Пурекс-процесс

Рис. 16.13. Упрощенная схема пурекс-процесса.

Рис. 8. 5. Технологическая схема пурекс-процесса разделения урана, плутония и продуктов деления

Как мы уже отмечали, метод выделения цезия и рубидия из радиоактивных отходов зависит от состава отходов. Так, осаждение цезия с алюмоаммонийными квасцами из растворов от бу-текс- и пурекс-процессов возможно только после введения в раствор большого количества сульфата алюминия и предварительного удаления железа и циркония. Соосаждение цезия и рубидия с фосфоровольфраматом аммония, эффективное для растворов от бутекс-процесса, будет давать небольшой выход при использовании отходов от пурекс- и редокс-процессов вследствие небольшой концентрации цезия в исходных растворах [311]. [c.321]

Пурекс-процесс . В этом процессе в качестве растворителя применяют трибутилфосфат в керосине. Это дает возможность использовать в качестве высаливателя крепкую азотную кислоту, в среде которой метилизобутилкетон не устойчив. В основном данный процесс аналогичен Редокс-процессу , но отличается от него в деталях. Например, четырехвалентный плутоний легче экстрагируется трибутилфосфатом, чем шестивалентный. [c.657]

Для выделения радиоэлементов используется два типа жидких отходов отходы от Редокс-процесса—раствор, богатый алюминием, содержащий ртуть и соли аммония, и отходы от Пурекс-процесса—раствор, основным компонентом которого является азотная кислота. [c.22]

Помимо редокс- процесса для переработки облученного горючего был разработан пурекс-процесс. В этом процессе для отделения урана и плутония друг от друга и от продуктов деления также применяется экстракция. В качестве экстрагента используется раствор ТБФ в инертном углеводородном разбавителе, а вместо А1(МОз)з высаливающим агентом является НМО.з, создающая высокую концентрацию нитрат-ионов. Окислительно-восстановительные реакции плутония, описываемые уравнениями (4) — (9), характерные для редо кс-процесса, находят применение и в пурекс-процессе. Но в пурекс-процессе лучше экстрагируется плутоний (IV), а не плутоний (VI). В условиях пурекс-процесса ТБФ также почти не экстрагирует плутоний (III). Это явление положено в основу разделения урана и плутония после первого экстракционного цикла. Проведением экстракции при 40—50° С достигаются повышенные скорости окислительно-восстановительных реакций, а следовательно, и лучшее разделение при экстракции. [c.240]

Окислительно-восстановительный потенциал. Ионы различной валентности одного металла при экстрагировании подобны различным элементам. Одним из примеров может служить различие между Се + и (см. табл. 6. 2). Другой пример — поведение Ри + и РиО +, которые легко экстрагируются раствором трибутилфосфата в керосине, в то время как Ра + имеет очень низкий коэффициент распределения 6]. Следовательно, изменяя окислительно-восстановительный потенциал водной фазы, можно изменять доли элемента в различных валентных состояниях, а следовательно, и его коэффициент распределения. При помощи такого метода плутоний извлекается из водного раствора, содержащего плутоний и уран в каскадах С VI В рис. 6. 5, иллюстрирующего пурекс-процесс. Добавлением к водному реэкстрагирующему раствору, подаваемому в каскад С, например, солей двухвалентного железа, восстанавливают плутоний до Ри +, который легко реэкстрагирует в воду. Уран остается в виде иО +в органической фазе., [c.215]

Таблица 8.4 Коэффициенты очистки при пурекс-процессе [9]

Основные преимущества пурекс-процесса по сравнению с редокс-процессом состоят в- следующем [c.327]

И плутония от осколков деления, полученное в пурекс-процессе. Важнейшим фактором, влияющим на распределение нитратов между ТБФ и водным раствором, является степень насыщения экстрагента. По мере экстракции урана в органическую фазу часть ТБФ связывается в комплекс и02(М0з)2-2 ТБФ. Это приводит к уменьшению концентрации несвязанного ТБФ, которой определяется экстракционная способность экстрагента [см. уравнение (3)]. Влияние степени насыщения экстрагента ураном на экстракцию плутония и суммы продуктов деления (измеренную через их (3-активность) показано на рис. 10.1. [c.241]

Технологическая схема процесса. Пурекс-процесс разделения плутония, урана и продуктов деления отличается от редокс-процесса (см. гл. VI) тем, что в нем в качестве экстрагента применяется не гексон, а трибутилфосфат. В этом процессе в качестве высаливателя можно использовать азотную кислоту, так как трибутилфосфат устойчив по отношению к концентрированной кислоте. [c.325]

Для удаления продуктов деления из урановых стержней последние растворяют в азотной кислоте и образующийся кислый раствор уранилнитрата после добавления нитрата натрия экстрагируют трибутилфосфатом в непрерывном противоточном экстракторе (пурекс-процесс). Все радиоактивные отходы, в том числе цезий и рубидий, концентрируются в водной, а уран и плутоний — в органической фазе. Применяются и другие процессы [308, 311] разделения ядерного горючего (бутекс-процесс , висмут-фосфат-ный процесс, редокс-процесс , ТТА-процесс, торекс-процесс и т. д.). От этих процессов зависит состав радиоактивных отходов (табл. 20) и в конечном итоге — выбор того или иного метода выделения цезия и рубидия [286, 311—315]. [c.320]

При переработке предварительно сконцентрированных упариванием отходов от Пурекс процесса первичной операцией является предварительное разделение радиоэлементов соосаждением с гидратированной окисью железа при pH - 2—3 под действием газообразного аммиака. С осадком отделяется основная масса рутения, остальные элементы остаются в растворе. Рутений далее выделяют из оса дка путем окисления перманганатом калия и отгонки в виде ВиО . Раствор после отделения рутения обрабатывают смесью аммиака н карбоната натрия при pH = 8. В осадок переходят ред- [c.22]

Пользуясь сведениями, взятыми из текста главы, начертите схему, на которой покажите сравнительные объемы всех потоков для редокс- и пурекс-процессов на всем протяжении процесса разделения урана и плутония до того момента, когда оба элемента будут присутствовать в водных растворах, подготовленных для дальнейшей очистки. [c.272]

Наиболее широкое применение при переработке облученного ядерного горючего получил разработанный в США так называемый Пурекс-процесс — экстракционный процесс с использованием растворов трибутилфосфата в предельных углеводородах [60].По этому методу работают заводы в США, Франции, Нидерландах, Англии, ФРГ, Японии, Индии. [c.207]

Все технологические процессы надо проводить таким образом, чтобы образовывалось минимальное количество отходов. Для этого имеется несколько путей. Важнейший из них — раздельная переработка отходов низкой и средней активности, с тем чтобы предотвратить разбавление ими высокоактивных отходов. Если процесс позволяет, эти отходы могут рециркулировать в нем, что снижает объем удаляемых продуктов. Условия ведения процесса можно выбрать таким образом, чтобы первую стадию отделения продуктов деления проводить при максимально возможных концентрациях. Одним из достоинств неводных методов переработки горючего, таких, как процессы, основанные на возгонке летучих фторидов (см. раздел 10.9), и пиропроцессы (см. раздел 10.10), является возможность получения отходов, содержащих продукты деления в более компактной форме. В водных методах переработки горючего нелетучие соединения долл<ны вводиться в процесс в минимальных количествах, с тем чтобы упаривание позволило получить отходы с большей концентрацией радиоактивных изотопов. В этом заключается основное прекмущество пурекс-процесса (см. раздел 10.4), использующего в качестве высаливающего агента азотную кислоту, над редокс-процессом (см. раздел 10.3), в котором для этих целей применяется нитрат алюминия. [c.314]

Роль окислительно-восстановительных реакций и, Ыр и Ри в технологии переработки ядерного горючего огромна. Современные промышленные методы извлечения Ри и Мр и регенерации и, методы их разделения и очистки от радиоактивных продуктов деления основаны на различии окислительно-восстановительных свойств этих элементов. Например, для очистки плутония от продуктов деления при экстракции трибутилфосфатом ((пурекс-процесс) плутоний необходимо стабилизировать в четырехвалентном состоянии с другой стороны, для отделения от урана плутоний должен быть переведен в неэкстрагируемую трехвалентную форму, в то время как уран должен оставаться в шестивалентном состоянии. При этом необходимо учитывать термодинамическую неустойчивость Ри (IV) в слабокислых растворах, особенно при повышенной температуре, возможные побочные процессы, связанные с окислительным действием среды (НМОз), влияние ионизирующего излучения и т. д. От правильного выбора восстановителя или окислителя и от условий проведения реакции зависит успешность той или другой технологической операции. [c.5]

Типичные для пурекс-процесса коэффициенты очистки урана (табл. 8. 4) [9 ] превышают требующийся коэффициент очистки от Р-активности, равный 5-10 по приблизительному, ранее сделанному расчету (см. раздел 6 гл. VII). [c.327]

Схема материального потока. На рис. 8. 7 представлена схема материального потока на операциях подготовки раствора и на операциях первого экстракционного цикла (колонны I, П и П1) пурекс-процесса при промышленной переработке урана, облученного в реакторе (см. рис. 3. 18). При этом принято, что циркониевая оболочка удалена растворением в плавиковой кислоте и что на растворение урана затрачено стехиометрическое количество азотной кислоты, согласно реакции (8. 1). Указанные активности определены по данным табл. 7. 2. [c.334]

Технологическая схема ТТА-процесса разделения урана и плутония показана на рис. 8. 8. Исходный раствор так же, как в пурекс-процессе, обрабатывается нитритом натрия для перевода плутония в четырехвалентное состояние. В этом состоянии плутоний образует с ТТА более экстрагируемое внутрикомплексное соединение, чем уран. Продукты деления, за исключением циркония, также экстрагируются слабее, чем [9]. [c.336]

ТТА-процесс имеет два основных преимущества. Во-первых, достаточная очистка плутония и урана достигается без применяемых в редокс- и пурекс-процессах добавочных экстракционных циклов. Во-вторых, радиоактивные отходы ТТА-процесса содержат только разбавленные азотную и щавелевую кислоты, что упрощает их удаление. Большим недостатком этого процесса является малая скорость образования внутрикомплексного соединения, откуда вытекает необходимость применения большой по размерам контактной аппаратуры или снижения ее пропускной способности. [c.338]

Технологическая схема и — ТВР-процесса [9] регенерации обогащенного урана из урано-алюминиевых тепловыделяющих элементов изображена на рис. 8. 9. Этот процесс в основном сходен с описанным в разделе 7 пурекс-процессом, но присутствующие следы плутония отделяют от урана только для очистки последнего, а не для получения плутония в виде продукта. [c.340]

Для экстракционно-хроматографического разделтия продуктов деления применяются различные модифицированные варианты технологических процессов переработки адерного горючего, таких, как пурекс-процесс, приведенный на рис. 1 (табл. 2). [c.338]

В технологической схеме, которая получила условное наименование пурекс-процесса (рис. 16.13), после растворения ТВЭЛ в азотной кислоте для экстракции урана, плутония и некоторых количеств продуктов деления используют ТБФ. Затем плутоний восстанавливают гидразином до Ри + и экстракцией ТБФ отделяют от него и П0 +. Ри + экстрагируется ТБФ мало. 11 + реэкстрагируют водой. Дальнейшая очистка плутония и урана проводится экстракцией ТБФ и реэкстракцией водой и, наконец, хроматографически. [c.462]

Отходу пурекс-процесса [c.87]

Плутоний обычно отделяют от урана и продуктов деления экстракцией органическим растворителем. Облученный уран растворяют в ТШ Оз, после чего раствор подготавливают для экстракции урана и плутония. В США применяют два процесса экстракции органическим растворителем редокс-процесс (см. раздел 10.3) с использованием метилизобутилкетона и пурекс-процесс (см. раздел 10,4) с применением ТБФ, разбавленного углеводородами. Поскольку полнота экстракции обеспечивается лишь при высокой ко11центрацин нитрата, то в редокс-пропессе добавляют. А.1(. Юз)з, а в пурекс-процессе — Н Юз. Чтобы подготовить раствор к экстрак- [c.160]

ТБФ экстрагирует америций (П1) в виде комплекса Ат(ЫОз)з-ЗТБФ, приче.м нитратные растворы, по сравнению с растворами, используемыми при экстракции плутония в пурекс-процессе, имеют более низкую кислотность. Экстракция позволяет отделить америций от большинства других металлов, но с трудом отделяет его от других актинидов и лантанидов, которые экстрагируются при тех же условиях. [c.164]

С какой фракцией (1 , Ри и.ли прол.укталги деления) будет идти нептуний в пурекс-процессе в редскс-процессе С какой фракцией будет идти амершшй в каждом из этих процессов [c.171]

Коэффициенты очистки от 3- и у-излучателей составляют для плутония около 5-10 , а для урана 1-10 . Если в процессе не включены операции сорбции (см. раздел 10.7) или осаждения (см. раздел 10.8), дающие достаточно высокую очистку, то для получения конечной желаемой степени очистки необходимо ввести дополнительные экстракционные циклы как для урана, так и для плутония. Принципы, реагенты и оборудование пурекс-процесса аналогичны описанным выше в редокс-процессе и отличаются лишь в деталях. Поскольку в качестве высаливающего агента применяется летучая HNO3, отходы этого процесса могут быть сконцентрированы для последующего сброса в значительно большей степени, чем в редокс-процессе. [c.244]

Пользуясь сведениями, почерпнутыми из текста, оценитё максимальное превращение урана в плутоний в процентах, при котором могут удовлетворительно функционировать рсдокс- и пурекс-процессы в том виде, в каком они описаны в тексте. [c.273]

На рис. 12.3 показан поперечный разрез типового подземного хранилища отходов в Ханфорде. Железобетонный резервуар, футерованный сталью, снабжен внешними конденсаторами для отбора тепла, выделяющегося при радиоактивном распаде. Резервуары типа ханфордского, имеющие емкость от 1892 до 3785 должны рассчитываться на 50—100 лет непрерывного кипения водных отходов, подобных отходам пурекс-процесса. При одновременной постройке нескольких хранилищ такого типа и размеров стоимость конструкции составит от 66,1 до 79,4 долл. за 1 м . При более сложной конструкции, предусматривающей улавливание паров, образующихся при кипении растворов, а также при использовании сверхтолстой стали, применяемой с целью получения полной гарантии того, что авария по причине коррозии исключается, стоимость такого сооружения может возрасти до 105,9 долл. за 1 м . [c.316]

В случае применения этого процесса для переработки отходов, бедных по алюминию, осаждению алюмоквасцов, являющихся носителями для церия, будут предшествовать другие осадительные операции. Для регенерации цезия из отходов пурекс-процесса в Ханфорде могут оказаться перспективными осадки некоторых комплексных цианидов, например ферроцианид цинка, кобальтицианид цинка и ферроцианид никеля [3]. В качестве осадка для регенерации цезия из отходов применяется также фосфорвольфрамат. [c.331]

Для каждого нового экстрагируемого к9мпонента, который должен быть выделен в чистом виде, требуется два дополнительных каскада один для промывки, а другой для извлечения. Например, на рис. 6. 5 показана технологическая схема, применяемая в пурекс-процессе для извлечения урана и плутония из облученного топлива и отделения их друг от друга фракционной экстракцией из водных растворов при помощи раствора трибутилфосфата в керосине. [c.214]

В пурекс-процессе водной переработки облученного ядерного топлива [1 ] плутоний очищается от продуктов деления в виде Ра + и отделяется от урана в виде Ри +. Устойчивость этих валентных состояний зависит от скорости протекающих в нитратных растворах процессов, так как потенциалы нитратных восстановительных пар NOr — N0 (газ) и N0 — N 0, (газ) близки к потенциалам плутониевых окислительных пар Ри + — Ри + и Ри + — Ри +. Эта скорость определяется, в частности, концентрацией нитратных продуктов восстановления NO (газ) и N2O4 (газ) и скоростью их удаления из раствора. Подытоженные Сиборгом экспериментальные данные [6 ] показывают, что в азотнокислых растворах при комнатной температуре Ри + в продолжение нескольких дней не подвергается заметному диспропорционированию или окислению. Прибавление серной кислоты к раствору значительно подавляет окисление Ри +. [c.303]

Для растворения тепловыделяющих элементов применяются следующие реагенты азотная кислота для алюминия, металлического урана, металлического тория, двуокиси урана и ураноалюминиевых сплавов едкий натр для алюминия и урано-алюми-ниевых сплавов плавиковая кислота для циркония и ураноциркониевых сплавов и серная или соляная кислота для нержавеющей стали и матриц из этой стали, содержащих иОг. Если для переработки топлива применяется экстракционный пурекс-процесс, то для растворения алюминиевых оболочек металлического урана используется едкий натр. После растворе1ШЯ оболочки уран, практически не подвергающийся действию щелочи, растворяется в азотной кислоте. Отсутствие нитрата алюминия в поступающем на переработку растворе упрощает в дальнейшем удаление [c.308]

Очистка от продуктов деления. В торекс-процессе очистка от продуктов деления в экстракционной колонне I достигается тем, что, во-первых, так же как и в редокс- процессе (см. раздел 6), употребляются исходный и промывной растворы с дефицитом кислоты и, во-вторых, тем, что, как и в пурекс-процессе (см. раздел 7), операция производится при высоком насыщении трибутилфосфата, что достигается одновременной экстракцией урана и тория. [c.346]

После установления Римшау и Маллйнгом [93] возможности экстрагирования пертехнетатов пиридином и его метильными производными из сред, содержащих нитраты, с хорошей очисткой от рутения и других примесей эта схема была видоизменена в части конечной очистки технеция. Вместо осаждения технеция в виде сульфида применена его двукратная экстракционная очистка. Часть схемы переработки сбросных растворов применительно к извлечению технеция из отходов процесса экстракции трибутилфосфатом (пурекс-процесс) выглядит примерно так, как показано на стр. 87. Эту схему осуществили на опытном заводе Ок-Риджской национальной лаборатории. [c.86]