Метод разделения летучих фторидов

В данном разделе повторяется с небольшими изменениями содержание прежней работы в части техники применения UFg и сделано дополнение, касающееся последних результатов исследований по методам разделения летучих фторидов. Кроме того, описаны самые последние исследования по лазерному разделению изотопов, но материал по реакторам на расплавах солей исключен из-за отсутствия у авторов достаточной информации. В разд. 1.2 кратко описаны энергетические реакторы и топливные циклы, а в последующих разделах следует более подробное их описание. Области, связанные с применением химии фторидов в атомной энергетике, уже получили достаточно полное освещение в литературе. В конце раздела приведена библиография по данному вопросу. [c.26]

Метод разделения летучих фторидов [c.37]

Основные стадии метода разделений летучих фторидов [c.37]

Метод разделения летучих фторидов можно проводить в следующие 4 стадии [c.37]

Основным условием применимости метода центрифугирования является наличие летучего химического соединения у подвергающегося изотопному разделению элемента. Как и у урана, у некоторых химических элементов существуют летучие фториды (см. табл. 5.8.1). Фтор имеет только один стабильный изотоп, и поэтому его наличие в молекуле не мешает процессу разделения. Инертные газы (криптон и ксенон) непосредственно используются в качестве рабочих газов при центрифугировании. Для разделения изотопов других элементов приходится использовать более сложные соединения, в которых присутствуют изотопы углерода и водорода (металлоорганические соединения), изотопы хлора (хлориды) и др. Наличие балластных изотопов в молекуле рабочего соединения заметно затрудняет процесс разделения на газовых центрифугах. [c.211]

Современное состояние развития и проблемы метода разделения с использованием летучих фторидов [c.44]

Современное состояние метода. Метод разделения с использованием летучих фторидов пока находится в незавершенном состоянии, однако он обладает рядом преимуществ по сравнению с мокрыми процессами [c.45]

Метод разделения с использованием летучих фторидов и другие процессы фторирования [c.49]

Единственно известные фториды ниобия и тантала — летучие пентафториды — образуются при прямом фторировании элементов или же в результате реакции между фтористым водородом и соответствующими пентахлоридами. Наиболее важными из этих соединений являются фторотанталаты и фторооксиниобаты калия они резко различаются по своей растворимости, что служит основой метода разделения тантала и ниобия. Фторотанталат калия применяется также для получения металлического тантала. [c.48]

Возможность очистки топлива дистилляцией фторидов основана на различии в летучестях гексафторида урана UFa и фторидов продуктов деления. За редким исключением, фториды продуктов деления менее летучи, чем UFo. По этой причине даже при грубой перегонке можно добиться значительной очистки. Привлекательность этого метода для химиков и технологов, занимающихся проблемами разделения, объясняется двумя причинами. Во-первых, основные принципы и технология фракционной перегонки достаточно хорошо разработаны и освоены. Вторая причина связана с особой ролью UFg при разделении изотопов. Весьма выгодна с экономической точки зрения возможность регенерации урана этим методом непосредственно в виде UFe в тех случаях, когда регенерированный уран должен направляться на обогатительную установку для увеличения в нем концентрации урана-235. [c.469]

Описанные выше химические процессы обогащения урана и взаимопревращений его соединений являются сравнительно простыми. В противоположность этому отработанное топливо, с которым имеют дело в процессах регенерации, представляет собой значительно более сложную систему, поскольку в него кроме урана входят плутоний и другие актиноиды, а также продукты деления. В основе мокрого метода регенерации, реализованного в настоящее время в промышленности, лежит кислотное растворение топливных брикетов, извлеченных ИЗ ЯДбрНЫХ реакторов, и разделение с помощью экстракции трибутилфосфатом. Кроме того, предложено несколько сухих методов, одним из которых является метод разделения летучих фторидов. Исследование и развитие этого метода продвигается наиболее успешно. [c.37]

Проблемы, В основе метода разделения с использованием летучих фторидов лежит техника обращения с UFg, разработанная для процессов обогащения урана. По отношению к урану эту технику можно использовать без измененияо Что касается неустойчивого и обладающего высокой химической активностью RiE , а также фторидов продуктов деления, которые образуются в небольшом количестве, но обладают высокой радиоактивностью, то здесь необходимы изучение их поведения и разработка методов обращения с ними. [c.44]

Метод разделения с использованием летучих фторидов первоначально развивался в качестве способа регенерации топлива для первых реакторов на быстрых нейтронах. Однако темпы развития метода не соответствовали темпам развития бридерных реакторов (ЬМГВК). Кроме того, благодаря развитию быстрых экстракторов появились перспективы того, что при регенерации топлива с помощью мокрых процессов будет достигнута высокая степень использования. По этим причинам при регенерации топлива первых быстрых реакторов стали применять мокрые процессы. В результате в 1970 г. развитие метода разделения с использованием летучих фторидов во всех странах, к сожалению, приостановилось или полностью прекратилось. [c.45]

В различных работах описан ряд методов газо-адсорбцион-ной и газо-жидкостной распределительной хроматографии для анализа смесей фторуглеводородов, этилена, некоторых фтор-этиленов [34], продуктов нитрования фторксилолов и фторто-луолов [35] и других летучих фторированных соединений [36—48]. Методики для разделения IF3, HF и UFe приведены в работе [49], а NF3 и F4 в работе [50]. Методом газовой хроматографии проведено разделение смесей фреонов [51, 52] (методики № 62—65). Этим же методом предложено очищать SF4 от примесей [53]. Разделение галоидов на силикагеле приведено в работе [54], а метод анализа фторидов углерода в газах путем разложения их парами воды в присутствии активной АЬОз и Si02 — в работе [55].. [c.142]

UF4 представляет собой нелетучее твердое вещество, нерастворимое в воде, но легко растворимое в присутствии окислителей. Гексафторид UFg получается при действии фтора на низшие фториды он образует бесцветные кристаллы с т. пл. 64,1" и давлением паров 115 мм рт. ст. при 25". Это единственное легкодоступное летучее соединение урана его физические свойства хорошо изучены, так как разделение изотопов урана с целью получения чистого ядерного горючего проводили методом термодиффузии UFg в газовой фазе. Установлено, что в газовой фазе он имеет октаэдрическую структуру, а в кристаллическом состоянии октаэдры подвергаются небольшому тетрагональному искажению. UFg является сильным фторирующим агентом, способным фторировать многие соединения, например Sj в SF4, (СГз)25з и т. д. [21]. Гексафторид урана легко гидролизуется водой. Промежуточные фториды UF5, U2F9 и U4F14 образуются при взаимодействии UFg и UF4, которые легко диспро-порционируют, например [c.552]

Рассматриваемые фториды не диссоциируют на фтор и более низшие фториды или ксенон при комнатной температуре, т. е. они термодинамически устойчивы. Хранить все три фторида можно при комнатной температуре в контейнерах из никеля или тефлона, а два низших фторида можно хранить неограниченное время в тщательно высушенных кварцевых сосудах. ХеРе реагирует с кварцем, образуя ХеОр4 (см. стр. 141). ХеРг и Хер4 имеют при комнатной температуре почти одинаковое давление паров (- 3 мм рт. ст.), что сильно затрудняет их разделение методом простой сублимации. ХеРе более летуч (почти в 10 раз). Некоторые физические свойства фторидов ксенона указаны в табл. 2. [c.57]

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]