Рис, 25. Схематическое изображение ядер-ного реактора, работающего на обогащенном уране 1 — топливные каналы 2, 8 — выход пара 3, 7 — подача воды 4 — активная зона, 5 — бетонный бак 6 — циркуляция газа-теплоносителя 5 — теплообменник [c.82]

И поэтому конструкторы предложили для таких реакторов использовать меньшее количество замедлителя, лишь ровно столько, чтобы замедлить нейтроны только до промежуточных энергий (скажем, несколько сот электрон-вольт). Однако этот интервал энергий как раз попадает в диапазон резонанса, для которого характерно максимальное поглош,ение нейтронов ядрами урана-238. Следовательно, для того чтобы в таком реакторе проходила самоноддерживающаяся цепная реакция, урановое топливо должно быть очень сильно обогащено ураном-235. Кроме того, было применено следующее интересное явление, заключающееся в том, что ядерное сечение расщепления ядер урана-235 нейтронами также имеет несколько пиков в диапазоне резонанса. Поэтому было предложено замедлять нейтроны в данном реакторе до таких энергий, значения которых группировались бы около одного из максимумов расщепления урана-235, избегая в то же время максимумов поглощения нейтронов ядрами урана-Й8 (рис. 28). Используя этот принцип, сконструировали несколько промежуточных реакторов, в одном из которых топливом, например, служил сильно обогащенный уран, замедлителем — металлический бериллий, а теплоносителем — жидкий натрий [c.85]

Рис. 29. Сравнительные размеры активных зон в некоторых типах ядерных реакторов, построенных в Великобритании к — графитогазовый реактор, работающий на природном уране Б — графитогазовый реактор, работающий на обогащенном уране В — быстрый реактор

Вывокотемпературные гелиевые реакторы поглощают значительно меньше горючего по сравнению с другими реакторами на обогащенном уране. Они перспективны и как источники электроэнергии, и как источники тепла для отраслей производства, требующих высоких температур рабочего газа (металлургия, газификация угля и т. д.). [c.3]

Основным ядерным горючим является природный и обогащенный уран, хотя можно пользоваться также плутонием и искусственными изотопами урана В энергетических реакторах уран может применяться в виде чистого металла или сплайа с металлами, имеющими малое поперечное сечение захвата нейтронов, например, с алюминием или цирконием. Существуют три аллотропические разновидности урана до температуры 660° С а-уран, имеющий ромбическую кристаллическую решетку в интервале температур 660—760° С— Р-уран с тетрагональной устойчивой решеткой от 760° С и до точки плавления — у-уран, для которого характерна объемноцентрирован-ная кубическая решетка. Уран очень быстро подвергается коррозии от соприкосновения с водой, водяным паром, воздухом, жидкими металлами и другими средами. Следовательно, температура теплоносителя не должна превышать 500—600° С, а механическая и термическая обработка урана должна производиться с соблюдением соответствующих противокоррозионных мер — с использованием защитных атмосфер из инертных газов, специальных смазок и флюсов. [c.13]

Методами порошковой металлургии получается металл однородного состава, с регулируемой пористостью (О — 40So) и величиной зерни, и тикже с минимальной предпочтительной ориентацией. Можно приготовить сплавы с тугоплавкими металлами. Безвозвратные потери металла очень малы, что особенно выгодно при обработке таких дорогих материалов, как обогащенный уран. [c.850]

Применение металлического урана, если нельзя использовать его ядер-ные свойства, резко ограничивается неблагоприятными химическими и механическими свойствами. Изыскание других областей применения металла весьма желательно ввиду наличия запасов обел,ненного урана (материал, обедненный ураном-235 вследствие его отделения и обогащенный ураном-238). Для неядерных применений это изменение изотопного состава совершенно не имеет значения. Обедненный материал считается менее опасным из-за меньшей радиоактивности. Уран, используемый в антикатоде рентгеновской трубки, дает рентгеновы лучи высокой энергии (очень малой длины волны) [101, 121] вследствие большого атомного номера. Но этой же причине он является выдающимся по своей эф<1)екгивности материалом для защиты от излучений. При использовании урана вместо свинца можно значительно снизить вес защиты. Эта экономия особенно ценна в передвижных реакторах. [c.853]

Обогащение урана — получение концентрированного высококалорийного топлива. Современной ядерной энергетике, развивающейся в основном на реакторах на тепловых нейтронах, для достижения большой глубины выгорания топлива, т. е. для получения высокой удельной энерговыработки, требуется ядерное топливо с большим, чем у природного урана, содержанием т. е. обогащенный уран. Таким образом, практически весь добыты для использования в энергетике природный уран должен поступить обогащения изотопом на разделительный завод (газодиффузионный или центрифужный) после предварительного фторирования, т. е. в виде UFe. На разделительном заводе в отвалы (хвосты) обедненного (по содержанию U) урана перейдет основная масса природного урана. [c.114]

На завод по изготовлению топливных сердечников, твэлов и ТВС обогащенный уран поступает с разделительного завода в виде UFe, который затем подвергается конверсии в диоксид (UO2) или в металлический уран. Стоимость изготовления твэлов и ТВС для современных водоохлаждаемых реакторов типов PWR и WR в различных капиталистических странах оценивается (1985 г.) в 150—210 дол. на 1 кг урана, размещенного в твэлах. Это не деп5ево. [c.116]

При химической переработке отработавшего топлива изотопы плутония могут быть извлечены и использованы для изготовления нового уран-плутониевого топлива. В такой смешанный по нуклидному составу вид топлива в процессе выгорания переходит, по существу, все урановое топливо (обогащенный уран), загруженное в реактор. [c.130]

Таблица 5.9. Сравнительная стоимость затрат, отиесевная к 1 кг топлива (обогащенный уран с =3 5%, смешанное уран-плутониевое с =4,5%) при изготовлении ТВС для PWR мощностью 900 МВт (эл.)

При многократных возвратах в топливный цикл регенерируемого уранового топлива в обогащенном уране, получаемом из и егенерата, будет накапливаться неотделимая химическим путем примесь — а также Из рис. 5.13 следует, что на диффузионной или ином разделительном заводе по ходу процесса обогащения с увеличением затрачиваемой разделительной работы наряду с ростом содержания в обогащенном уране в потоке легкой фракции будет расти и содержание Например, при разделительной работе, равной 5 ЕРР, которая необходима для получения 1 кг топлива, обогащенного до 3,3%, из регенерированного урана с содержанием равным природному, при у=0,2% количество вырастет в 3,8 раза, 235(j —в 4,7 раза. Таким образом, если подвергать дообогащению до3,3% регенерат урана (глубина выгорания30-10 МВт-сут/т), содержащий 0,4% то в нем содержание будет поднято до 1,5 %. [c.140]

Таким образом, обогащенный уран является концентрирован ным и высококалорийным ядерным топливом современной ядернор энергетики, обеспечивающим ее технический прогресс и экономическую конкурентоспособность. Промышленное производство обо ращенного урана — важнейшая стадия ядерного топливного цикла Однако разработка эффективных методов разделения изотопо урана и промышленное получение обогащенного урана в крупны масштабах оказались весьма сложной научной и инженерно-технической задачей. [c.202]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...