Отделение плутония

Отработавший в реакторе уран, засоренный осколками деления, направляется на выдержку — хранение. После потери части радиоактивности уран подвергается регенерации и от него отделяется плутоний 239. После этого уран вновь может быть применен в реакторе. Цикл работы — загрузка, выгорание, регенерация и отделение плутония может повторяться многократно. [c.188]

В настоящее время плутоний получают в реакторах различного типа во многих странах мира. Реакторным горючим служит уран с обычным содержанием урана-235 или слегка нм обогащенный. Ураи как ядерное горючее применяется в различных видах, но чаще всего в виде металла (наиболее плотная форма) для сведения к минимуму размера реактора [lOl]. Обычно в реакторе выгорает лишь относительно небольшая доля урана-235, прежде чем горючее извлекается из реактора для химической переработки с целью отделения плутония от урана н продуктов деления. [c.512]

Экстракция расплавленными металлами. Серебро и магний не смешиваются с расплавленным ураном и оба удовлетворительно экстрагируют плутоний 13, 69, 129, 140, 1951. В случае применения магния следует иметь в виду его высокое давление пара при температуре плавления урана. Магний можно отделить от плутония возгонкой. При использовании серебра последующее отделение плутония затруднительно. В настоящее время серебро предпочитают отделять дистилляцией [15, 1131. [c.518]

При облучении нейтронами плутоний ведет себя точно так же, как и, и вследствие этого наравне с и может служить источником ядерной энергии. Как мы помним, разделение изотопов урана является довольно трудоемким процессом. Отделение плутония от урана осуществляется значительно проще, поскольку в этом случае мы имеем дело с двумя различными элементами. Поэтому производство плутония является значительно более выгодным способом получения ядерного горючего, чем выделение из природного урана. [c.143]

Разработан способ отделения плутония от урана и других веществ (ст. научный сотрудник Лаборатории № 2 Курчатов Б.В.). [c.308]

Речь идет о материале № 157-а Процесс отделения плутония , на 59 л. (Там же). [c.76]

Разработанные и осуществленные на практике методы отделения урана-235 от его близнеца урана-238 в промышленных масштабах имели огромное значение для дальнейшего прогресса во всех областях применения атомной энергии. Уран-235 используется как в различных типах реакторов, так и для обогащения металлического урана, облученного в реакторах (после отделения плутония), чтобы обеспечить его дальнейшее использование. [c.87]

Однако процесс получения нового горючего можно не ограничивать одним циклом. После отделения плутония в реактор вместе с ураном можно снова заложить плутоний и на каждый килограмм его снова получить 0,8 кг плутония. [c.95]

Применение реактора с шестифтористым ураном вносит много нового в проблему воспроизводства горючего и, в частности, может упростить задачу выделения плутония. Газ, циркулирующий через реактор, увлекает с собой плутоний, вступивший в соединение с фтором и образовавший нелетучий фторид. На пути движения газа можно установить специальные уловители. При использовании уран-графитовых реакторов, как мы увидим ниже, процесс отделения плутония более сложен. [c.102]

Пос.те периода старения урановые стержни направляют на завод химического отделения плутония. Там прежде всего с урановых стержней снимают алюминиевую оболочку. Эта операция производится, как правило, химическим путем. [c.103]

Рас. 26. Схема отделения плутония от облученного урана. [c.104]

О сложности процессов отделения плутония и урана друг от друга и продуктов деления свидетельствует и стоимость этих операций (табл. 4). В табл. 4 эти данные сравниваются с данными о стоимости операций по производству металлического урана. [c.106]

Большой опыт отделения плутония от урана и продуктов деления накоплен в процессе переработки облученных тепловыделяющих элементов на первой атомной электростанции в СССР. Тепловыделяющий элемент реактора этой станции состоит из двух стальных трубок — внешней и внутренней. Между ними размещается сплав урана с молибденом, причем уран обогащен до 5% изотопом с атомным весом 235. [c.106]

Заводы по химическому отделению плутония обслуживают по нескольку атомных реакторов. Оборудование на этих заводах размещено в помещениях с толстыми бетонными стенами, расположенных почти целиком под землей. Сюда поступают урановые стержни, обработанные в атомных реакторах и выдержанные некоторое время в специальных хранилищах. Однако и после периода старения урановые стержни содержат большое количество радиоактивных продуктов деления и чрезвычайно опасны для людей. Поэтому управление всеми операциями по их транспортировке и обработке осуществляют на расстоянии с помощью специальных приборов. [c.167]

Установка по отделению плутония размещается в застекленном железобетонном здании высотой 60 м. Чтобы защитить обслуживающий персонал от вредных радиоактивных излучений, в этом же здании располагают большую бетонную камеру, внутри которой размещена вся аппаратура. Все оборудование этой камеры изготовлено из нержавеющей стали. [c.169]

Корреспондент Вы говорите об интересе теоретиков, но ведь известно, что процесс отделения плутония или нептуния от других элементов достаточно сложен, а открытие нового валентного состояния — это по существу открытие нового класса соединений того или иного элемента. А где новые соединения, там и новые возможности для технологии. [c.115]

Несмотря па эти очевидные затруднения, разработан ряд удовлетворительных способов отделения и извлечения плутония. По примерной классификации к этим методам относятся 1) осаждение 2) экстракция органическими растворителями 3) ионный обмен и 4) пирометаллургия. Выбор метода илн комбинации методов в значительной степени определяется экономическими соображениями. Так, для относительно небольших операций может оказаться пригодным метод ионного обмена, а для экономичного установившегося производства плутония в крупных масштабах может потребоваться экстракция органическими растворителями. Для переработки сильно облученного горючего будущих реакторов с большой плотностью энергии, вероятно, потребуются 11131 пирометаллургические методы. [c.514]

В цехах группы Б производится химическая обработка урановых блоков — растворение в кислотах, многократное разделение солей, регенерация исходного сырья, отделение побочных продуктов и выделение готового плутония в чистом виде. [c.196]

В то время как для урана наиболее устойчивой валентностью является шесть, а для нептуния и плутония—четыре, в последующих членах ряда актиноидов полностью проявляется их типичная валентность три. Отделение нептуния от плутония основано на том, что он легче окисляется до валентности шесть [148]. [c.85]

В первую категорию были в то время включены Иран, Бразилия и Аргентина, отчасти Пакистан и Южная Корея. Бразилия вынудила фирму Крафтверк Юнион включить в сделку по восьмому реактору оборудование по обогащению урана, изготовлению горючего и отделению плутония так как Бразилия имеет собственные ресурсы урана, она получит возможность осуществлять полный цикл изготовления горючего. Ни одна страна не признается, что ее основная цель — получение ядерного оружия, хотя иногда отмечалось, что преимуществом реактора типа САЫВи является больший выход плутония, чем в любом другом тепловом реакторе. Во вторую категорию попали более бедные страны, и трудно усмотреть для них какие-либо выгоды от сооружения неэкономичных мелких реакторов, кроме удовлетворения чувства национального престижа, которое одно время побуждало многие страны строить мелкие неэкономичные нефтеперегонные заводы. Маловероятно, чтобы сооружение ядерных реакторов стало обходиться дешево на протяжении еще многих десятилетий. В 1976 г., однако, еще казалось почти неизбежным, что и в малых и в больших странах всего мира будет расти число АЭС и ядерная энергия будет играть важную роль к концу XXI в. В 1979 г. все это уже казалось менее вероятным, как показывали пересмотренные прогнозы. [c.301]

Б.В. Курчатов применил для вьщеления плутония разработанную им в 1943 году методику отделения нептуния от урана. Эта методика основана на свойствах трансуранов легко восстанавливаться до низшей валентности с помогцью SO2, который не восстанавливает уранил-иона. Восстановленный до низшей валентности трансуран по своим свойствам должен быть близок к 4-валентному иону урана. Для отделения плутония от основной массы урана производилось осаждение восстановленного трансурана купферроном с помогцью небольшого количества добавленного в качестве носителя. [c.406]

Прежде всего облученные урановые стержни помещают в специальные бетонные хранилища или бассейны с водой. Здесь их выдерживают в течение длительного времени для уменьпгепия радиоактивности. В этот так называемый период старения распадаются наиболее короткоживущие радиоактивные изотопы, обладающие наибольшей активностью, в результате чего радиоактивность урановых стержней значительно уменьшается. Это очень важно для последующих химических процессов отделения плутония, так как в условиях интенсивной радиоактивности значительно ускоряется коррозия аппаратуры, образуются перекиси в водных растворах и т.. д. Под воздействием радиоактивных излучений нагреваются растворы, что затрудняет контроль температуры при химических процессах. [c.103]

Отделение плутония от урана и продуктов деления также осуществляется химическими методами. Однако задача химического отделения плутония услончняется тем, что уран и плутоний обладают довольно близкими химическими свойствами. Кроме того, наличие большого количества радиоактивных продуктов деления затрудняет нормальное течение химических процессов, в ходе которых приходится отделять очень малые количества накопившегося в урановых стерншях плутония от большого количества урана. Исключительные требования предъявляются к чистоте получаемого плутония. Так же, как и при производстве металлического урана, содержание различных примесей в плутонии не должно превышать миллионных долей. В настоящее время разработано несколько способов отделения плутония. Один из таких способов состоит в следующем (рис. 26). [c.103]

Эфирный раствор урана и плутония направляют во вторую противоточную колонну, куда также нодают эфир и водный раствор восстановителя, который способен восстанавливать плутоний, не восстанавливая урана. Азотнокислые соли плутония, восстановленного до четырехвалентного состояния, хорошо растворяются в воде и не растворяются в эфире. Невосстановленный уран, наоборот, хорошо растворяется в эфире и плохо в воде. Поэтому в колонне происходит отделение плутония от урана из нее выходят два раствора — водный раствор плутония и эфирный раствор урана. [c.104]

В последнее время" для отделения плутония от облученного урана широко пользуются методом экстракции с помощью органического растворителя — трибутилфосфата. Облученные урановые блоки помещают в сосуд, где их оболочки растворяют в едком натре. После этого уран растворяют в азотной кислоте при температуре 105° С, раствор фильтруют для отделения нерастворив-шихся твердых остатков (алюминия и т. д.) и доводят до нужной концентрации добавлением азотной кислоты. Плутоний переводится в четерехвалентное состояние, в котором он лучше всего образует выделяемые с помощью трибутилфосфата комплексы. Для этого вводят в процесс азотистую кислоту. Затем осуществляется несколько последовательных циклов экстракций. Во время первого кислый водный раствор подают в среднюю часть колонны, и он стекает вниз органический растворитель движется вверх. В итоге уран и плутоний переходят в растворитель, а продукты деления остаются в водной фазе. [c.105]

Знакомство с атомной промышленностью капиталистических стран начнем с предприятий по производству плутония. В США такие предприятия сосредоточены в Хэнфордском атомном центре, расположенном на берегах реки Колумбия в штате Вашингтон, на северо-западе страны. Здесь на площади в несколько десятков квадратных километров находится ряд мощных атомных реакторов, заводы но химическому отделению плутония, бассейны для выдерживания радиоактивных отходов, электрические подстанции и другие вспомогательные объекты. Атомные реакторы Хэнфордского центра рассредоточены на расстоянии 1 — Ъ км один от другого. Заводы по химическому отделению плутония расположены вдали от реакторов и друг от друга. Один из объектов Хэнфордского атомного центра показан на рис. 47. Каждый атомный реактор — это крупное железобетонное сооружение высотой в 6—8 этажей с высокими трубами, по которым выбрасывают в атмосферу газообразные радиоактивные отходы. [c.164]

Производство плутония во Франции осуществляется в Маркуле. Здесь в 1956 г. начал работать реактор 0-1 мощностью 40 тыс. кет, а в 1958 г. вступила в действие установка для отделения плутония от облученного урана. Вслед за первым реактором были пущены два других мощностью по 150 тыс. кет (рис. 49). [c.169]

Пригодность радиохимических методов при ничтожных концентрациях ясно доказана успешным конструированием Хан-фордовских установок для отделения плутония. Эти установки были сконструированы с тем, чтобы можно было осуществить процесс отделения элемента, которого никто не видал и который не встречается в земной коре. Прежде чем конструирование было закончено, процесс был проведен на ультрамикрохимических количествах, а позднее—на граммовых количествах, но первоначальные расчеты оказались в основном правильными. Отношение исследованных количеств к обычным, с которыми имеют дело химики, равнялось в данном случае Ю . Столь мощный метод заслуживает более тщательного рассмотрения. [c.314]

Процесс отделения плутония можно разбить на два этапа. Во-первых, необходимо удалить большое количество урана. Вог вторых, продукты деления должны быть удалены из конечног продукта. Обе эти операции приводят к третьей важной задаче— удалению шлама. Уран должен быть регенерирован, а опасные продукты деления как в виде газа, так и в виде раствора должны быть удалены таким путем, чтобы не нанести ущерба здоровью персонала. Лучшими, повидимому, являются такие методы, как проведение операций на значительном расстоянии от густо населенных районов и постройка достаточно больших хранилищ для основных типов шлама. Остатки могут быть удалены постепенно путем растворения в достаточно сильных потоках воды. [c.330]

Соли лантана применяют в качестве соосадителей ( носителей ) при извлечении из растворов и разделении заурановых элементов, получаемых в ядерных реакторах, например для отделения плутония от урана и выделения нептуния. [c.335]

ОсиовЕ1ая трудность в процессе извлечения плутония — это его отделение от сопровождающих урана и продуктов деления. Эта проблема чрезвычайно осложняется присутствием сильно радиоактивных продуктов деле-нн, из-за которых по соображениям техники безопасности многие операции необходимо проводить при дистанционном уиравлеиии. Для того чтобы с конечным продуктом переработки — плутонием — можно было свободно обращаться, исходная концептрация продуктов деления в уране должна быть уменьшена в 10 —10 раз [I01J. [c.513]

Обычно химические методы разделения основаны на том, что плутоний существует в нескольких степенях окнсления [1011. Например, плу-тоний(У1) гораздо менее устойчив, чем уран(У1), но плутоний(1П) более устойчив, чем ураи(1И). Таким образом, можно приготовить растворы, в которых ураи(У1) присутствует вместе с плутоиием(111) или (IV). В этом случае осуществить разделение довольно легко. Отделение продуктов деления также основано на отличии их свойств от свойств плутония в той или иной степени окисления. Ридберг и Силлен 11661 приводят многочисленные данные о выделении плутония процессами окисления — восстановления н описали ряд комбинаций отдельных операций разделения. [c.514]

Пурекс-процесс. В этом процессе [71.94, 1011 исходный раствор нитратов урана, плутония и продуктов деления подвергается действию экстрагентов для отделения урана и плутония от основной массы продуктов деления. Органическим растворителем является трибутилфосфат (ТБФ), разбавленный керосином экстракция ведется при различных типах контактирования потоков. ТБФ, содержащий уран и плутоний, контактирует с разбавленной азотной кислотой в колонне восстановительной реэкстракции, в результате чего плутоний восстанавливается до трехвалентного состояния. При этом плутоний полностью переходит из органической фазы в водную. Дальнейшая очистка плутония достигается за счет окисления его снова до четырехвалентного состояния и реэкстракции ТБФ. Подробное описание пурекс-процесса дано Флеиери [711, а также. Айришем и Рисом 194]. [c.515]

Оказалось, что методы экстракции расплавленными металлами отличаются невысокой избирательностью для отделения урана и плутония от продуктов деления, но пригодпьг при дистанционном контроле. По-видимому, они окажутся перспективными, если будут допустимы сравнительно высокие концентрации радиоактивных загрязнений в извлекаемом металле. [c.518]

Исходный раствор получают смешением трех потоков, с раздельных операций растворения тепловыделяюш,их элементов. После растворения остаются лишь небольшие количества нерастворимых остатков. Алюминий растворяют азотной кислотой, цирконий — плавиковой, нержавеющую сталь — азотной кислотой в электрическом поле. Перед экстракцией ТБФ при соединении фторсодержащего раствора с раствором алюминия образуются комплексы. Рафинат этого цикла экстракции содержит большую часть продуктов деления. Его направляют в чаны для очень радиоактивных сбросов. Насыщенный органический раствор, содержащий уран, промывают 0,75 М А1(ЫОз)з для удаления экстрагированной кислоты и некоторых продуктов деления. Промывной раствор, содержащий некоторое количество урана, возвращают на экстракцию. Реэкстрагируют уран в третьей колонне 0,01 М азотной кислотой. Органический раствор после реэкстракции промывают в трех ступенях смесителя-отстойника сначала тем же раствором, каким проводят реэкстракцию, затем 0,5 М раствором и, наконец, разбавленной азотной кислотой. После этого органический раствор возвращают на экстракцию. Растворы по окончании промывки органической фазы сливают в чаны для сбросов с невысоким уровнем радиоактивности и потом прокаливают. Урановый продукт промывают в четвертой колонне керосином для удаления ТБФ, захваченного водной фазой. После стократного концентрирования в испарителе термосифонного типа до содержания урана 300 г/л раствор, содержащий также гадолиний (2 г/л) и азотную кислоту (0,5 М), направляют на экстракцию МИБК в двух колоннах с насадкой. Исходный раствор поступает в середину первой колонны. В верхнюю часть той же колонны подают промывной раствор, содержащий 2 М нитрат алюминия, 0,05 М гидроксид аммония и 0,08 М сульфамат закисного железа. Последний компонент способствует отделению нептуния и плутония от урана. Уран выделяют из органического раствора реэкстракцией разбавленной азотной кислотой. Нептуний и плутоний собирают и затем извлекают ТБФ. Рафинат от экстракции урана концентрируют в термосифонном испарителе и направляют во второй аналогичный цикл экстракции МИБК. Уран из реэкстракта после извлечения его разбавленной азотной кислотой выделяют упариванием и разложением нитрата. [c.288]

Отработавщие тепловыделяющие сборки временно хранят в бассейне выдержки энергоблока, затем в хранилище отработавшего ядерного топлива (ХОЯТ). В дальнейшем сборки должны быть вывезены с территории АЭС на радиохимический комбинат для регенерации, в ходе которой ТВС вначале разделывают (концевые элементы ТВС отделяют от твэлов), затем пучки твэлов расчленяют на короткие отрезки, после чего отрезки растворяют в азотной кислоте. Полученный раствор топлива центрифугируют (или фильтруют) для отделения от него нерастворившихся продуктов деления и продуктов коррозии. После этого из раствора выделяют уран и плутоний в виде уранил-нитрата и нит- [c.182]

С.З. Рогинский проводил некоторые ориентировочные опыты и подбирал адсорбенты. В первую очередь думает направить работу на отделение осколков от урана адсорбционным методом. Начнет с облученным ураном работы с 1 марта. Затем перейдет к работам по адсорбции плутония и нептуния. [c.421]

Растворимость уранилнитрата в эфире и нерастворимость в последнем нитрата тория используются для отделения UXj (тория) от урана. Во время экстракции UXi переходит в слой кристаллизационной воды, освобождающейся при этом из уранилнитрата [26, 121, 4]. При использовании этого процесса для обработки облученного нейтронами урана большинство продуктов деления также переходит в воду. Экстракция растворителями может облегчаться применением комплексообразующих агентов [21]. Например, уранилбензоилметан и аналогичное соединение UXi совместно переходят из воды в органические растворители и могут быть отделены таким путем от продуктов деления [51]. Относительно сложных соединений плутония, растворимых в органических растворителях, см. [106]. Хайсинский [61] обсуждал возможность разделения с помощью растворителей нитратов радия (нерастворимых в спирте и пиридине), актиния (растворимых в спирте и пиридине) и тория (растворимых в спирте, но не в пиридине). [c.21]

Интересно, что в результате радиоактивного распада кюрия-242 образуется другой альфа-излучатель — плу-тоний-238, который может быть затем отделен химическим путем и получен в радиохимически чистом виде. А плутоний-238 применяют не только в космических генераторах тока, но и в сердечных стимуляторах. Таким образом, отслужившие свой срок кюриевые генераторы могут служить дополнительным источником для получения изотопически чистого плутония-238. Удачное решение проблемы отходов [c.149]

Прямой процесс фторирования и испарения фторидов был разработан Аргоннской национальной лабораторией для выделения урана и плутония из отработанной двуокиси урана, использовавшейся в качестве ядерного топлива для производства энергии. После удаления оболочки топливные элементы обрабатываются фтором для превращения окислов в соответствующие фториды. Уран может быть отделен от плутония за счет большей скорости фторирования тетрафторида и различия в химической активности гексафторидов. Таким путем достигается разделение урана и плутония и их высокая очистка от продуктов деления. [c.123]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...