ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Производство долгоживущих продуктов деления из "Радиохимия и химия ядерных процессов" Как уже отмечалось выше, значительные количества ценных изотопов Сз , 5г °, Се , Рт Ей , Ки , Тс и др. можно выделять из раствора осколков, выдержавшего длительное хранение. [c.702] В зависимости от состава исходных сырьевых источников — сбросных промышленных растворов после регенерации урана и плутония — приходится прибегать к различным методам выделения чистых осколочных изотопов. Как известно, для очистки делящихся материалов из отработанных тепловыделяющих элементов реактора от продуктов деления чаще всего применяют экстракционные методы. Одним из таких методов является метод экстракции уранилнитрата и четырехвалентного плутония в трибутилфосфат из водных азотнокислых растворов. Этот метод лежит в основе технологии так называемого нью-рекс-процесса регенерации ядерного горючего. В случае пью-рекс-процесса водный раствор, полученный после отделения урана и плутония, содержит, помимо осколков деления, большие количества азотной кислоты и нитрата натрия, следы уранилнитрата, а также примеси продуктов коррозии аппаратуры. [c.703] Для отделения от ядерного горючего осколков деления употребляется также метод экстракции урана и шестивалентного плутония метилизобутилкетоном (гексоном) из водных растворов, содержащих небольшой избыток азотной кислоты (редокс-нроцесс). Высаливающим агентом, повышающим экстрагируе-мость, служит нитрат алюминия. Поэтому отходы реактора после редокс-процесса сильно загрязнены А1(ЫОз)з кроме того, в них могут присутствовать заметные количества солей аммония и ртути. [c.703] Схемы выделения индивидуальных продуктов деления. Ниже описывается несколько промышленных методов извлечения С5 37. [c.703] Далее осуществляется перевод полученного sAl (804)2 в хлорид цезия, для чего цезиевые квасцы растворяют в горячей 1,0 н. НС1 и проводят осаждение цезия в виде хлороплатината. Водные шламы хлороплатината после промывки подвергают обработке гидразингидратом N2H4 Н2О. Платина восстанавливается, а фильтрат, представляющий собой раствор смеси s l, NH4 I и НС1, кипятят до разрушения избытка гидразина. Платина регенерируется почти количественно растворением платиновой черни в царской водке. Окончательная очистка s l достигается путем последовательного кипячения фильтрата с царской водкой, соляной кислотой и водой. Чтобы получить сухой хлорид цезия, очищенный раствор выпаривают. Выход сухого продукта равен — 98,8% удельная активность — 22 кюри на 1 г s l. Возможно присутствие неактивных примесей хлоридов натрия, рубидия и железа в общем количестве до 1%. Максимальная активность препарата s составляет 9000 кюри, производительность установки — 200 ООО кюри в год. [c.704] Достоинством описанного метода является возможность проведения процесса извлечения радиоактивного цезия в присутствии всевозможных продуктов деления. Однако недостаточная селективность осаждения цезиевых квасцов заставляет прибегать к большому числу операций кристаллизации и растворения, что делает технологический процесс громоздким и понижает его производительность. [c.704] Чтобы осуществить перевод цезия в водорастворимую форму, двойную комплексную соль подвергают гидролитическому разложению водяным паром при 250—300°, после чего выщелачивают цезий водой. Цинк и железо остаются в твердой фазе. Водный раствор подкисляют соляной кислотой и выпаривают досуха. [c.705] Важное преимущество данного метода производства изотопа заключается в том, что весь процесс удается проводить с весьма малыми объемами рабочих растворов и осадков. Ввиду этого технология производства более проста, чем в предыдущем методе. [c.705] Следующая задача заключается в отделении цезия от посторонних элементов фосфора, вольфрама и азота (в виде иона NHJ). Для этого промытый предварительно осадок обрабатывают насыщенным раствором гидроокиси бария последний разлагает фосфоровольфраматы s и NH4, переводя фосфор и вольфрам в нерастворимые соли Ваз(Р0.4)2 и BaW04. Аммиак удаляют кипячением раствора. В декантат вводят 1 н. раствор H2SO4 до полной нейтрализации Сз ЮН и избытка Ва(ОН)г. После фильтрования осадка сульфата бария остается раствор сульфата цезия, который упаривают досуха. Конечный продукт содержит 5% неактивного сульфата бария. [c.706] Описанный метод испытан в США на полупромышленной установке, предназначенной для единовременного получения нескольких сотен кюри s . [c.706] Другим изотопом, выделение которого из смеси долгоживущих осколков деления осуществляется в больших масштабах, является Sr . [c.706] К исходному раствору добавляют неизотопный носитель РЬ(НОз)2 (0,1 г/л), который также осаждается в присутствии дымящей азотной кислоты, захватывая радиоактивный стронций. Раствор концентрируют до 30-кратного уменьшения начального объема и охлаждают до комнатной температуры при этом выпадают плотные смешанные кристаллы нитратов стронция и свинца. Осадок Sr(Pb) (N03)2 отделяют от маточного раствора и растворяют в разбавленной азотной кислоте. Затем дважды повторяют операции переосаждения нитратов из 80% азотной кислоты, что достигается добавлением к разбавленному азотнокислому раствору рассчитанного количества дымящей азотной кислоты. Каждый раз осадок на фильтре тщательно промывают 80% HNO3. Чтобы избавиться от носителя, растворяют осадок в 2,5 н. HNO3 и проводят анодное осаждение свинца на сетчатом платиновом электроде. [c.706] Источники Sr °, полученные этим методом, содержат 0,17 г твердого вещества на I кюри Sr . Более 99,9% суммарной активности обусловлено Sr o -f- Y ° + Sr . Основной радиоактивной примесью является Се . [c.706] Комплексные схемы переработки продуктов деления. Технологический процесс, разработанный для переработки долгоживущих продуктов деления, начинается с концентрирования раствора осколков испарением до 5-кратного уменьшения первоначального объема. После этого смесь осколков разделяют на группы из 2—3 элементов. [c.707] Для отделения рутения принят метод дистилляции летучего рутениевого ангидрида. Чтобы произвести перевод рутения в Ки04 поступают следующим образом. Из фильтрата, содержащего рутений и железо, вновь осаждается гидроокись железа, с которой захватывается рутений. Осадок растворяется в концентрированной серной кислоте, и рутений окисляется перманганатом. Полученный рутениевый ангидрид перегоняется в разбавленную соляную кислоту, содержащую достаточное количество перекиси водорода. Раствор хлористого рутения Ки ° С1з обрабатывается затем соляной кислотой в присутствии дымящей азотной кислоты для получения хлористого нитрозила рутения. Последнее соединение используется для приготовления источников металлического Ки ° в виде тонкого гальванического покрытия, наносимого на медные пластины. [c.707] Европий-155 целесообразно очищать дополнительно посредством электролитического восстановления до Еи и последующего соосаждения с носителем SrS04. Вновь окисляя европий азотной кислотой, получают окончательный продукт Еи(НОз)з. [c.708] Первыми операциями по переработке карбонатов щелочных металлов являются растворение осадка в азотной кислоте и отделение Sr °, а также неактивного бария от кальция и других примесей, для чего используют кристаллизацию нитратов этих элементов из 80% азотной кислоты. Затем путем насыщения раствора безводным хлористым водородом до концентрации 9 г-экв/л сильно понижают растворимость хлорида бария, в результате чего выпадает кристаллический осадок ВаСЬ 2НгО. Для удаления избытка соляной кислоты раствор выпаривают. Выход чистой сухой соли Sr I2 составляет 90%. [c.708] Описанная схема комплексного производства долгоживущих осколочных радиоактивных элементов реализована в крупном промышленном масштабе. На установке в Окридже (США), пущенной в эксплуатацию в 1956 г., ежегодно разделяют и очищают сотни килокюри продуктов деления и готовят из них источники излучения высокой удельной активности. Сырьем для. [c.708] Вернуться к основной статье