Урана гексафторид водородом

Установки концентрирования урана-235. Содержание изотопа урана-235 в природном уране составляет 0,71—0,72% (масс.). Для получения обогащенного изотопом урана-235 потока природный уран обрабатывают фторидом водорода с образованием газообразных изотопов гексафторида урана — и [c.316]

Для бинарной смеси гексафторидов изотопов урана максимальная скорость потока будет ниже 100 м/с, и изотопная разность градиентов концентраций будет очень малой, однако если в качестве газа-носителя использовать водород или гелий, скорость звука в которых больше 1000 м/с, то эффект разделения существенно возрастёт. Таким образом, в зоне разворота потока у наружного края, как и у стенки ротора центрифуги, образуется обогащение по урану в целом по отношению к водороду или гелию и обогащение ураном-238 по отношению к урану-235. [c.195]

Известен и другой подход к решению изложенной выше проблемы он основан на плазменно-водородной концепции переработки отвального гексафторида урана [4], в соответствии с которой наиболее приемлемыми продуктами переработки являются безводный фторид водорода и плавленый металлический уран последний гораздо более соответствует потребностям утилизации, и даже хранения. Эта концепция имеет некоторое экснериментальное подтверждение на лабораторном уровне, которое сводится к следующему. [c.550]

В связи с изложенным предприняты попытки разработать несколько альтернативных плазменных процессов переработки отвального гексафторида урана на оксиды урана и на металлический уран с получением безводного фторида водорода основные результаты этих разработок изложены ниже. [c.552]

Плазменно-водородная технология переработки отвального по изотопу U-235 гексафторида урана в металлический уран и безводный фторид водорода [c.591]

Итак, по причинам, связанным с механизмом восстановления гексафторида урана водородом [22], плазменно-водородное восстановление урана из UFe до его низших фторидов не имеет ни термодинамических, ни кинетических ограничений. В прикладном отношении практический смысл имеют два варианта водородного восстановления урана 1) восстановление до элементного состояния по схеме U + -Ь 6е —> и 2) паллиативный вариант, когда восстановление проводится по схеме U -Ь 2е —> U 4 в результате получается стабильный промежуточный продукт — UF4, из которого элементный уран восстанавливают способом металлотермической плавки. [c.600]

Фтористый водород широко используется в электрохимических процессах фторирования органических веществ и служит основным материалом для получения элементарного фтора в электролизерах. Наконец, безводный НГ играет важную роль в атомной промышленности, где его используют для получения четырехфтористого урана (после восстановления которого образуется металлический уран) и элементарного фтора (с помощью которого тетрафторид урана переводят в гексафторид). [c.30]

Знание свойств систем с четырехфтористым ураном имеет больщое значение и при переработке отработанного горючего способом сплавления солей. По этому способу металлическое горючее погружают, например, в плав Nap—2гг и обрабатывают фтористым водородом, причем покрытие стержней, продукты деления и сам уран превращаются во фториды, растворяющиеся в плаве. Уран выделяют из плава после превращения тетрафторида в гексафторид при действии фтора. [c.157]

И реакция с холодной концентрированной серной кислотой, при которой образуется сернокислый уранил и лишь в ничтожной степени происходит восстановление до четырехвалентного со-стояния . Многие органические растворители, содержащие водород, легко подвергаются фторированию хлорированные растворители значительно более устойчивы, и растворы UFe в четыреххлористом углероде, тетрахлорэтилене и хлороформе оказываются устойчивыми в течение нескольких дней при комнатной температуре. Так, UFe может быть перекристаллизован из пентахлорэтана. Однако при температуре выше 100 °С гексафторид быстро реагирует даже с хлорированными растворителями. Например, легко протекающее при 150 °С в автоклаве восстановление четыреххлористым углеродом [c.163]

Фтор дороже, чем фтористый водород, поэтому для многих целей удобнее получать тетрафторид урана с помощью фтористо, го водорода, а затем получать гексафторид обработкой тетрафторида газообразным фтором. Однако последняя реакция происходит при высокой температуре и сопровождается выделением большого количества тепла, поэтому фторирование лучше проводить в жидкой фазе с помощью трехфтористого брома. Металлический уран и окись урана легко и спокойно вступают в реакцию с жидким трехфтористым бромом. Ход реакции можно регулировать путем охлаждения жидкой фазы. Сплавы урана и плутония также легко растворяются в трехфтористом броме, но пока весь уран не перейдет к гексафторид, плутоний остается в виде трифторида и, возможно, частично в виде тетрафторида. Уран может вступать в реакцию и с трехфтористым хлором. Последний легче хранить, с ним легче работать, чем с трехфтористым бромом, но он менее пригоден для фторирования в жидкой фазе. [c.194]

В настоящее время известно очень много способов получения гексафторида урана в качестве основных исходных продуктов могут быть использованы тетрафторнд урана, соли, окислы, металлический уран и его сплавы. Фторирующими агентами япляются фтор, фтористый водород с кислородом и галогенфториды. [c.293]

В результате фторирования очиш,енного тетрафторнда в пламенных реакторах уран количественно переходит в газовую фазу и виде гексафторида урана. Кроме того, в отходящих газах имеется избыток фтора и фтористого водорода, который всегда содержится во фторе и может быть получен в результате взаимодействия гексафторида урана с влагой [c.314]

Безводный фтористый водород играет важную роль в атомной промышленности, где его используют для получения четырехфтористого урана (восстановлением которого получается металлический уран) и элементарного фтора (с помощью которого тетрафторид урана превращается в гексафторид). [c.19]

Применение. В течение последних лет значительно возросло использование соединений фтора в промышленности. Соединение фтора с ураном, гексафторид урана (йРе), приобрело большое значение в атомной промышленности для выделения из природного урана изотопа Фтористый водород применяется в качестве катализатора в нефтяной промышленности, а плавиковую кйсло-ту и ее соли применяют для травления стекла при производстве электролампочек, химической аппаратуры и декоративных стеклянных изделий. Соединение фтора фреон (СР2С1г) обычно применяют в качестве холодильного агента в домашних холодильниках. [c.163]

Устройство для осуществления способа показано на рис. 11.1 оно включает электродуговой нлазмотрон 1, состоящий из торцевого катода из вольфрама 2 и цилиндрического медного анода 3. Выходной конец анода выполнен в виде сопла Лаваля 5. В стенку анода введен инжектор 4 для подачи в плазму гексафторида урана, на выходе из сопла Лаваля просверлен канал для подачи водорода 6. Согласно [4 за соплом Лаваля устанавливают циклон и фильтр для разделения дисперсной и газовой фаз и вакуумный насос. Однако плазменноводородная концепция переработки отвального гексафторида урана на металлический уран и безводный фторид водорода в том виде, как это выполнено в [4], содержит недостатки, препятствующие ее промышленной реализации [c.551]

Общая схема плазменно-водородной технологии переработки гексафторида урана в металлический уран и безводный фторид водорода. Схема процесса и его аппаратурное оформление показаны в общем виде на рис. 11.24. Первая стадия заключается в восстановлении урана из гексафторида урана до элементного урана или до низших фторидов урана. Эта промежуточная цель достигается возбуждением электрического разряда в потоке смеси газообразного гексафторида урана с водородом при этом смесь гексафторида урана с водородом превращается в уран-фтор-водородную плазму, содержащую смесь атомов урана, водорода и фтора, молекулы фторидов урана (UF4, UF3, UF2, UF), фтора, водорода, положительно и отрицательно заряженные ионы и электроны. Если при этой операции температура плазмы составляет при атмосферном или близком к нему давлении 6000 К, основная часть урана содержится в виде атомов U, т.е. в газовой фазе имеет место полное восстановление урана. По выходе (и-Е-Н)-плазмы из зоны электрического разряда происходит интенсивная рекомбинация молекул фторидов урана, сопровождаемая мощным световым излучением и конденсацией нелетучих ири обычных условиях фрагментов молекул гексафторида урана тетрафторида и трифторида урана, а также элементного урана. Рекомбинация может приводить к образованию летучих фторидов иентафторида, и даже гексафторида урана. Закалка, т. е. быстрое и глубокое понижение температуры до уровня, на котором рекомбинация кинетически заторможена, понижает глубину и скорость рекомбинации, но радикально не меняет ситуацию. [c.591]

Существующий научно-технический уровень плазменной и высокочастотной индукидонной техники для реализапди плазменноводородной технологии конверсии отвального гексафторида урана на металлический уран и безводный фторид водорода по патенту. Как [c.613]

В другом варианте [9] уран-циркониевый топливный элемент растворяли при 600—700° С в расплаве NaF + ZrF4 (45 мол.% ZrF4), через который барботировали фтористый водород. Образовавшийся UF4 обрабатывали затем фтором, пептафторидом брома или трифторидом хлора для перевода в гексафторид, который подвергают двухкратной дистилляции. Полученный гексафторид выделяли из газового потока на NaF при 100° С. В этих условиях UFg реагирует с NaF с образованием комплекса UFg wNaF. [c.337]

В еще недостаточно исследованном нитрофтор-процессе [31 — 33] облученные тепловыделяющие элементы реагируют с системой окислов азота и фторидов. Практический интерес представляют два реагента 20 мол.%-ный раствор NOj в жидком фтористом водороде и жидкость состава NOF 3HF. Обе жидкости реагируют почти со всеми компонентами используемых типов топливных материалов, превращая все элементы в соответствующие фториды. Эти фториды часто являются комплексными соединениями, содержащими окислы азота, которые можно превратить в нормальные фториды при осторожном нагревании. В созданной по этой схеме установке растворение облученного топливного элемента проводят в вертикально расположенной трубе из монель-металла диаметром 20—30 мм и длиной 150 см. В процессе растворения выделяются водород, криптон и ксенон. Нерастворимые комплексные фториды осаждаются в нижней части растворителя и удаляются из него промыванием и декантацией. Выходящий из растворителя раствор, содержащий уран и плутоний, выпаривают до сухого остатка, который подвергается термическому разложению до простых фторидов. К этому остатку добавляют жидкий трифторид брома смесь нагревают до 100—140° С. Образующиеся гексафторид урана и летучие фториды продуктов деления направляются в дистилляционную колонку, где происходит очистка паров гексафторида урана от продуктов и от BrFg. Полученный трифторид брома вновь используется для фторирования смеси фторидов [1, 2, 4]. [c.337]

Гексафторид урана получают в результате реакции взаимодействия урана с элементарным фтором, но эта реакция трудно управляема. Более удобно обрабатывать уран соединениями фтора с другими галогенами, например С1Гз, ВгГ и ВгРе. Получение тетрафторида урана иГ4 связано с использованием фтористого водорода. В 1963 году в США на производство урана затрачивалось почти 10% всего фторпстого водорода — порядка 20 000 тони. [c.161]

Процессы возгонки. Эти процессы отличаются от только что описанных методов, но также используются для выделения урана из руд. Поскольку уран образует летучие хлориды и фториды, изучалась фракционированная дистилляция или сублимация летучих галогенидов с целью извлечения урана из руд или из концентратов. Было установлено [33], что концентраты урановой руды могут быть постепенно превращены в высоколетучий гексафторид урана UFg (температура кипения 64° С при 1137 лш) при помопщ фторирования в жидкой фазе трифторидом брома B1F3 (температура кипения 126° С). Хотя для многих руд процесс непосредственно не применим, тем не менее он удовлетворительно проходит с концентратами. Результаты этих экспериментов представлены в табл. 5.5. Так как фтор в форме трифторида брома весьма дорог, целесообразней вводить как можно больше фтора в виде недорогого фтористого водорода (который, конечно, не может использоваться для превращения низкофтористых соединений урана в гексафторид) и затем заканчивать фторирование урана трифторидом брома. Снижение расхода фтора может быть легко осуществлено посредством предварительного гидрофторирования при температуре 600° С. При такой обработке фторируется двуокись кремния и другие пустые породы, присутствующие в концентратах руды, а уран превращается в UF4. Таким образом, % фтора в окончательном продукте, гексафториде урана, присоединяется при обработке относительно недорогим фтористым водородом это значительно выгоднее, чем применение трифторида брома. Гексафторид урана используется при разделении изотопов урана, поэтому сублимация выгодна тем, что в процессе ее образуется очень ценное соединение урана. Процессы хлорирования не подверга- [c.137]

Превращение UFg в UF4. Практически весь обогащенный уран сначала получается в виде UF,,, который должен быть химическим способом переведен в UOj или металлический уран для использования в реакторах или сверхкритических устройствах. Так как UF4 может быть промежуточным продуктом при производстве UOj и металлического урана, то восстановление до UF4 часто является основной операцией переработки обогащенного UFg. В течение последних 15 лет для получения тетрафторида урана из гексафторида в полузаводском и промышленном оборудовании применялось большое количество различных процессов, как периодических, так и непрерывных. Наиболее широко применяется процесс восстановления UFg водородом, разработанный фирмой Юнион Карбайд Ньюклеар Компани [10]. В противоположность прежним литературным данным [11], было найдено, что одноступенчатое восстановление гексафторида урана водородом должно быть количественным и совершенно надежным. [c.476]

На этом этапе производства ядерного горючего важнейшее соединение — тетрафторид урана, из которого могут быть получены гексафторид и двуокись урана или металлический уран. Тетрафторид урана можно получать двумя принципиально различными группами способов — водными (осаждением из растворов) и сухими (гидрофторированием твердых соединений газами при повышенных температурах). При газовом методе исходным соединением служит двуокись урана, а фторирующим реагентом — безводный фтористый водород, фториды аммония или фторсодержащие углеводороды. К сухим способам производства тетрафторида урана относятся также процессы получения его термическим разложением осадка аммонийуран-пентафторида, а также разнообразные реакции одновременного термического разложения, восстановления и гидрофторирования в атмосфере фторидов аммония. [c.154]

Большой практический интерес представляет реакция гексафторида урана с газообразным трихлорэтиленом. Процесс восстановления проводится в вертикальном реакторе. Трихлорэтилен и гексафторид урана, разбавленные азотом и предварительно нагретые, вводят в верхнюю часть аппарата. При температуре стенок реактора и подогревателя, равной 232°, молярном отношении трихлорэтилена к гексафториду урана, равном 3, и концентрации гексафторида урана на входе в реактор порядка 0,5—3,5% гексафторид урана полностью превращается в тетрафторид. Насыпной вес тетрафторида урана колеблется от 0,224 до 1,62 г см . Увеличение насыпного веса достигается спеканием порошка тетрафторида в атмосфере фтористого водорода при температре 900° в течение 2 ч. Тетрафторид урана содержит значительное количество углерода, который удаляется при обработке кислородом для предотвращения образования фтористого уранила в газовую фазу вводят фтористый водород. [c.299]