Разделение урана и нептуния


1. их совместное извлечение в водный поток и разделение на втором цикле с выделением нептуния в рафинат на втором цикле;

2. проведение в рамках первого экстракционного цикла промывки урана от нептуния.

 

Разделение плутония и нептуния

Разделение плутония и нептуния происходит за счет того, что Pu → Pu3+ - не экстрагируется, Np → Np4+ - экстрагируется.

 

PuO22+ + Fe2+ → Pu3+ (водная фаза) → окисление до Pu(IV) по реакции:
Pu4+
2 Pu3+ +H2O2 + 2H+ → 2Pu4+ +2 H2O
NpO22+ + Fe2+ + H+ → Np4+ (орг. фаза) → реэкстракция Np4+
NpO2+
Np4+
     

Fe2+ +0,5 H2O2 + H+ → Fe3+ + H2O

На Рис. 1 представлена схема разделения плутония и нептуния. Рафинат 703 содержит Fe, (N2H5)NO3, SO42-, Tc, α-излучающие актиниды, поэтому его цементирование запрещено, предполагается выводить его на остекловывание, но при этом будут образовываться центры локальной кристаллизации.

Рис. 1. Схема разделения плутония и нептуния.

Принципиальная блок-схема Np и Pu. Обращение с реэкстрактами.

Оборудование

Используют кольцевой осадитель

 

Объем аппарата 40 л. Преимущество аппарата – есть кольцеобразная полость для ядерной безопасности.

 

 

Фильтрацию проводят на металлокерамическом фильтре «Капелла»:

Далее стакан с осадком направляют в печь, где происходит нагрев:

С одной операции фильтрации получают 800г оксалата плутония.

В зависимости от вида ядерного топлива, начальных характеристик, глубины выгорания будет тот или иной состав изотопов. Для ВВЭР-440:

239 Pu = 60% (делящегося материала);

238 Pu = 1-2% (T1/2 = 90 лет, высокая удельная альфа-активность, является делящимся материалом, тепловой источник для космических аппаратов);

240 Pu = 25%

241 Pu = 10%

242 Pu = 5%.

При увеличении выгорания доля изотопов плутония с более высоким массовым числом увеличивается. 238 Pu при большом накоплении вызывает проблемы, т. к. альфа-излучение влияет на радиолиз экстрагента, ТБФ разлагается на ДБФ, который в свою очередь дает с плутонием труднорастворимые соединения. Это приводит к потерям плутония и уменьшению коэффициента разделения.

Растворимость плутония в азотнокислых системах существенно зависит от концентрации кислоты. При хранении плутония на складе в нем накапливается дочерний радионуклид 241Am – гамма-излучатель, следовательно, при длительном хранении требуется переочистка. Этот процесс ограничивает срок службы боеголовок, т. к. у них нет защиты, поэтому по истечении определенного времени их пускают на переработку.



Дата добавления: 2020-08-31; просмотров: 535;


Поиск по сайту:

Воспользовавшись поиском можно найти нужную информацию на сайте.

Поделитесь с друзьями:

Считаете данную информацию полезной, тогда расскажите друзьям в соц. сетях.
Poznayka.org - Познайка.Орг - 2016-2024 год. Материал предоставляется для ознакомительных и учебных целей.
Генерация страницы за: 0.029 сек.