ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Отделение урана от плутония из "Химическая переработка ядерного топлива " Общее описание этого процесса было дано Хинтоном [61], Никольсом и Спенсом [62] и Никольсом [63]. Упрошенная типичная схема этого процесса показана на рис. 18. [c.128] В колонне II (разделительная колонна) плутоний восстанавливается до более низкого валентного состояния, в котором он экстрагируется хуже, и за счет этого отделяется от урана (см. раздел 8.4). Плутоний, таким образом, уходит с водной фазой из колонны II, а бутекс, содержащий уран, поступает в колонну ///, где уран реэкстрагируется из органической фазы водой. [c.130] На этой стадии ни уран, ни плутоний в достаточной степени не очищаются. На опытных установках были получены следующие типичные коэффициенты очистки (табл. 27). [c.130] Примечание. К.О. — коэффициенты очистки не являются максимально возможными ДЛЯ этого процесса. Они были получены на колоннах длиной приблизительно 6 м диаметром 2,5 см. Эти размеры были выбраны для удобства эксперимента. [c.130] Для дальнейшей очистки (необходимые коэффициенты очистки указаны в разделе 6. 3) ураи проходит еще несколько циклов экстракции, а плутоний может быть очищен другим экстракционным методом, например с помощью теноилтрифтора-нетона (см. раздел 9. 7. 2), либо ионообменным методом (см. раздел 10.3.2). [c.131] На рис. 19 показан один из вариантов технологической схемы, применяе.мой в этих процессах. . . [c.131] Ри (III) + НМОг + Н+ Ри (IV) + N0 + Н2О. [c.132] Усховия водная фаза перед достижением равновесия, изменяемая концентрация урана, Ри в виде Ри(1У) и 3-м. ННОз . растворитель — 30% ТБФ в Амско 123-15. [c.133] Условия экстракции в колонке 1 выбираются на основании таких данных, которые приведены в табл. 28 и 29. Уран и плутоний экстрагируются количественно, в то время как большая часть продуктов деления уходит с водной фазой. [c.133] Разделение осуществляется во второй колонне, где плутоний восстанавливается в трехвалентное состояние. В этом случае его коэффициент распределения низок (около 0,02 ср. раздел 8.4) и, следовательно, он реэкстрагируется из растворителя в кислую водную фазу. Для извлечения некоторого количества урана, перешедшего в водную фазу, обратно в органический раствор применяется промывка чистым раствором трибутилфосфата. Водная фаза, содержащая плутоний, поступает на дальнейшую очистку. Органическая фаза поступает в третью колонну, где уран реэкстрагируется в водную фазу, которая также поступает на очистку. [c.133] Концентрация HNO, в водной фазе м. [c.134] Таким образом достигается дальнейшая очистка от продуктов деления. Плутоний затем извлекается из ТБФ в воду. Окончательное концентрирование производится методом ионного обмена. [c.134] При очистке урана водная фаза из первого цикла концентрируется путем выпаривания и доводится до необходимой кислотности добавлением азотной кислоты. Затем уран снова экстрагируется трибутилфосфатом и обратно реэкстрагируется водой, после чего водный экстракт снова выпаривается. На этой стадии продукт удовлетворительно очищен от 3-эктивности, но количество у-а ктивности еще в 2—3 раза превышает допустимое. Снижение у-активности осуществляется адсорбцией в колонне па силикагеле. [c.134] Как и в процессе с применением дибутилкарбитола, здесь для плутония применяется окислительно-восстановительный цикл. В дополнение в качестве высаливающего агента употребляется нитрат алюминия. Первичное отделение урана, плутония и продуктов деления производится, как обычно, в три стадии, а именно— экстракцией, разделением и обратной промывкой эти стадии схематично показаны на рис. 20. [c.135] На коэффициент распределения при экстракции в колонне 1 будет оказывать влияние концентрация нитрата алюминия (см. раздел 8. 4. 4), кислотность и степень насыщенности растворителя ураном. Влияние высаливателя (нитрата алюминия) на фактор разделения (см. раздел 8. 1) уранилнитрата и продуктов деления показано на рис. 21. Очевидно, что изменение концепт-рации нитрата алюминия имеет меньщее влияние на коэффициент разделения, чем изменение концентрации кислоты. Влияние насыщения ураном показано на рис. 22. Коэффициент распределения в районах концентраций, которые обычно применяются, мало зависит от концентрации в эфирной фазе. [c.135] Первичное отделение. Питание первой колонки (рис. 20) представляет собой раствор уранилнитрата с недостатком кислоты, содержащей плутоний и продукты деления. Недостаток кислотности создается частичной нейтрализацией кислоты, выделяющейся при гидролизе уранилнитрата. [c.135] Вернуться к основной статье