Выделение плутония экстракции

Изучена экстракция урана (VI), америция, нептуния (V) и (IV) и продуктов деления в условиях, оптимальных для выделения плутония. Было показано, что уран, америций, нептуний и большая часть продуктов деления в этих условиях практически не экстрагируются. Из продуктов деления (годичная выдержка) экстрагируются только цирконий и ниобий. [c.235]

Рис. 16.15. Упрощенная схема экстракционного выделения плутония из ТВЭЛ экстракцией ТТА.

Для отделения плутония от урана и продуктов его распада существует ряд различных приемов. Эти методы можно разделить на осаждение, жидкостную экстракцию (разд. 9.9) и ионообменные процессы (разд. 9.8) фактически это те же методы, которые используют для разделения искусственных радиоактивных изотопов (разд. 5.8). Все они основаны на том, что плутоний, как уран и нептуний, может иметь несколько степеней окисления и что химические свойства данного элемента в одной степени окисления сильно отличаются от химических свойств этого же элемента в другой степени окисления. Отличия между элементами в разных степенях окисления, использованные I процессах осаждения и жидкостной экстракции для выделения плутония, приведены в табл. 5.12. [c.175]

При использовании в качестве экстрагента магния трудность состоит в высоком давлении паров магния при температуре плавления урана. Однако летучесть магния можно выгодно использовать при экстракции плутония и продуктов деления магнием из расплавленного урана в экстракторах типа Сокслета путем повторяющейся отгонки и конденсации магния. Вначале проводят экстракцию в тигле, содержащем расплавленный уран. Расплавленный магний, содержащий плутоний и продукты деления, сливают в другой сосуд, из которого он отгоняется, и вновь конденсируется в тигле, содержащем уран, для повторной экстракции. Последующее выделение плутония из магниевого экстракта можно производить возгонкой магния [23, 25]. [c.474]

Методы выделения плутония и нептуния из облученного урана основаны главным образом на явлениях соосаждения, экстракции и ионного обмена, где важное значение имеют процессы комплексообразования данных элементов в водных растворах. В этой главе кратко рассмотрены те методы выделения и разделения трансурановых элементов, в основе которых лежит применение комплексных соединений этих элементов. Некоторые из этих методов были испытаны только в лабораторных условиях, другие же нашли применение в пропессах разделения, проводимых в заводских масштабах. [c.198]

Лантан-фторидный цикл. Этот метод Каннингем и Вернер впервые применили при установлении суш ествования двух валентных состояний нептуния (см. гл. VI) и плутония [19, 20], а также при первом выделении плутония [19]. Исходным материалом при этом являлся гексагидрат уранилнитрата или раствор уранилнитрата, содержащий плутоний и продукты деления. Основную массу урана отделяли путем экстракции диэтиловым эфиром. Плутоний (IV) не экстрагировался эфиром и оставался в водной фазе (вместе [c.276]

Решающим преимуществом экстракционного процесса над осадительным является тот факт, что при экстракции одновременно с плутонием, можно извлекать уран и очищать его от продуктов деления. Висмут-фосфатный метод, который очень удобен для выделения плутония, трудно использовать для выделение урана . [c.282]

Авторы работ [815, 816] ставили целью разработать экстракционную схему переработки ОЯГ, основанную целиком на использовании ЧАО. Описаны результаты опробования намеченной схемы на модельных растворах. На 1 цикле совместно извлекались уран и плутоний. Затем уран отделялся от плутония промывкой экстракта слабым раствором НЫОз. Плутоний, практически полностью остающийся в экстракте, выделялся из него восстановительной реэкстракцией. Показана также возможность выделения плутония осаждением оксалата непосредственно из органической фазы. Авторы считают возможным применение схемы, основанной на экстракции ЧАО, вместо действующих схем с применением ТБФ без изменения оборудования. При этом предполагается, что вследствие большей радиационной устойчивости и более высокой селективности ЧАО, такая замена позволит перерабатывать ядерное топливо с меньшим временем выдержки и соответственно с большей активностью продуктов деления. Необходимо отметить, что до настоящего времени не опубликовано сведений о радиационной устойчивости нитратов ЧАО. Автор работы [324] предполагает, что она так же высока, как и для аминов, однако это вполне вероятное предположение пока экспериментально не подтверждено. [c.224]

Те, Сз, Ва). С целью выделения неиспользованного топлива и удаления примесей, отравляющих цепную реакцию, облученный уран через определенные промежутки времени подвергается переработке его растворяют в азотной кислоте и экстрагируют образовавшиеся нитраты органическими растворителями. В исходном растворе содержатся также и вспомогательные компоненты топлива 2г, ЫЬ, Сг и А1. Путем подбора соответствующих условий экстракции получается полное отделение урана и плутония от продуктов распада, а затем разделение урана и плутония, которые служат дальше топливом в реакторах различного типа. [c.433]

Рис. 6-40. Схема выделения урана и плутония из облученного топлива путем экстракции раствором трибутилфосфата в керосине. Разделение плутония и урана

Методика. В центрифужную пробирку к взвешенному образцу металлического плутония или его сплава приливают сначала немного воды, а затем постепенно конц. НС1. Таким путем предотвращается вспенивание и разбрызгивание раствора. После того как прекратится выделение водорода, пробирку нагревают для полного растворения образца, раствор переносят в мерную колбу и доводят до метки раствором НС1. Порцию этого раствора (ке более 4 мл), содержащую 10—100 мкг молибдена, переносят в прибор для экстракции (рис. 125, а). Доводят объем водой до 4 Л1Л и добавляют 5 мл конц. НС1 VL мл М HF. [c.406]

Таким образом, целесообразно обратить большее внимание на экстракцию внутрикомплексных соединений с точки зрения ее использования в ядерной технологии. Некоторые шаги в этом направлении предпринимаются. Американские химики описали схему переработки облученного ядерного горючего, основанную на применении ТТА [244, 884]. Оценивалась возможность использования для этой же цели купферонатов [245, 885]. Салицилальдоксим применяли для выделения осколочного стронция [886]. При помощи теноилтрифторацетона выделяли плутоний из урановой смоляной руды [887], америций и кюрий из облученных плутония и урана [888]. Была исследована возможность применения р-дике-тонов для разделения редкоземельных элементов [180, 889]. [c.269]

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]

Выделение плутония экстракцией ТТА исследовали Каннингем и Майлс 133]. Для различных ионов плутония были определены коэффициенты распределения между раствором ТТА в бензоле и водным азотнокислым раствором так для Ри он приблизительно равен 3 для Ри - Ю для PuOJ он незначителен для РиО равен примерно 10 —10 по аналогии с UOJ. Для извлечения плутония из раствора ТТА в бензоле в водную фазу используется гидразин или гидроксиламин. [c.291]

Осаждение плутония на носителе. Метод приготовления препаратов осаждением на носителе арйменяют при измерении малых количеств плутония, которые не могут бытЬ отделены от мешающих примесей и сконцентрированы методами экстракции и хроматографии. В качестве соосадителей удобнее использовать соединения, дающие кристаллические осадки. Приготовление препаратов не отличается от метода выпаривания растворов, так как осадок переносится на подкладку в виде взвеси микропипеткой, равномерно распределяется, высушивается и прокаливается. При соосаждении приходится считаться с тем, что выделение плутония на носителе редко бывает более 997о [3, гл. 16]. [c.137]

Для выделения плутония из облученных материалов и сложных по составу технологических растворов часто применяют экстракцию органическими растворителями, в том числе три-бутилфосфатом, геноилтрифторацетоном, метилизобутилкето-ном и др. Поэтому представляет значительный интерес спектрофотометрическое определение плутония непосредственно в органических растворах. [c.160]

В 1947 г. А. П. Виноградов и С. А. Заколупин применили иодатное осаждение для выделения плутония из сложных растворов. В 1951 г. М. М. Коыарев с сотрудниками исследовал выделение плутония из растворов с переменным содержанием урана в присутствии многих элементов. Концентрация плутония в растворах колебалась от 0,1 до 1 мг1мл. При содержаниях урана > 10 мг/мл для полного отделения его требуется переосаждение иодата плутония. Кроме урана в исследуемых растворах присутствовали Ва, С(1, Се, Сг, Со, Ьа, Ре, Мп, Мо, N1, 5п, V, каждый в концентрациях 10% от содержания плутония. При есовом окончании этот метод, даже при двойном осаждении иодата плутония, дает среднее отклонение до 0,4%. Авторы объясняют ошибки недостаточно полным отделением от железа. Тщательная промывка осадка разбавленным вдвое раствором осадителя несколько снижает захват железа. В присутствии больших количеств железа авторы предлагают удалять его предварительной эфирной экстракцией из солянокислого раствора. [c.292]

Джеймс и Томпсон [478а] предложили способ выделения плутония из смеси его с лантаном при молярном отношении Ьа Ри>5 из фосфатных растворов при pH 3—0,2 экстракцией купфероната плутония(IV) хлороформом. [c.337]

Вильсон [41] использовал высокую избирательность экстракции Ри(1 / ) третичными аминами для выделения плутония из урановых блоков. В качестве экстрагента применялся раствор трилауриламина (ТЛА) в Амско (керосин). Этот процесс позволяет за один цикл отделить плутоний от урана и продуктов деления (см. табл. 49). [c.346]

При расчете экстракционного процесса этого типа необходимо учитывать взаимную растворимость экстрагента и урана. При 1135°С уран растворяет 0,03% серебра, а серебро растворяет около 4% урана. При использовании в качестве экстрагента магния основная трудность состоит в высоком давлении паров магния (точка кипения 1126° С) при температуре плавления урана. Однако летучесть магния может быть выгодно использована. Был предложен [19] эффективный способ экстракции плутония и продуктов деления магнием из расплавленного урана в экстракторах типа Сокслета путем повторяющейся отгонки и конденсации магния. Экстракция производится в тигле, содержащем расплавленный уран. Загрязненный магний сливается из этого тигля в другой сосуд, из которого он отгоняется и вновь конденсируется Б тигле, содержащем уран, для повторной экстракции. Тигель может изготовляться из графита, тантала или окиси магния. Последующее выделение плутония из магниевого экстракта также может производиться возгонкой магния. При другом способе серебро и тепловыделяющие элементы плавятся в вакуумной плавильной печи. При этом более летучие продукты деления, церий, стронций и барий, удаляются возгонкой. Серебряный экстракт, содержащий плутоний и экстрагированные нелетучие продукты деления, отделяют от урана и контактируют с расплавом Ag l — N301, чтобы очистить серебро для повторного употребления. Ag l окисляет плутоний и редкие земли до хлоридов, переходящих в солевую фазу, из которой затем извлекается плутоний. [c.354]

Четырехвалентный плутоний количественно экст-рагируется из 2—6 н. соляной кислоты 0,5—1,0 М раствором НТТА в бензоле [676]. Применяя 0,1 М раствор НТТА в бензоле, полного выделения плутония можно достичь лишь за несколько экстракций [7621 (ig К = 6,85 в 1 н. растворе перхлората натрия [8021 Ig Д = 6,34 в азотной кислоте [218, 219, 802]). [c.113]

Все приведенные данные относительно экстракционной способности различных аминов показывают, что варьирование структуры амина и разбавителя, а также применение различных добавок создает богатейшие возможности для решения задач экстракционного разделения неорганических солей. Подбор подходящего амина и разбавителя позволяет добиться весьма высоких факторов разделения. Так, Вильсон [294] предложил использовать третичные амины для экстракции плутония (IV) из азотнокислых растворов сильно обедненного реакторного горючего, содержащего большие количества урана. В этом процессе минуются стадии отделения урана и плутония от осколков и последующего разделения урана и плутония, необходимые в экстракционных процессах с другими экстрагентами (эфиры, гексон, ТБФ). Предложенный метод можно также использовать для выделения плутония из его сплавов с алюминием. В качестве экстрагента здесь был применен 0,1 М раствор трндодециламина в керосине, в который добавляли 2% октилового спирта для предотвращения образования третьей жидкой фазы при высокой концентрации урана и плутония в водном растворе. Результаты этих исследований приведены в табл. 2.44. Из таблицы видно, что коэффи- [c.146]

Проблемой получения и выделения плутония в Советском Союзе занимались две группы ученых в Радиевом институте АН СССР в Ленинграде (под руководством академика В. Г. Хлопина) и в Институте атомной энергии АН СССР в Москве (под руководством академика И. В. Курчатова) [377]. Первый советский плутоний был выделен в 1945 г. из облученного нейтронами урана лантансульфатным методом, разработанным Б. В. Курчатовым, и методом экстракции диэтиловым эфиром, разработанным Б. А. Никитиным, В. М. Вдовенко и Т. В. Ковалевой. [c.319]

Теноилтрифторацетон пригоден для разделения урана и плутония и очистки их от осколочных радиоактивных элементов. В этом случае из сильно кислых растворов сначала экстрагируются четырехвалентный плутоний и цирконий, а затем ничтожные количества других веществ вымываются из органического слоя азотной кислотой. Плутоний (Рп ) отделяется от циркония восстановлением до Рп и реэкстракцией из органического слоя водным раствором азотной кислоты. Уран после удаления плутония экстрагируется раствором теноилтрифторацв тона в гексане. Недавно описан быстрый количественный метод выделения плутония из смесей с другими элементами, также основанный на экстракции плутония раствором теноилтрифторацетона в ксилоле. Метод может быть контрольным при определении полноты отделения плутония. Этот же экстракционный раствор используется для выделения из кислых растворов нептуния-237 и микроколичеств нептуния-239. Все эти примеры свидетельствуют о важном значении фторированных р-дикетонов в современной радиохимии и атомной промышленности. [c.92]

Ч м у т о в а М. К., П а л е й Н. П., 3 о л о т о в Ю. А., ЖАХ, 23, 1476 (1968). Экстракционное выделение плутония при помощи 1-фенил-3-метил-4-бензоил-пиразолииа-5 (изучена экстракция NbV). [c.231]

Одна из таких схем переработки ОЯГ, содержащего 25% Ри и 75% и, предназначенная для выделения плутония и отделения его от урана и продуктов деления, описана в работах 784, 785]. В этих работах показана возможность полного извлечения плутония и его отделения от урана экстракцией 15%-ным (0,3М) раствором аламина-336 в дибутилцеллосольве. По предварительным данным (784, 785], емкость этого органического раствора по плутонию недостаточно высока и составляет - 10,5 г/л, поэтому отмечается необходимость поиска сочетаний аминов и разбавителей, имеющих более высокую емкость. Система аламин-336 — дибутилцеллосольв исследована и в отношении химической устойчивости [786]. Исследовано также поведение некоторых продуктов деления при экстракции в рассмотренной системе 784, 785]. Получены коэффициенты очистки плутония от 2г—ЫЬ 250 и от Ки 40. Реэкстракция плутония проводилась СН3СООН. [c.215]

Рис. 6-41. Схема выделения урана и плутония из облученоо-го топлива экстракцией этиловым эфиром (разделение плутония и урана)

Существенный вклад внесла аналитическая химия в решение такой важной проблемы современной науки, как синтез и изучение свойств трансурановых элементов. Предсказание химических свойств трансурановых элементов оказалось более сложным, чем для элементов, входящих в периодическую систему в ее старых границах, так как не было ясности в распределении новых элементов по группам. Трудности усугублялись и тем, что до синтеза трансурановых элементов торий, протактиний и уран относились соответственно к IV, V и VI группам периодической системы в качестве аналогов гафния, тантала и вольфрама. Неправильное вначале отнесение первого трансуранового элемента № 93 к аналогам рения привело к ошибочным результатам. Химические свойства нептуния (№ 93) и плутония (№ 94) показали их близость не с рением и осмием, а с ураном. Было установлено, что трансурановые элементы являются аналогами лантаноидов, так как у них происходит заполнение электронного 5/- слоя, и, следовательно, строение седьмого и шестого периодов системы Д. И. Менделеева аналогично. Актиноиды с порядковыми номерами 90—103 занимают места под соответствующими лантаноидами с номерами 58—71. Аналогия актиноидов и лантаноидов очень ярко проявилась в ионообменных свойствах. Хроматограммы элюирования трехвалентных актиноидов и лантаноидов были совершенно аналогичны. С помощью ионообменной методики и установленной закономерности были открыты все транс-кюриевые актиноиды. Рекордным считается установление на этой основе химической природы элемента 101 — менделевия, синтезированного в начале в количестве всего 17 атомов. Аналогия в свойствах актиноидов и лантаноидов проявляется также в процессах экстракции, соосаждения и некоторых других. Экстракционные методики, разработанные для выделения лантаноидов, оказались пригодными и для выделения актиноидов. [c.16]

Солянокислый раствор, полученный после выделения и очистки плутония из образца мочи методами соосаждения, экстракции и ионного обмена, выпаривают до 1—2 мл н нейтрализуют по фенолфталеину. Затем к раствору добавляют 4 капли конц. НС1 для предупреждения соосаждения плутония с гидроокисью железа, которое может присутствовать в следовых количествах, и слегка нагревают. К полученному раствору добавляют 1 мл раствора Na lO (10—14 вес.% активного хлора) и быстро (для предотвращения разложения гипохлорита) Ъ мл 2 М КОН. Далее раотаор упаривают до половинного объема, количественно переносят в электролитическую ячёйку и разбавляют водой до 10 мл. [c.135]

Старик и сотр. [210] применили соосаждение плутония с диацетатом уранила для очистки плутония от естественных а-активных радиоэлементов (Ра, ТЬ, На, Ро), содержащихся в урановой смоляной руде, и показали возможность полного отделения от указанных элементов при 2-кратном осаждении. Выделение проводят из 0,1 N азотнокислого раствора. Вначале в этом растворе окисляют плутоний до шестивалентного состояния броматом калия. При окислении плутония марганец, содержащийся в руде, выпадает в осадок в виде перекиси. Это способствует лучшей очистке плутония от радиоэлементов (особенно от протактиния). После отделения осадка перекиси марганца Ри(У1) осаждают с осадком диацетата уранила, при 90°С двойным объемом 45%-ного раствора ЫаСООСНз из раствора 2 N НЫОз. Плотный кристаллический осадок диацетата уранила отделяют декантированием и после промывания растворяют ъ 2 N НЫОз. Эту операцию повторяют. После растворения осадка производят осаждение из восстановительной среды и тем самым отделяют плутоний от урана. Для более тщательного отделения урана авторы работы [210] после коицентрирова ния плутония (соосаждение с гидроокисью) применяли экстракцию ди-этиловым эфиром. [c.280]

Оптимальными условиями для извлечения Ри(1У) диэтиловым эфиром являются концентрация азотной кислоты в водном слое 5 М, в органическом экстрагенте 3,4 М коэффициент распределения Ри(1У) в этих условиях равен >10. Степень извлечения плутония не зависит от температуры в интервале 18—38°С и от исходной концентрации плутония в водной фазе в пределах 4 10 —4-10 г/мл. На экстракцию не влияют большие количества хлоридов (до 2 М). Небольшие количества сульфатов значительно снижают коэффициент распределения плутония. Проведенное Халкиным исследование позволило подобрать условия выделения малых количеств плутония из сложных по составу растворов. [c.311]

Пеппард и др. [590] применили экстракцию 0,1 М раствором ТТА в бензоле для окончательной очистки микрограммавых количеств плутония, выделенного из отходов от переработки урановых руд. [c.334]

С целью повышения чувствительности спектрального опреде ления примесей в плутонии разработаны методы предваритель ного химического отделения плутония и концентрирования при месей (экстракционные, ионообменные и осадительные методы) Для определения А1, Ва, Ве, Са, Сс1, Со, Сг, К, Ьа, Мд, Мп Ма, N1, РЬ, 5г и 2п применяют экстракцию купфероната плуто ЛИЯ смесью эфира с хлороформом [547]. Известен также метод трехстадийного экстракционного выделения примесей. [c.381]

Наряду с описанной формой экстракции в промышленную пракгику начинают широко входить методы экстракции с помощью таких экстрагентов, которые образуют с экстрагируемым веществом комплексные соединения и благодаря эгому практически полностью извлекают его из исходного раствора. Эти методы применяются для извлечения урана в процессе переработки его руд, для выделения урана и плутония из продуктов деления, получаемых в ядерных реакторах, И др. [c.331]

Экстракционные методы выделения радионуклидов становятся всё более популярными в радиохимическом анализе. Наиболее часто они применяются для выделения урана. Как известно, более 150 лет назад французский химик Пелиго использовал экстракцию нитрата уранила диэтиловым эфиром для его очистки. Сейчас помимо простых эфиров применяют и более сильные экстрагенты ТБФ, МИОМФК и триоктилфосфиноксид. Однако следует иметь в виду, что эти экстрагенты не столь селективны для урана как диэтиловый эфир и при определённых условиях способны извлекать радионуклиды плутония, тория, циркония, редких земель и трансплутониевых элементов. [c.118]

Теноилтрифторацетон применяют при радиохимическом определении плутония и нептуния [819, 820]. Например, Мур [819] разработал способы радиохимического определения Np и которые включают в качестве первой стадии соосаждение этих изотопов с осадком фторида лантана и затем экстракцию при помощи ТТх в ксилоле. Выделенный Np определяют по -излу-чению на сцинтилляционном счетчике с кристаллом NaJ(Tl). Для введения поправки на химический выход в начале операций вводят (Количество которого после вьщеления определяют по а-излучепию. [c.243]

Экстракцию Mo(VI) из хлоридных растворов довольно широко используют для решения прикладных задач. Разработан [1032] комбинированный спектральный метод определения молибдена в гранитах и аналогичных породах, включающий экстракцию элемента ТБФ. Предложены методики экстракционного выделения и последующего определения молибдена в ванадии и ванадатах [1024], индии [851], кобальтово-марганцевых катализаторах и пы-лях рафинирования меди [398], продуктах деления урана-233 и плутония-239 [1037], в металлическом уране [1038, 1040] и его окиси [1040], сталях [1025], никеле [1038, в растворах [346, 399, 1027—1029]. Представляют интерес методы фотометрического определения молибдена, в которых окраска развивается непосредственно в экстрактах после прибавления каких-либо реагентов [1027—1029]. В радиохимии экстракция Mo(VI) из хлоридных растворов может быть использована, например, нри определении радиоизотоиной чистоты препаратов молибдена, вольфрама и рения [621], а в технологии — для выделения молибдена из сложных по составу растворов, в частности, полученных при выщелачивании молибдено-вольфрамовых концентратов [623, 1030, 1034, 1043, 1047] и при переработке кобальто-марганцевых катализаторов и пылей рафинирования меди [397, 398], молибденитовых и шеелито-повеллитовых концентратов и дрз гих продуктов [1045, 1046]. [c.179]

Метод экстракции получил применение для выделения радиоактивных изотопов не только из растворов, но и из расплавов [5]. Например, из расплавленного урана можно экстрагировать плутоний расплавленным серебром или магнием расплавленный висмут, содержащий 0,1—0,2% урана и применяемый в качестве ядерного горючего, очищается от осколков деления урана экстрагированием их расплавленной при 450° эвтектической смесью КС и Li I. [c.433]

Эйнштейний получен только в импульсных количествах и, по-видимому, это последний элемент, который может быть выделен в макроколичествах. Он является трехвалентным элементом, на что указывает его положение в ряду актинидов при экстракции и десорбции со смол. Эйнштейний соосаждается с фторидом и гидроокисью лантана, персульфатом аммония не окисляется. Получают эйнштейний облучением урана ядрами азота, калифорния —дейтонами или берклия — а-частицами. Он обнаружен также в продуктах облучения плутония мощным потоком нейтронов ( — 10 нейтрон/см ). Эйнштейний экстрагируется раствором тиофенкарбонилтрифторацетона в толуоле и трибутилфосфатом из слабокислых растворов, насыщенных вы-саливателями он хорошо отделяется от калифорния и фермия хроматографически — десорбцией 0,04 М раствором лактата аммония при pH = 4,5 или а-гидроксибутиратом аммония [44]. [c.543]

Справочник химика 21

Химия и химическая технология