- •Лекция 12. Уран-плутониевое оксидное топливо.
- •12.1. Проблемы использования наработанного плутония.
- •12.2. Система плутоний – кислород.
- •Кристаллические структуры оксидов плутония.
- •12.3. Система uo2 – PuO2.
- •12.4. Получение порошков диоксида плутония и смешанных диоксидов урана и плутония.
- •12.5. Особенности работы с регенерированным плутонием.
- •12.6. Требования, предъявляемые к таблеткам из уран – плутониевого топлива.
- •12.7. Подготовка пресспорошка.
- •12.8. Прессование таблеток.
- •12.9. Спекание таблеток.
- •12.10. Контроль за производством и качеством таблеток.
- •12.11. Промышленное производство таблеток из уран – плутониевого топлива.
- •Проектные мощности зарубежных опытно-промышленных установок по производству (u,Pu)o2 топлива.
- •Опытно-промышленные установки по изготовлению(u,Pu)o2 топлива в бывшем ссср и в России.
- •Смешением порошков диоксидов урана и плутония.
- •На установке mdf и на заводе smp в Селлафилде
- •12.12. Работоспособность твэлов тепловых реакторов с (u,Pu)o2 топливом.
- •Массовая доля основных продуктов деления на 1 % выгорания виброуплотненного уран-плутониевого смешанного топлива.
12.10. Контроль за производством и качеством таблеток.
План контроля таблеток из МОХ-топлива представлен в табл.3.
Таблица 3.
План контроля таблеток из диоксидов урана и плутония.
ПАРАМЕТР |
СПОСОБ КОНТРОЛЯ |
Диаметр таблетки |
Все таблетки контролируются проходным и непроходным калибрами или прибором с вращающимися роликами |
Плотность |
Геометрическая плотность определяется на нескольких таблетках от тарного места или прибором, основанном на радиометрическом методе с использованием -излучения |
Структура таблетки (зерно, поры, однородность) |
Контроль проводят на шлифах 3-5 таблеток с помощью оптического микроскопа и прибора -авторадиографии |
Растворимость в азотной кислоте (полнота образования твердого раствора) |
Образца массой 10-12 г от тарного места растворяют в 7 М азотной кислоте |
Содержание урана и плутония, равномерность распределения плутония |
Определяется амперометрическим титрованием и -радиографией |
Изотопный состав |
Содержание изотопов плутония и урана определяют масс-спектрометрией |
Стехиометрия (КК) |
Определяется кулонометрией или методом равновесия контролируемой атмосферы |
Химический состав |
Водород и азот – методом вакуумной экстракции при плавлении образца; Углерод – окислением с последующим кулонометрическим титрованием; Фтор, хлор – ионометрией с ион-селективными электродами после пирогидролиза; Железо, хром, никель, алюминий, кальций – атомно-абсорбционной спектрометрией. |
12.11. Промышленное производство таблеток из уран – плутониевого топлива.
Особенностью промышленного производства смешанного уран-плутониевого топлива является, наряду с действительно промышленными многотоннажными производствами, создание значительного числа опытных установок с невысокой производительностью по конечному продукту. Эти установки позволяют с одной стороны отрабатывать технологию производства самого МОХ-топлива по той или иной технологической схеме, а с другой стороны - нарабатывать различные виды МОХ-топлива для работы экспериментальных реакторов различного назначения, или промышленных реакторов на быстрых нейтронах, которые не требуют очень большого расхода ядерного топлива. Это положение иллюстрируют данные табл.4 и 5.
Таблица 4.
Проектные мощности зарубежных опытно-промышленных установок по производству (u,Pu)o2 топлива.
Страна |
Местонахож-дение |
Производительность, т/год |
Год ввода в действие |
Примечание |
США |
Личберг, шт.Пенсильвания Хенфорд шт.Вашингтон |
2-3
6 |
1960
1986 |
Изготовитель топлива для FFTF Поставки закончены в 1980 Единственная автоматизирован-ная линия до 1990г. |
Великобритания |
Уинскейл, Манчестер |
5-10 |
1969 |
Таблетки (U,Pu)O2. Пилотная установка по изготовлению микросфер |
Франция |
Кадараш
Марвиль |
5
18-20 |
1972
1986 |
Топливо для «Рапсодии» и «Феникса»; Таблетки с содержанием 15,0-18,2% PuO2 |
Германия |
Вольфганг, Пригород Ханау |
3 |
1974 |
Таблетки (U,Pu)O2 для реактора SNR-300 |
Япония |
Токай |
3 |
1972 1986 |
Для FBR Для реактора «Мондзю», линия с дистанционным управлением. |
Италия |
Казачча Ротонделла |
5 1,5 |
1968 1982 |
Таблетки (U,Pu)O2 для РЕС и «Суперфеникса» |
Бельгия |
Моль Дессель |
4 4 |
1968 1973 |
4 цеха по производству табле-тированного (U,Pu)O2 - топлива. S=2700 м2. |
Индия |
Тромбей |
0,25 |
1970 |
Все виды топлива, таблетки (U,Pu)O2 |
Таблица 5.