Обогащение урана

Оксиды урана превращают в гексадоторид урана UF₆ – наиболее летучее соединение урана, с t_кип = t_субл =56,5 °С при давлении p = 0,1 МПа.

Затем используют разделительные элементы, объединение их параллельно в ступени, а ступеней – в каскады.

Противоточный каскад, когда отвал одной ступени – используется в предыдущей ступени (рис. 15.2 б).

а) б)

Рис. 15.2. Схема обогащения урана: а) прямоточный; б) противоточный расход.

Содержание ⁵U в отвале сегодня до 0,2÷0,3%, требуемое обогащение 4–5%, содержание в природе ⁵U – 0,7, поэтому сырьевой коэффициент

.

При X_отв = 0,1 →X_С = 4÷6. Это означает важность для снижения расхода природного урана и улучшения общей экологии производства энергии на АЭС повышения глубины переработки урана.

В качестве обогатительных ступеней в России используются ультрацентрифужные установки с числом оборотов не менее 100-120 тыс. об/мин. При раскрутке (газ) достигается повышенная (в каждой ступени) концентрации на периферии вращения, в сравнении с .

Анализ безопасности захоронений ядерный отходов

На предпроектной стадии создания хранилища обычно изучается:

• тектоническая, вулканическая, оползневая активность в регионе захоронения;

• опускание земной поверхности;

Дополнительно изучаются вероятности:

• падения метеоритов;

• ядерных взрывов, диверсии;

• ошибочного бурения.

Для контейнеров обычно предусматривается:

Многослойная стенка (сталь, свинец, титан) со сроком службы 500–1000 лет.

Скорость вышелачивания стекловидного блока 10^-9–10^-11 кг/м²с –обеспечивает срок хранения до 10 000 лет.

Процесс разноса активности в биосферу конвекцией грунтовых вод зависит от: диффузионных свойств; растворимости горных пород; коллоидной фильтрации; степени ионного обмена; обратимого осаждения; необратимой минерализации

Пример захоронений во Франции

ОВУА – отходы высокой удельной активности помещают в канистрах в пробуренные шурфы (между шурфами расстояние от 10 до 50 м) – причины – остаточное тепловыделение. Затем отверстия заделывается солью. В каждый шурф может быть установлено до 5-ти канистр. Работы проводятся с помощью дистанционных манипуляторов.

ОСУА, ОНУА – размещаются в барабанах в отдельных помещениях соляного хранилища. Вход в помещение после загрузки засыпается солью.

Переработка отвс на основе uo2для замкнутого топливного цикла

а) Система предварительной переработки топлива на заводе:

• разделка ТВС и растворение топлива;

• газовая очистка и удержание газообразных продуктов деления.

Методы: T, ¹⁴C, ^0,5Kr, ¹³³Xe, ¹⁰⁶Ru – все эти газообразные продукты сначала пропускают через конденсатор, затем через газоочистители и аэрозольные фильтры. Йод хорошо удерживается в фильтрах, выполненных на основе AgNO₃.

НТО, ¹⁴CO₂ – пропускают через молекулярные сита. НТ→НТО пропускают через сита повторно. Для удержания , ⁸⁵Kr – применяемый низкотемпературную ректификацию

б) Химическое отделение урана и плутония.

Восстановление урана и плутония путем экстракции из растворов называют пурекс-процессом

Раствор топлива [UO₂(NO₃)₂; Pu(NO₃)₄] в азотной кислоте, содержащий U, Pu и более высокие актиниды (активные продукты деления), подают в среднюю часть колонны, где он попадает в противоток с существенно более легким органическим растворителем (три-н-бутилфосфатом (ТБФ), раствореннным в керосине), поднимающимся снизу в колонне.