Обогащение природного урана

Обогащение природного урана 162 Оборудование [c.463]

Термодинамическое совершенство в области средних температур рабочего тела значительно сокращает количество урана, потребляемого атомной станцией в год. При этом не требуется обогащения природного урана, что существенно сокращает его стоимость. [c.195]

Имеется в виду обогащение природного урана изотопом урана-235. [Там же. С. 351]. [c.673]

Не так давно сообщалось, что в одной из лабораторий США лазерные методы использовались для обогащения природного урана изотопом [c.111]

Извлечение природного урана осуществляется из урановых руд, подвергаемых обогащению и аффинажу. В случаях, когда полученный природный уран подлежит обогащению по содержанию урана-235, его превращают в шестифтористый уран ПРв (бесцветное твердое вещество, легко возгоняющееся без плавления при температуре -(-56,5° С и атмосферном давлении). [c.162]

В настоящее время действующие в мире АЭС оснащены тепловыми реакторами с использованием в качестве топлива обогащенного урана. Эти реакторы характеризуются низкой степенью использования ядерного топлива — не более 1—2% потенциально заключенной в урановом топливе энергии. Для получения атомной энергии на атомных электростанциях, оснащенных такими реакторами, используется лишь содержащийся в природном уране в количестве примерно 0,7%. Остальные 99,3% природного урана представлены изотопами и которые в этих реакторах не используются. [c.317]

Обогащение урана осуществляется изотопным разделением природного урана, протекающим в газовой фазе. Для процесса разделения используется соединение UFe, которое возгоняется при атмосферном давлении при 56,4° С, причем молекулы с изотопом имеют более высокую подвижность, чем с изотопом В процессе диффузионного разделения, который до сих пор является основным, газообразный UFe сжимают и пропускают через серию пористых мембран в каскаде (рис. 10.1) [1]. В процеС [c.103]

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]

Сборки ТВЭЛ шестигранного сечения содержат по 91 стержню из обогащенного урана. В сборках зоны воспроизводства имеется по 19 стержней из природного урана. [c.151]

АЭС до 42—45% (зависящего, в частности, от возможности жаропрочных циркониевых сплавов), улучшение использования ядерного топлива в реакторе, снижение содержания изотопа-235 в отвалах обогатительных заводов (с 0,25% в настоящее время до 0,1 — 0,15%), что в сумме позволит полагать вероятной возможность значительного снижения, потребного расхода природного урана на единицу вырабатываемой энергии (по некоторым оценкам — до 50% и несколько выше). Кроме того, положительно оцениваются возможности сокращения в перспективе стоимости производства и обогащения ТВЭЛ, улучшение их теплоотдачи и сокращение времени на регенерацию топлива. [c.98]

При рецикле урана и плутония существенно снижаются потребности в природном уране и в мощностях по обогащению урана для реакторов на тепловых нейтронах, доминирующих в настоящее время в развивающейся ядерной энергетике. Однако в этом случае экономически допустима некоторая задержка в сроках практической реализации рецикла из-за отставания в сооружении радиохимических заводов и особенно в решении весьма сложных проблем удаления и захоронения радиоактивных отходов. Но пока нет переработки отработавшего топлива, нет и рецикла урана и плутония. Это значит, что реакторы на тепловых нейтронах могут питаться только свежим топливом, полученным из добытого из недр природного урана, а отработавшее топливо будет находиться в специальных бассейнах или на складах. Эффективное использование ядерного топлива, снижение потребностей в природном уране, безусловно, требуют создания предприятий по химической переработке топлива, отработавшего в реакторах на тепловых и быстрых нейтронах, и обеспечения рецикла урана и плутония в ядерной энергетике. [c.91]

Стоимость обогащения урана методом газовой диффузии высока. В настоящее время (1986 г.) она превышает 125 дол. за единицу разделительной работы (ЕРР). При действующих на мировом рынке ценах затраты на обогащение урана сравнимы со стоимостью природного урана, расходуемого на получение обогащенного. Например, при обогащении до 3,6—4,4 % требуемая работа разделения соответственно равна 5,64—7,46 ЕРР на 1 кг обогащенного продукта, а коэффициент расхода природного урана 6,65—8,21 (при у=0,2%). Освоенная в ряде стран технология разделения изотопов урана методом центрифугирования более экономична, чем газодиффузионным методом, она позволяет уже теперь — при наличии малых мощностей — снизить затраты на разделительную работу до 90 дол/ЕРР и ниже. Прогнозируется, что до 2000 г. на основе технического прогресса (развитие центрифужной и лазерной технологии) произойдет дальнейшее снижение цены разделительной работы до 60 дол/ЕРР и ниже (рис. 5.2), Большие надежды в отношении снижения удельных затрат возлагаются на новый разработанный в США лазерный метод разделения, находящийся пока в стадии экспериментальной проверки и доработки технологии на опытно-промышленных модулях . [c.115]

В структуре суммарных капитальных затрат на строительство предприятий замкнутого ЯТЦ 40—50 % падает на предприятия по добыче и производству природного урана, 20—25 % — на заводы по получению обогащенного урана, остальное — на радиохимическую переработку отработавшего топлива, изготовление свежего топлива для реакторов на тепловых нейтронах, удаление и захоронение РАО. [c.122]

Введение урановых бланкетов — аксиальных зон воспроизводства. В верхней и нижней частях топливного сердечника каждого твэла на длине 12—15 см вводятся экраны из диоксида природного урана, снижающие аксиальную утечку нейтронов часть нитронов при этом захватывается ядрами урана, увеличивая КВ активной зоны. По расчетам этим достигается экономия расхода уран и разделительной работы на 3 и 2,8 % соответственно (за счет уменьшения начального обогащения урана). [c.136]

Замена UO2 урановым топливом повышенной плотности (16—17 вместо 9,4—9,6 г/см ), что приводит к существенному увеличению КВ плутония, экономии природного урана за счет снижения обогащения топлива и сокращения потерь нейтронов (захват кислородом). Более плотное топливо может быть создано иа основе металлического урана, легированного кремнием, цирконием и другими элементами . [c.136]

Топливные сердечники твэлов активной зоны реакторов на быстрых нейтронах содержат дорогое высококонцентрированное топливо с обогащением плутонием в 3—5 раз, превышающим обогащение уранового топлива водоохлаждаемых реакторов типа LWR (см. 9.9). Серийное изготовление такого топлива возможно только при максимальной автоматизации, дистанционном управлении процессом производства и соответствующих мерах защиты персонала и окружающей среды. Это несравненно более сложная и дорогостоящая технология, чем применяемая для уранового топлива, получаемого из природного урана. [c.143]

В последнее время для интенсификации и удешевления процессов получения концентратов природного урана выщелачивание из обогащенных руд проводят в больших автоклавах (рис. [c.174]

Таблица 7.1. Выход обогащенного урана, кг, на 1 т природного урана при различном содержании в отборе и отвале

В соответствии со схемой процесса коэффициент расхода природного урана /о для получения 1 кг обогащенного урана при заданном содержании (обогащении) j , %,и содержании в отвале у, %, можно найти, решая совместно уравнения [c.207]

В табл. 7.1 приведен выход обогащенного урана на 1 т природного урана для различного обогащения и содержания в отвале. Если вместо природного урана с содержанием равным q, для питания разделительного завода используется регенерат урана, полученный после радиохимической переработки отработавшего в [c.207]

Таблица 7.2. Расход природного урана н количество единиц разделительной (различного обогащении) при различном содержании в отвале (по расчетам

Обеспокоенные будущей нехваткой разделительных мощностей и задержками реконструкции действующих заводов (желая при этом сохранить за собой монопольное положение в капиталистическом мире по производству обогащенного урана, дающее большие прибыли), США приняли решение с 1975 г. параллельно с реконструкцией заводов перерабатывать на них находящиеся на складах большие запасы природного урана в обогащенный ( 3 7о) уран. С этой целью с 1976 г. принято повышенное содержание в отвалах—до 0,275% вместо 0,2%, что повысило на 14 7о коэффициент расхода природного урана, но зато позволило на 16 % снизить удельную разделительную работу. [c.222]

Эксперты считают, что после 1995 г. будет ощущаться недостаток разделительных мощностей, и это может сдерживать строительство и ввод в эксплуатацию АЭС. Этим объясняются и дорогостоящие страхующие меры США, такие, как наработка в резерв больших количеств обогащенного урана, отказ от оптимального содержания в отвалах и перевод заводов на работу с отвалом при у=0,275-=-0,3 % (вместо у=0,2%, экономически для них оптимального), что позволило снизить удельную работу разделения примерно на 20% при соответствующем (почти на 20%) увеличении расхода исходного природного урана. Разрабатывается проект строительства первого завода по обогащению урана лазерным методом. [c.225]

Цена 1 кг обогащенного урана Сх (с обогащением х, %), получаемого в виде гексафторида из природного урана, может быть с большой степенью точности рассчитана по уравнению [c.238]

Коэффициенты расхода природного урана и значения требуемой разделительной работы берутся по официальным таблицам (см. табл. 7.2). В 1974 г. в США опубликованы критерии по контрактам на обогащение и шкала неустоек в случае расторжения контрактов на основе фиксированных твердых обязательств. В зависимости от времени уведомления о намерении [c.243]

Достоинства лазерного И. p. универсальность, возможность воздействия только на 1 изотоп (в США есть программа разработки лазерной технологии обогащения природного урана методом фотоиоццзации паров (рис. 6). [c.125]

Удельные затраты на обогащенное топлнио составят 1567,5 руб/кг. При принятых ценах примерно 50% затрат на топливо составляют затраты на обогащение урана, около 37% — оплата израсходованного на обогащение природного урана. Если же принять Ср=50 руб/ЕРР (= 70 дол/ЕРР) [в расчете на [c.448]

Исходя из сложившихся закономерностей, на смену нефти и природного газа должен придти энергоресурс лучшего качества с примерно вдвое более высокой плотностью потока извлечения его из природной среды. Именно такова атомная энергетика, использующая реакцию деления ядер обогащенного природного урана без наработки вторичного ядерного горючего. Поэтому естественно ожидать, что дальнейшее развитие энергетики потребует использования ядерной энергии деления, преодолевая сложившийся в обществе атомный синдром, путем радикального совершенствования ядерньЕХ технологий, в том числе в области захоронения отходов. [c.121]

В США имеются три газодиффузионных завода в штатах Теннесси, Кентукки и Огайо. Суммарная мощность этих заводов равна 17-10 ЕРР/год. Определить ЕРР (единицу разделительной работы) не легко, поскольку количество урана, полученного при затрате одной ЕРР, — величина непостоянная и зависит от общего количества обогащаемого природного урана и от содержания в отвале или хвостах . Для отвала с содержанием 0,2 % на газодиффузионном заводе производится около 320 г обогащения 3,2 % при затрате одной ЕРР. При отвале с содержанием 0,3% производится около 300 г. Таким образом, чем больше содержание в отвалах, тем больше требуется исходного материала. [c.192]

Использование легководных реакторов на АЭС должно постепенно подойти к пределу, определяемому наличием природного урана и мощностями по его добыче и обогащению. Разведанные запасы и геологические ресурсы урана в США оцаниваются в 1,6 млн. т при стоимости добычи до 65 ДОЛЛ/кг, включая доставку, и 2,2 млн. т при стоимости добычи [c.87]

Величина пересчетного коэффициента для урана зависит от способа производства электроэнергии она составляет 860 ГДж/кг в обычных реакторах, 1700 ГДж/кг для обогащенного продукта в некоторых обычных реакторах, 42 000—51 750 ГДж/кг в реакторах-размножителях и даже 83 000 ГДж/кг — в реакторах на быстрых нейтронах. Верхний предел для обычных реакторов устанавливается по количеству энергии, выделяющейся при теоретически полном делении 1 кг U235. равному 2800 т у. т., а нижний предел можно получить, если считать, что деление переходит у 50 % U235, на который приходится 1/140 природного урана, это дает 10 т у. т./кг. Обычно в атомной энергетике применяется величина 14,3 т у. т./кг, и она используется для пересчета 1,69 млн. т доказанных резервов урана при условии использования в обычных реакторах (а пока реально действуют только они). В таком случае доказанные резервы урана составят 24,2 млрд, т у. т. Тепловой эквивалент в реакторах на быстрых нейтронах и размножителях может быть в 50—60 раз больше, так что в этом случае доказанные резервы составили бы 1200—1500 млрд, т [c.81]

На рис. 2.1 указан также и состав выгружаемого из реактора топлива. Видно, что из каждых 100 кг урана, загружаемых в реактор и находящихся в нем в течение определенного промежутка времени (в ВВЭР примерно 3 года), выгружаются те же 100 кг, но с другим нуклидным составом, в том числе 2 кг неиспользованного делящегося материала (1,26 кг а также 0,74 кг Pu и Фи). Из 4,4 кг загруженного выгорает 4,4—1,26=3,14 кг. Следовательно, в реакторе образуется 0,5 ХЗ,14= 1,57 кг плутония, из которых выгорает 1,57—0,74=0,83 кг Ри. Таким образом, в ядерном реакторе типа ВВЭР-1000 используется 3,97% обогащенного урана или 0,397% природного урана. [c.13]

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]

При используемом в настоящее время в легководных реакторах типа ВВЭР ядерном топливе, обогащаемом до 3,6—4,4%, и при содержании в отвале, равном, например, 0,2 %, на каждую тонну обогащенного урана, отправляемого на завод по изготовлению твэлов, на складах разделительного завода будет оседать 6—7,5 т обедненного продукта, т. е. 86—88 % всей массы переработанного природного урана. Этот отвальный уран в топливном цикле реакторов на тепловых нейтронах далее не участвует и может быть использован когда-либо как сырьевой воспроизводящий материал для получения из него плутония при облучении быстрыми нейтронами в реакторах-размножителях или, в перспективе, в гибридных термоядерных реакторах или в элек-троядерных реакторах-размножителях. [c.114]

ТЦ характеризуется полной длительностью цикла и отдель-ны)с его стадий. Полная длительность ЯТЦ Тятц—это время, необходимое йля полного цикла обращения ядерного топлива в замкнутом ЯТЦ, т. е. от момента получения и передачи химического концентрата природного урана (или его регенерата) иа заводы по фторированию и обогащению урана и до завершения радиохимической переработки отработавшего топлива и передачи регенерированных продуктов в рецикл [c.122]

Из таблицы видно, что удельный расход на единицу производимой энергии у обогащенного урана тем ниже, чем выше средняя глубина выгорания, тем самым и производственных мощностей по изготовлению свежего, топлива, транспортированию и переработке отработавшего ядерного топлива потребуется соответственно меньше, чем при низкой глубине выгорания. Увеличивается лишь разделительная работа Лерр, поскольку возрастает обогащение урана. Что касается некоторого увеличения расхода природного урана на 1 кВт-ч, то положение становится иным, если учесть рецикл урана, извлеченного из отработавшего топлива при его химической переработке. Для топлива реактора ВВЭР с В=40-10 МВт-сут/т регенерированный уран будет содержать 1,2% В переводе на природный уран при рецикле это будет означать (с учетом потерь) снижение расхода пр ирод-ного урана на 20—24%. Таким образом, при увеличении В расход природного урана в системе ядерного топливоснабжения не увеличивается, а уменьшается. [c.134]

Первый в мире газодиффузионный завод был построен в Ок4 Ридже (шт. Теннесси, США) и пущен в августе 1945 г. Позднее (до 1954 г.) в Ок-Ридже было построено еще несколько государственных диффузионных заводов. В период 1953—1956 гг. были сооружены еще два крупных диффузионных завода в Падьюке (шт. Кентукки) и в Портсмуте (шт. Огайо). Суммарная разделительная мощность всех трех заводов при их полной загрузке (коэффициент годового использования установленной мощности 99 %) составляла 17,23 млн. ЕРР/год при потребляемой мощности 6000 МВт. Наиболее наглядное представление об этой разделительной работе можно составить, если указать, что ее достаточно, чтобы, переработав в год 14 000—17 000 т природного урана, получить 2500 т урана 3 7о -ного обогащения или 70 т урана 90 7о-ного обогащения при содержании в отвале 0,2 % [c.222]

Загрузка свободных мощностей диффузионных заводов работой по превращению запасов природного урана в запасы обогащенного (с отвалом 0,37о позволило США создать резервы с огромным объемом разделительной работы (42 млн. ЕРР), исходя из расчета 15 млн. ЕРР для обеспечения непредвиденных потребностей ERDA, 9 млн. ЕРР на случай задержек поставок продукции по заключенным контрактам и 18 млн. ЕРР на случай задержек поставок от планируемых к сооружению центрифужных заводов . [c.223]

Цена обогащенного урана, предназначенного для изготовления ядерного топлива, определяется двумя главными видами затрат на разделение изотопов урана и на оплату исходного сырья, обычно поставляемого на разделительный завод в виде гекса-фЗБорида природного урана в твердой или жидкой фазе. [c.238]

На обогащение или дообогащение может поступать после со-ответствукЛцей очистки и фторирования не только природный, но и регенерированный уран, извлеченный из отработавшего в реакторе ядерного топлива. Этот уран может иметь содержание 235U меньше или больше 0,711 %. При определении его удельного расхода как исходного сырья для обогащения он приводится к концентрации природного урана (по формулам 7.2). При определении его цены учитываются все затраты по хранению, транспортированию, радиохимической регенерации, включая затраты на переработку и длительное хранение радиоактивных отходов, а также по превращению регенерированного урана в гексафторид. [c.238]

Оптовая отпускная цена природного урана, поступающего на обогащение, в условиях социалистического хозяйства определяется по усредненным данным производства многих объеди- [c.239]

Цвдставив (7.33) в (7.32), получим выражение для цены обогащенного уоана (при применении природного урана для питания разделительного завода) [c.240]

Цена 1 кг получаемого на разделительном заводе обедненного урана, идущего в отвал и поступающего на длительное хранение, не учитывается при определении цены 1 кг обогащенного урана [см. формулу (7.32]. Считается, что она невелика, и ею можно пренебречь. Однако отвальный уран имеет скрытую стоимость он почти полностью состоит из воспроизводящего материала и содержит определенное количество который может быть ча-< Рично или почти полностью когда-нибудь извлечен. Кроме того, он содерз((ит много фтора (третью часть массы). Поэтому можно рассматривать все отвалы обедненного урана не только как основной ресурс воспроизводящего материала для зон воспроизводства реакторов на быстрых нейтронах, но и как бедное (по сравнению с природным ураном) исходное сырье для получения урана с природной концентрацией Назовем этот продукт восстановленным природным ураном. В этом случае отвал можно рассматривать и как полуфабрикат, т. е. продукт незавершенного производства в технологическом цикле получения природного урана. Конечно, более глубокое извлечение из отвалов должно быть экономически оправдано и производственно обеспечено. В таком случае цену 1 кг обедненного урана можно было бы определить, исходя из затрат на получение из него как исходного питающего сырья восстановленного природного урана. При этом цена такого восстановленного природного урана должна соответствовать установившейся в данный период времени максимальной цене природного урана, добываемого из недр, использование которого в ядерной энергетике считается рентабельным. [c.244]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...