Получение двуокиси урана

На некоторых предприятиях начинают применять более. совершенные методы получения двуокиси урана. [c.65]

ПОЛУЧЕНИЕ ДВУОКИСИ УРАНА [c.18]

Существует несколько методов изготовления топливных сердечников. Наиболее распространенным среди них является химический золь-гель-процесс, разработанный в США [6]. Он обеспечивает получение сферических частиц из двуокиси и карбида урана с высокой плотностью ( 98% теоретической) в широком диапазоне размеров. Исходными продуктами при изготовлении топливных сердечников методами порошковой металлургии являются двуокись урана и углерод в виде сажи. При температуре 2800° С происходит взаимодействие двуокиси урана с углеродом и образование карбида урана. После спекания и сплавления частиц проводится их грануляция и рассев. [c.15]

Для получения армированной керамики пользуются шликерным, центробежным и вакуумным литьем, гидростатическим и горячим прессованием и т. п. При горячем прессовании и шликерном литье в керамику вводят нарезанные металлические волокна. Муллитовую, циркониевую и глиноземистую керамику армируют молибденовыми и вольфрамовыми волокнами. Молибденовыми и ниобиевыми волокнами упрочняют керамику на основе двуокиси тория, а вольфрамовыми, ниобиевыми, циркониевыми и стальными— на основе двуокиси урана. [c.62]

Скорость испарения стехиометрической двуокиси урана значительно меньше скорости испарения иОг+х-Это видно из рис. 1.15, а, где нанесены в полулогарифмическом масштабе скорости испарения т для иОг и иОг+х в вакууме (2- 3) 10- мм рт. ст. при температуре 1450—2000° С, определенные в работе [112] методом испарения двуокиси урана с открытой поверхности образцов, нагреваемых электрическим током. Точки, расположенные на кривой, соответствуют скорости испарения стехиометрической иОа, полученной путем предварительной дегазации образцов двуокиси в вакууме (2-ьЗ) 10 мм рт. ст. при 1850° С. Аномально высокая и нестабильная во времени скорость испарения при более низких температурах относится к образцам, которые не были подвергнуты предварительной термообработке при 1850° С и содержали избыточный кислород. [c.47]

Исследование системы UO2 — СаО, предпринятое в работе [22], проводилось на образцах, приготовленных из двуокиси урана, полученной из металла чистоты 99,8%, и окиси кальция квалификации ч. д. а. . Смеси исходных веществ были тщательно истерты и спрессованы гидростатическим методом. Образцы для исследования изготавливались в инертной атмосфере плавлением прессовок в дуговой печи с вольфрамовым электродом или спеканием их в печи сопротивления с вольфрамовым нагревателем. В этой же печи производили закалку, сбрасывая образцы на водоохлаждаемый поддон, и измеряли температуру ликвидуса по методу плавления конусов. Температура в печи с погрешностью 25° определялась по потребляемой ею мощности. [c.119]

Получение порошков урана осуществляется восстановлением двуокиси урана иОг кальцием в аппарате, аналогичном изображенному на рис. 36. Шихту, состоящую из иОг и гранулированного кальция (30—50% избытка против количества, необходимого по реакции) крупностью частиц до 0,8 мм, загружают в реактор, после чего аппарат промывают аргоном и нагревают до температуры 1200° С, при которой его выдерживают 30 мин, а затем быстро охлаждают. [c.91]

В ряде экспериментов резонансное поглощение измерялось в решетках стержней из металлического урана и двуокиси урана с тяжелой водой в качестве замедлителя [1121. Значения резонансных интегралов были выведены при подстановке полученных результатов в соотношения вида (8.94). Результирующее выражение для микроскопического резонансного интеграла имеет вид [c.361]

Типичные примеси в порошке двуокиси урана, полученной из диураната аммония [c.25]

Получение UOg электролизом расплавленных солей. Представляет интерес получение порошков двуокиси урана электролизом расплавленных солей [70]. В последнее время этот метод развивается главным образом применительно к регенерации облученного топлива [71]. [c.27]

ПОЛУЧЕНИЕ ИЗДЕЛИЙ ИЗ ДВУОКИСИ УРАНА [c.28]

Таким образом, для получения изделий из двуокиси урана применяются почти все методы, давно известные и широко используемые в порошковой металлургии, в керамической промышленности, а также некоторые приемы обработки металлов давлением [77]. Особенности использования этих методов для изготовления изделий из двуокиси урана приведены ниже. [c.28]

Техника метода проста. В заранее приготовленную гипсовую форму заливают водную суспензию двуокиси урана — шликер. Для приготовления шликера используют порошок иОг с размером частиц менее 40 мкм, полученный измельчением в шаровой мельнице в течение 4—16 ч [85]. Форма представляет собой образованное иглообразными кристалликами гипса пористое тело, в которое под действием капиллярных сил отсасывается жидкая фаза шликера. [c.30]

Метод пригоден для получения стержней, труб и лент с равномерно распределенной пористостью [82]. Выдавливание изделий из двуокиси урана возможно лишь в том случае, если материал очень тонко размолот и в него добавлен пластификатор. Обычно используют порошки двуокиси урана с удельной поверхностью от 0,4 до 5,2 м /г и средней величиной частиц от 0,9 до 4,8 мкм [88]. [c.31]

Экспериментально исследована зависимость плотности спеченного продукта от отношения 0/U (рис. 1.19) [143]. Плотность растет с увеличением отношения О/и до 2,02. В работе [144] установлен тот же характер данной зависимости с той лишь разницей, что перегиб на кривой, предшествующий выходу на плато, соответствует отношению 0/U = 2,1. Так как определения отношений О/и в этих экспериментах выполнены с недостаточной точностью, полученные данные представляют интерес только в отношении качественной оценки зависимости плотности порошка двуокиси урана от концентрации кислорода в исходном продукте. [c.42]

Большее количество товарной плавленой двуокиси урана производится в электрических дуговых печах [162]. Конечный продукт обладает высокой плотностью. Недостаток такого метода получения высокоплотной двуокиси урана — значительные потери продукта в результате испарения из-за высокой упругости пара при высоких температурах. С целью уменьшить эти потери разработан метод получения плавленой двуокиси урана путем прямого электрического нагрева обрабатываемого продукта [162]. [c.48]

Нержавеющая хромоникелевая сталь состава Si—2,26% Сг — 18+1% Мп —0,5 0,1% Ni —10+1% u —0,2% Nb<0,l% и Мо <0,1% не взаимодействует с UO2 в среде аргона при 1350° С в течение 28 ч [239, 240]. Такой же результат был получен при исследовании металлокерамических образцов, содержащих 50 об.% UO2 в виде частиц размером от 2 до 7 мкм размер исходных частиц порошкообразной стали находился в пределах 10—35 мкм. В работе [222] также обнаружена совместимость стали (состав неизвестен) с UO2 в течение 1000 ч при 800° Сив течение 24 ч при 1550° С. Избыток кислорода в двуокиси урана, вероятно, ухудшает ее совместимость с нержавеющей сталью [146]. [c.66]

Более существенные изменения структуры двуокиси урана происходят при продолжительном облучении в результате взаимодействия кристаллической решетки с накопленными продуктами деления. При этом не наблюдается существенного изменения периода решетки, а происходит потеря кристалличности материала — переход его в аморфное состояние. На рентгенограммах, полученных с двуокиси урана после выгорания 10 ат.%, наблюдается затухание дифракционных пиков, четко проявляющихся при исследовании исходного материала [291]. [c.81]

Для частиц порошков двуокиси урана, полученной химическим способом — восстановлением высших окислов, характерна разветвленная поверхность с многочисленными выступами и впадинами. Частицы, полученные электрохимическим путем, имеют огранку плоскими ровными поверхностями. [c.89]

Приготовленные таким образом сферы спекают на молибденовых лотках в электропечи с атмосферой диссоциированного аммиака при 1600° С. Толщина засыпки сфер в лотки может быть значительной — до 18 мм. В процессе спекания наблюдается агломерация сфер, которая легко уничтожается при просеве спеченного продукта. Плотность частиц порошка двуокиси урана, обработанного по этому методу, составляет 10,55 г/см , а их форма близка к сферической. Сообщается [352] об изготовлении сферических частиц с размерами в пределах 80—150 мкм вибрационной обработкой в течение 48 ч предварительно увлажненного водой (3—5°о) спеченного порошка иОа. Полученные сферы подвергают спеканию. [c.98]

Хотя предыдущие исследователи сообщали, что пульсационные колонны не подходят для обработки рудных урансодержащих пульп [7—9], азотнокислые пульпы от разложения химического концентрата и содержащие 10 % твердого тем не менее перерабатываются в пульсационной колонне с получением двуокиси урана ядерной чистоты. [c.309]

В настоящее время известно несколько способов получения двуокиси урана. Порошок двуокиси урана может быть приготовлен восстановлением водородом некоторых соединений урана, таких, как трехокись урана, гидраты трехокиси и закиси-окиси урана, диуранат аммония, оксалат уранила и перекись урана электролитическим восстановлением водных растворов и расплавленных солей, содержащих уран окислением гидрида урана или металлического урана паром и некоторыми другими способами. Основным исходным материалом для крупномасштабного промышленного производства двуокиси урана является уранилнитрат, который чаще всего превращают в иОг двумя способами термической денитрацией до трехокиси или закиси-окиси урана с последующим восстановлением водородом до двуокиси урана и осаждением из раствора уранилнитрата диураната аммония с последующим разложением его до высшего окисла и восстановлением [41]. [c.18]

Получение иОа из уранилнитрата. Это один из наиболее распространенных способов получения двуокиси урана. Раствор уранилнитрата — продукт различных водных процессов переработки урановых руд — превращают в двуокись урана путем денитрации до трехокиси урана с последующим ее восстановлением водородом [41, 43—46] [c.18]

Другие методы получения UO2. Такие методы получения двуокиси урана, как окисление паром металлического урана в виде стружки, сжигание урановой стружки до UgOs с последующим ее восстановлением, не нашли широкого промышленного применения, но являются принципиально возможными. [c.27]

В СССР разрабатывается тепловой реактор типа Топаз с топливом — обогащенной двуокисью урана [115J. В качестве теплоносителя в нем предполагается использовать жидкие щелочные металлы (Na, К или Li). Для циркуляции таких теплоносителей наиболее пригодны трубы из молибдена и сплавов на его основе. Это связано прежде всего с высокой рабочей температурой. Если для изготовления труб для циркуляции жидкометаллического теплоносителя с рабочей температурой 600— 800° С применяют никель или хастеллой, то для более высоких температур трубы изготовляют из молибдена и сплава ВМ-1 или TZM. Ресурсные испытания тепловых труб из сплава TZM с литиевым теплоносителем при 1500°С показали ресурс около 10000 ч, после чего тепловая труба вышла из строя из-за разрушения в месте сварки [60], Благодаря достигнутым успехам в технологии получения и обработки молибденовых труб, значительно усовершенствованы разработки автономных энергетиче- [c.24]

Рис. 10.4. Изображение поверхности излома двуокиси урана, облученной до выгорания 0,26% fima, полученное на сканирующем электронном микроскопе. Ясно видны линзообразные пузыри на поверхности зерен и каналы вдоль границ

Реакторы на быстрых нейтронах имеют сравнительно небольшие размеры и загрузку значительного количества ядерного топлива. Трудности в конструировании реакторов на быстрых нейтронах связаны с тем, что при больших энергиях нейтронов эффективные сечения деления ядер урана-235 и плутония-239 малы, и для получения приемлемого выхода мощности необходимо иметь большие величины потоков быстрых нейтронов, что обусловливает и высокие тепловые потоки в активной зоне реактора. Снятие огромных тепловых потоков возможно газом (парогазовой смесью), даходящимся под высоким давлением. Выполнение же активной зоны в виде слоя шаровой насадки из тугоплавкой двуокиси урана (тория) позволяет, в свою очередь, увеличить поверхность нагрева, коэффициент теплоотдачи и допустимый уровень рабочей температуры тепловыделяющих элементов. Именно так могут быть решены основные проблемы, возникающие при создании высокотемпературных ядерных реакторов-бридеров. [c.130]

Масштабы переработки с использованием этого процесса постепенно увеличивались и в 1968 г. работала установка стоимостью 8 млн. долларов ежегодной производительностью 270 т циркония. В качестве контактных аппаратов были выбраны колонны Mix o, но для такой системы с гидролизом эти колонны оказались хуже пульсационных. Необходима периодическая очистка колонн для удаления осадков циркония. Полученные слитки впоследствии переплавляли в вакуумно—дуговой печи, цирконий отливали и экструдировали в трубчатые элементы. Циркониевые трубки использовали для размещения в них гранул двуокиси урана для канадских ядерных реакторов. [c.303]

Возросшие потребности атомных лабораторий к 1941 г. дали мощный толчок развитию научных исследований в области урановой металлургии. Процессы получения чистого металла совершенствовались и упрощались, тогда как себестоимость этого металла уменьшалась. Растворение уранилнитрата в эфире, позволяющее легко избавиться от примесей и получать чистую окись урана, стало промышленным процессом. Применявшийся ранее процесс восстановления окиси заменен электролитическими методами. Сначала из двуокиси урана получают гидрофторид и превращают его затем в тетрафторид. Именно этот последний и подвергают электролизу для получения металлического урана. В 1943 г. компания Вестингауз ежедневно поставляла Манхеттенскому проекту около 250 кг урана (по цене 45 долларов за 1 кг). Разработанный затем в Айовском государственном колледже метод (подробности которого засекречены) позволил удешевить и упростить получение урана. [c.167]

Сложность изготовления урана видна хотя бы из такого этапа его производства, при котором полученную двуокись урапа обрабатывают фтористым водородом, взаимодействующим с очень многими материалами, даже со стеклом. Поэтому аппараты, в которых производится фторирование двуокиси урана, изготовляют из самых коррр-зионностойких материалов. [c.66]

Диаграмма состояния системы не построена. Розанова, Трунов и Ковба [2], исследуя взаимодействие двуокиси урана с вольфрамовым ангидридом и вольфраматом уранила, получили два соединения и( 04) и и2 У08. Для этих соединений характерны ромбические элементарные ячейки с параметрами для и( У04) а=9.545+0.003, 6=10.245 +0.005, с=14.26+0.01 А, для П2 08 а=6.658 + 0.006, 6=23.32+0.04, с=4.093+0.001 А. При 1000° оба соединения медленно разлагаются с образованием фаз П Оз и (и, )02+а,, полученных и изученных -ранее Труновым и Ковба [1, 3]. [c.653]

На рис. 1.2, а показана диаграмма состояния системы и—иОг, построенная Эдвардсом и Мартином [30]. Особенность этой диаграммы — расширяющаяся с ростом температуры область достехиометрической двуокиси урана и область несмешиваемости в жидком состоянии. Пределы концентраций области несмешиваемости установлены металлографическим исследованием сплавов, приготовленных методом дуговой плавки в среде аргона. При температуре дуговой плавки каждый сплав из области несмешиваемости состоял из жидкого металла и жидкой окисной фазы, которая представляет собой моно-тектическую жидкость, дающую при охлаждении дисперсные уран и иОг. Достехиометрическая граница двуокиси урана была уточнена по сплавам, полученным насыщением металлического урана кислородом за счет двуокиси урана, служившей материалом тигля, в котором нагревался уран. Урановые расплавы выдерживали при заданной температуре и быстро охлаждали с тиглем. Микроструктурное исследование закаленных образцов показало, что образовавшиеся сплавы представляют собой металлические корольки, отделенные от стенок тигля окисными наростами кристаллов иОг, перемежающихся прожилками металлического урана. При температуре опыта каждый окисный нарост был однофаз-10 [c.10]

Против диаграммы состояния этого вида трудно возражать, ие проведя дополнительных исследований. Вполне возможно, что время отжига образцов при низких температурах в работах предыдущих исследователей было недостаточным не исключена возможность также, что это время очень большое и практически недостижимо. Недостаточная по продолжительности выдержка могла привести к ошибочным выводам относительно температуры эвтектоидного превращения и состава равновесных твердых растворов, существующих при этой температуре. Однако нельзя согласиться с заключениями Ромбергера и др. о том, что взаимная растворимость иОг и 2г02 при 1500° С очень мала. Так, в работе [38] показано, что растворимость двуокиси циркония в иОг при 1500° С составляет около 13,5%, а растворимость двуокиси урана в 2гОг — около 14% это доказано результатами рентгеновского исследования литых сплавов, отожженных при 1500° С, и образцов, полученных спеканием исходных окислов при такой же температуре. Параметры решетки кубического и тетрагонального твердых растворов в образцах, полученных двумя методами, совпадают в пределах точности определения, что служит доказательством равновесного состояния препаратов. По-видимому, интересные результаты, полученные с помощью метода установления равновесия твердых фаз с применением перекристаллизации в жидкой фазе, также требуют уточнения. [c.229]

Максимальное содержание двуокиси урана во флюо-ритиом твердом растворе, полученном на воздухе при 1450° С, составляет 20% при больших содержаниях UO2 наряду с флюоритным твердым раствором существует моноклинная Zr02 и уранат кальция. [c.230]

В табл. 8.3 приводятся расчетные данные и значения резонансных интегралов урана-238 в стержнях разного размера из естественного металлического урана и двуокиси урана, полученные из приведенных выше выражений [114]. Расчетные данные были получены численным решением уравнения (8.85) с использованием точных значений вероятности Рр [115]. Столбец в таблице, обозначающий неразрешенные резонансы , относится к неразрешенным s-pe-зонансам, для которых средние резонансные параметры можно вывести достаточно надежно из экспериментальных значений параметров при более низких энергиях р-резонансы включаются в полный резонансный интеграл только в виде добавляемой постоянной величины (1,6 бар ). Кислородная поправка для двуокиси урана представляет o6ori разность между значением резонансного интеграла в приближении узкого резонанса для размешанного кислорода в топливе, как в уравнении (8.85), и результатами, полученными численным расчетом интеграла замедления для кислорода, т. е. с помощью уравнения (8.84). Эта поправка существенна только для нескольких резонансов при самой низкой энергии. [c.361]

Полноту осаждения регулируют в основном концентрацией Н2О2 или иона водорода. Для успешного протекания реакции поддерживают pH = 2 для этого используют добавку аммиака. При pH > 3,5 значительное количество урана остается в растворе. Перекись водорода используют в избытке 0,3—0,5 М по сравнению с количеством, необходимым по стехиометрии. Исходный раствор уранилнитрата должен содержать не менее 1% урана на практике — не выше 10%. Образующийся в результате реакции зеленый осадок отделяют фильтрацией. Полученный пероксид прокаливают при 600 С до трехокиси и затем восстанавливают водородом при 900° С. Этот метод применяется в основном для получения обогащенной двуокиси урана. [c.19]

Время, необходимое для уплотнения двуокиси урана в оболочке твэла, невелико. Интенсивность виброуплотнения во времени непостоянна она наибольшая в первые несколько минут и уже после 10—15 мин плотность укладки порошка практически не изменяется. В табл. 1.6 приведены результаты исследования зависимости виброуплотнения порошка НОа от времени процесса, полученные на электродинамическом вибраторе (частота 50— 5000 гц, ускорение до 100 g) для порошка следующего фракционного состава (—1,4 + 1,19) — 70% (—0,59 + 0,50) — 10% (—0,297 - - 0,25) — 10% (—0,063) — 10%. Относительная плотность частиц порошка 90% [110] В процессе вибрации первостепенное влияние на уплотняемость порошка оказывают его характеристики форма частиц и особенно фракционный [c.36]

На рис. 1.52 приведены данные по газовыделению из пластин двуокиси урана, полученные при изучении поведения активной зоны реактора 111иппингпорт-2 [3071. Как видно из приведенных данных, скорость выхода газа возрастает по мере выгорания, что связывают с повышением температуры топлива во время облучения за счет понижения его теплопроводности (мощность опытных образцов твэлов во время облучения поддерживалась постоянной с помощью применения выгорающих поглотителей). [c.84]

Энциклопедия по машиностроению XXL

Оборудование, материаловедение, механика и ...