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La présente invention se rapporte à un procédé d'obtention de thorium, d'uranium et d'alliages thorium-uranium purs. Plus particulièrement, elle concerne un procédé d'électrolyse pour obtenir du thorium, de l'uranium et des alliages thorium-uranium purifiés.
Le fonctionnement d'un réacteur nucléaire entraîne la formation d'un- grand nombre de produits de fission. Beaucoup de ces éléments ont une section ef- ficace d'absorption neutronique élevée, et entrent en concurrence avec la matière fissile pour les neutrons disponibles. Ils agissent de ce fait comme poisons du réacteur et s'ils ne sont pas éliminés, ils peuvent menacer la poursuite de la réaction de fission en chaîne. Du plutonium se forme dans des réactions à uranium, et s'il n'est pas éliminé après que sa concentration d'équilibre est atteinte, il peut subir une fission à une vitesse anti-économique par rapport à sa production, et entraîner de ce fait la perte d'un produit de haute valeur. Pour ces raisons, les combustibles nucléaires sont retirés du réacteur et régénérés lontemps avant la consommation de la matière fissile .
L'uranium d'un élément combustible épuisé représente une matière extrêmement intéressante qui, lorsqu'elle est décontaminée, peut être retransformée en éléments combustibles. Pour des renseignements plus dé- taillés concernant le traitement de combustible pour réacteurs nucléaires, on se réfèrera à l'ouvrage "Principles of Nuclear Reactor Engineering" de Glasstone (D. Van Nostrand C ), Chapitre VII, pages 371-442
On estime que le coût actuel de la régénération peut s'élever à 25% de l'ensemble du coût du fonctionnement d'un réacteur. Il est évident que toute réduction de ces dépenses réduirait sensiblement le coût unitaire de génération d'énergie nucléaire et améliorerait sa position en concurrence avec la production d'énergie à partir des combustibles traditionnels.
Comme l'indique l'ouvrage ci- té en référence, le procédé actuel classique de décontamination de combustibles pour réacteurs consiste en extractions par des solvants. Un procédé type de ces extractions par solvant consiste à mettre en contact en contre-courant une solu- tion aqueuse de nitrate d'uranyle avec un solvant d'extraction organique, tel que le tributylphosphate dans un diluant hydrocarboné inerte. L'uranium et le pluto- nium sont extraits en phase organique, tandis que la majorité des produits de fis- sion sont confinés dans la phase aqueuse. L'uranium et le plutonium sont ensuite séparés par une solution d'extraction aqueuse acidifiée. Ces procédés d'extraction par solvant présentent de graves inconvénients économiques.
L'un d'eux est que le combustible irradié doive être entreposé pendant au moins 60 à 90 jours pour per- mettre la désintégration des produits de fission à courte période. Cela se fait @ pour réduire la dose de radiations reçue par le solvant d'extraction organique, étant donné que les matières organiques se décomposent dans une certaine mesure sous l'effet des radiations nucléaires. L'entreposage non productif des combusti- bles pour réacteurs pendant plusieurs mois avant la régénération augmente sensi- blement les charges d'inventaire. Puis, avant de pouvoir introduire le combustible métallique dans le système d'extraction par solvant, il faut le dissoudre par de l'acide nitrique pour obtenir le nitrate d'uranyle.
Ensuite, après l'achèvement de la décontamination, l'uranium doit être ramené à la forme métallique pour pré- parer l'élément combustible. Chacun de ces stades augmente sensiblement le prix de la régénération. Les solutions traitées sont relativement diluées et il faut manipuler des volumes énormes de solutions radipactives.
C'est ce qui nécessite le principal investissement de capitaux d'une installation d'extraction par solvant. Les réacteurs nucléaires souffriront d'un inconvénient économique jusqu'au moment où on pourra réduire ces dépenses élevées.
Un autre procédé de purification comporte l'électrolyse. Ce procédé est employé sous forme d'électrolyse du thorium et de l'uranium en bain de sel fondu. L'électrolyse des métaux doit nécessairement se faire en système non aqueux, à cause de leur aptitude à réagir avec l'eau dans les conditions de l'électrolyse en libérant de l'hydrogène à la cathode au lieu de déposer l'uranium ou le thorium.
Ces tentatives pour électrolyser 1'un,ou l'autre des métaux thorium et uranium en bain de sel fondu n'ont pas donné des résultats très attrayants. Un des incon-
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vénients de ce procédé est que le métal forme un dépôt dendritique et/ou pulvéru- lent sur la cathode et il est de ce fait difficile de le séparer du bain de sel fondu. Quand la cathode est retirée, elle entraîne une quantité importante du sel fondu en raison de sa nature dendritique. Ce phénomène rend nécessaire de nouvel- les opérations de séparation visant à éliminer le sel formant l'électrolyte.
De plus, l'uranium et le thorium métalliques pulvérulents tendent à se séparer de la cathode et à se déposer sous la forme d'une boue au fond de la celle électrolytique Dès lors, se pose le'problème de séparer le métal pulvérulant de l'électrolyte. Il est évident qu'on a besoin d'un procédé pour purifier le thorium et l'uranium et les alliages thorium-uranium, qui supprime les déficiences et les inconvénients des procédés connus.
Cela étant, la présente invention a pour buts: de procurer un procédé de production et de purification de thorium, d'uranium et d'alliages thorium-uranium; de procurer un procédé permettant d'obtenir, sous une forme sensible- ment pure, du thorium, de l'uranium et des alliages thorium-uranium; de procurer un procédé pour purifier le thorium, l'uranium et leurs alliages contaminés par des produits de fission.
D'autres buts encore ressortiront de la description ci-après de l'in- vention.
Les buts précités et les autres buts de la présente invention sont at- teints par le procédé de purification du thorium, de l'uranium et des alliages thorium-uranium suivant lequel on utilise une cellule électrolytique dont la ca- thode est composée d'un métal choisi dans la classe formée du zinc, du cadmium, de l'étain, du plomb, et l'antimoine et du bismuth, et on soumet un électrolyte constitué de sel fondu et contenant un sel d'au moins un métal choisi dans le groupe formé du thorium et de l'uranium à une électrolyse dans cette cellule en maintenant la cathode à l'état fondu.
Par exemple,quand un bain de chlorure de sodium et de chlorure de potassium fondus contenant en solution du chlorure de thorium, est soumis à l'électrolyse entre une anode en graphite et une cathode en zinc fondu, le thorium métallique se dissout, immédiatement après le dépôt, dans la cathode en zinc fondu en formant un alliage thorium-zinc qui reste à 1 état liquide dans les conditions de l'électrolyse. Il n'y a pas de formation de dépôt dendritique comme c'est le cas lorsqu'on utilise une cathode solide inerte.
Par conséquent, il n'y a ni contamination par le sel fondu électrolytique, ni oc- clusion des impuretés du bain dans le métal purifié. Quand l'électrolyse est achevée, le métal est séparé du zinc de la cathode en volatilisant ce zinc par des procédés connus. Le thorium s'obtient donc sous une forme purifiée avec un nombre minimum de stades de traitement et, par conséquent, par un procédé écono- mique, extrêmement intéressant. A ces avantages s'ajoute le fait que le métal est obtenu avec un minimum de manipulations sous une forme beaucoup plus pure qu'il n'était possible par les procédés connus d'électrolyse ou par n'importe quel autre procédé.
Dans une forme de réalisation de la présente invention, on sépare par électrolyse le thorium et/ou l'uranium de ses sels contenus dans un électrolyte constitué de sel fondu dans une cellule électrolytique dont la cathode est compof sée d'un métal fondu, comme décrit ci-dessus, et dont l'anode consiste en une matière solide contenant le thorium et/ou l'uranium qu'on désire purifier.
Un exemple d'un tel thorium et/ou uranium est donné par un combustible de réac- tion contaminé par des impurétés de fission. Par électrolyse, le thorium et/ou l'uranium métalliques entrent en solution dans le sel fondu à l'anode et se dépor sent à la cathode où ils se dissolvent immédiatement dans le métal fondu que la compose en s'alliant avec celui-ci. Cet alliage reste à l'état fondu dans les con- ditions de l'électrolyse.
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Une amélioration par rapport au procédé décrit plus haut d'obtention de thorium et/ou d'uranium purifiés, qui constitue une forme de réalisation préfé- rée de la présente invention, consiste à utiliser une cellule électrolytique dont les électrodes sont chacune composées d'un métal choisi dans la classe formée du zinc, du cadmium, de l'étain, du plomb, de l'antimoine et du bismuth, l'anode et la cathode étant composées ou non du même métal, mélange ou alliages de métaux, l'anode contenant, en outre, au moins un des métaux choisi dans.le groupe formé du -thorium et de l'uranium à l'état impur, et à soumettre un électrolyte constitué de sel fondu et contenant un sel d'au moins un des métaux thorium et uranium à une électrolyse dans cette cellule,
tout en maintenant à l'état fondu la cathode et au moins la partie de l'anode qui est composée d'un métal choisi dans le groupe formé du zinc, du cadmium, de l'étain, du plomb, de l'antimoine et du bismuth.
L'anode et la cathode sont maintenues séparées dans la cellule électro- lytique d'une manière connue du spécialiste. Un exemple de cellule électrolytique simple est donné par un récipient en graphite qui constitue l'anode et qui peut également comporter du métal, des alliages métalliques fondus ou leurs mélanges comme partie de la matière anodique. Le métal ou les alliages métalliques sont re- couverts du bain de sel fondu contenu dans le récipient en graphite. Un récipient en alumine, contenant une matière cathodique fondue, est suspendu dans le sel fon- du. Le sel fondu fait contact tant avec l'anode qu'avec le métal de cathode. On trouvera une description plus complète d'un assemblage de cellule électrolytique dans les exemples ci-après.
L'avantage du procédé préféré décrit ci-dessus de purification du tho- rium et/ou de l'uranium est que les impuretés consistant en métaux plus nobles que le thorium et/ou l'uranium, par exemple le ruthénium, sont dissoutes dans l'anode fondue et y restent, tandis que le thorium et/ou l'uranium se dissolvent d'abord dans l'anode fondue et sont ensuite électrolysés dans la cellule, déposés à la cathode métallique liquide et immédiatement dissous dans cette dernière.
L'avantage qu'il y a dé dissoudre les impuretés métalliques plus nobles dans l'anode est qu'on évite de les transporter sous forme de particules très petites dans le sel fondu et de les déposer physiquement à la cathode.
Par exemple, quand le thorium et/ou l'uranium métalliques impurs com- posant l'anode sont recouverts d'un métal fondu, comme indiqué plus haut, le fac- teur de décontamination par le ruthénium est sensiblement accru par rapport à ce- lui atteint lorsque l'anode ne comporte pas de métal fondu.
Quand l'anode se compose d'un ou plusieurs des métaux fondus suivants : zinc, cadmium, étain, plomb, antimoine et bismuth, contenant les métaux thorium et/ou uranium qu'on désire purifier, il est préférable que le métal fondu recou- vre complètement le thorium et/ou l'uranium impurs, de façon que ces derniers n'entrent pas en contact physique avec l'électrolyte fondu, sinon on s'expose à un danger plus grand de libérer une certaine partie des impuretés dans le sel fon- du au cours de la dissolution du thorium et/ou de l'uranium impurs par l'électro- lyse, et, par conséquent, de transporter les impuretés à la cathode.
Si, toute- fois, le métal fondu recouvre complètement la matière à purifier, le thorium et/ ou l'uranium, pendant l'électrolyse, doivent d'abord se dissoudre dans le métal fondu de l'anode avant d'entrer en contact avec le sel fondu à partir duquel ils sont électrolysés et déposés à la cathode. De cette façon, les impuretés se dissolvent dans l'anode fondue ou bien les petites particules d'impuretés sont mouillées du métal anodique fondu et empêchées de ce fait d'être transportées à la cathode.
Une variante consiste à préparer d'abord un alliage de la matière à purifier avec un ou plusieurs des métaux, choisis dans la classe formée du zinc, du cadmium, de l'étain, du plomb, de l'antimoine et du bismuth, et à utiliser en- suite cet alliage comme anode de la cellule électrolytique et à conduire la puri- fication électrolytique dans des conditions telles que la cathode et l'anode se trouvent toutes deux à l'état fondu.
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L'électrolyte de sel fondu utilisé dans le procédé de la présente in- vention consiste en un sel d'au moins un des métaux alcalins et/ou alcalino-ter- reux. A titre d'exemples non limitatifs de ces sels, on citera le chlorure de lithium, le fluorure de lithium, le chlorure de sodium, le fluorure de sodium, le chlorure de potassium, le fluorure de potassium, le chlorure de magnésium, le bromure de calcium, le nitrate de beryllium, le nitrate de sodium, le nitrate de potassium, le sulfate de lithium, le sulfate de calcium, ainsi que des mélanges de deux de ces sels, ou davantage. La,condition est que l'électrolyte formé par le sel ou par le mélange de sels soit en fusion à la température de réaction.
De plus, le potentiel de décomposition de tout constituant du bain doit être supé- rieur à celui du sel correspondant de thorium ou d'uranium qui est soumis à l'é- lectrolyse. En outre, le sel de l'électrolyte doit être inerte à l'égard des cont- stiuants de la cathode. D'autres sels fondus répondant aux conditions ci-dessus apparaîtront immédiatement au spécialiste.
En bref, lappareil consiste en une chambre ou récipient électrolyti- que, comprenant des compartiments anodique et cathodique convenant pour l'établis- sement d'électrodes métalliques fondues.
Les compartiments des électrodes sont disposés du aonstruits d'une façon qu'il n'y ait pas de contact direct, physique ou électrique, entre les électrodes. Un électrolyte constitué de sel fondu établit le contact entre les électrodes.
La gamme des températures dans laquelle on conduit l'électrolyse dé- pend des points de fusion et d'ébullition du zinc, du cadmium, de l'étain, du plomb, de l'antimoine et du bismuth et/ou des mélanges de deux de ces métaux, ou davantage, qui sont utilisés comme cathode et/ou anode. Par exemple, dans le cas du zinc, la gamme des températures s'étend d'environ 418 à environ 900 C; avec le cadmium, la gamme des températures va d'environ 321 à environ 760 C. De manière analogue, les températures minima pour l'antimoine, le bismuth, le plomb et l'étair sont d'environ 631, 272 et 232 C respectivement. La limite supérieure des tempéra- tures pour ces derniers éléments est en substance de 1000 C, des températures su- périeures à celle-ci tendant en effet à provoquer l'entrée d'impuretés provenant du récipient.
Parmi les différents métaux susceptibles d'être utilisés comme électro- des fondues dans le procédé de la présente invention, il est préférable d'utiliser le zinc et/ou le cadmium à cause de la facilité avec laquelle ils s'allient au thorium et/ou à l'uranium et de la facilité avec laquelle ces derniers se sépa- rent des cathodes en zinc et/ou en cadmium. Le zinc est particulièrement intéres- sant et, quand on l'utilise, il est préférable de conduire l'électrolyse à une température située dans la gamme d'environ 750 à environ 850 C pour que le dépôt cathodique ait une solubilité élevée dans¯,le zinc.
Quand le thorium et/ou l'uranium impurs sont soumis à une électrolyse à partir d'un bain de sel fondu en utilisant une anode inerte elle que le graphi- te, le sel de thorium et/ou le sel d'uranium sont ajoutés directement au sel uti- lisé comme électrolyte dissolvant du bain. Un exemple d'un tel électrolyte est donné par un mélange eutectique composé de 50 moles pour-cent de chlonure de so- dium et de 50 moles pour-cent de chlorure de potassium. Cette solution s'est révé- lée satisfaisante pour purifier le thorium. Quand l'anode contient le métal à purifier, l'addition du sel de ce métal à l'électrolyte peut être omise et rempla- cée par l'addition d'un sel d'un des métaux choisis dans la classe formée du zinc, du cadmium, de l'étain, du plomb, de l'antimoine et du bismuth dont la cathode peut être composée.
Le sel ajouté dans ce cas à l'électrolyte sera, de préférence, un sel du métal dont est composée la cathode fondue pour simplifier la séparation du métal cathodique du métal soumis au traitement de purification. En faisant pas- ser un courant électrique dans la cellule, le sel de zinc ou l'autre sel métalli- que cathodique ajouté, décharge ses cations dans la cathode métallique fondue.
Ces cations sont remplacés dans le bain par des cations du métal anodique qu'on désire purifier. Ainsi, bien que l'électrolyte ne'recquière pas de sel du métal
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à purifier au début du processus, la purification consiste néanmoins en un dépôt de thorium et/ou d'uranium métalliques de la solution du sel électrolytique fondu.
Toutefois, la forme de réalisation du procédé dans laquelle on utilise une anode contenant le thorium et/ou l'uranium métallique à purifier et un électrolyte con- tenant un sel du métal cathodique, constitue un perfectionnement du fait qu'elle supprime la nécessite de préparer un sel du thorium ou de l'uranium qui servirait dans le bain de sel fondu au début de l'électrolyse.
Quand l'anode se compose d'un alliage du thorium et/ou de l'uranium métalliques à purifier, ainsi que d'un ou plusieurs des métaux choisis dans la classe formée du zinc, du cadmium, de l'étain, du plomb, de l'antimoine et du bismuth, la quantité de thorium et/ou d'uranium de l'alliage peut aller d'environ 0,1% en poids au maximum qui permet à l'alliage de rester à l'état fondu à la température de l'électrolyse. Quand la quantité de thorium et/ou d'uranium des- cend au-dessous d'environ 0,1% en poids, l'activité du métal tombe à un niveau auquel des impuretés peuvent plus facilement entrer dans le bain.
Comme cette en- trée d'impuretés aurait comme résultat une contamination possible de la cathode, il est préférable que l'anode contienne au moins environ 0,1% en poids du métal à purifier. Par exemple, la quantité de thorium, contenant jusqu'à environ 30% en poids d'impuretés de fission, qui peut être alliée au zinc, peut varier d'environ 0,1% en poids à environ 10% en poids à 9000C. Cela donne un alliage qui reste à l'état liquide à des températures de 900 c seulement.
Toutefois, il est à remar- quer que la seule condition est que le métal de l'anode fondue recouvre ou mouille le thorium et/ou l'uranium en train d'être purifiés, étant donné que le thorium et/ou l'uranium solides présents se dissolvent lentement dans, ou s'allient au métal anodique fondu à mesure que se fait l'électrolyse et que le métal soumis à la purification est séparé de l'anode. Les exemples suivants illustrent plus en détail le procédé de la présente invention.
EXEMPLE I.
La cellule électrolytique utilisée consiste en un récipient électroly- tique composé de graphite et contenant un électrolyte constitué de chlorure de sodium-chlorure de potassium fondus. Un récipient ouvert, fait d'alumine et en forme de cuvette, est suspendu dans le sel et contient du zinc fondu. Le récipient en alumine à des dimensions qui lui permettent d'être entièrement immergé dans l'électrolyte de sel fondu. En plus d'une partie supérieure ouverte, ses parois sont perforées au-dessus de la cathode de zinc fondu qui recouvre son fond. Le récipient en graphite sert d'anode dans cet agencement. Les électrodes sont con- venablement reliées par des conducteurs électriques à une source de courant élec- trique. La cellule électrolytique comporte un dispositif de chauffage et un dis- positif permettant de régler la température.
La cellule est montée dans un réci- pient de plus grande taille étanche au gaz et comportant des dispositifs d'entrée et de sortie de gaz reliés à une source d'argon.
On maintient dans le récipient un courant d'argon afin d'entretenir une atmosphè- re de gaz inerte sur l'électrolyte au cours du processus d'électrolyse. L'électro- lyte est composé d'un mélange équimolaire de chlorure de sodium et de chlorure de potassium auquel on ajoute 10 moles pour-cent de chlorure de thorium sur la base du nombre total de moles d'électrolyte. Les impuretés consistent en 1% en poids de chacun des métaux suivants, ruthénium, molybdène et zirconium, sur la base du poids total du thorium, ruthénium, molybdène et zirconium.
Les impuretés sont présentes sous la forme des chlorures. La température de la cellule électrolytique est maintenue en substance à 800 C et la cellule fonctionne avec un courant dont la densité est en substance de 200 ampères par décimètre car- ré de surface de cathode. Le thorium métallique se dépose à la cathode en zinc fondu et se dissout immédiatement en formant un alliage thorium- zinc.
Quand tout le thorium s'est déposé de l'électrolyte de sel fondu, ce qui est indiqué par une montée relativement rapide de la différence de potentiel régnant dans la cellule, le processus est arrêté, le récipient en alumine contenant l'alliage fondu thorium- zind est retiré de la cellule et le sel fondu séparé de l'alliage par décantation
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L'alliage est ensuite placé dans un appareil à vide poussé et équipé de dispositifE permettant de recueillir les matières volatilisées, et le zinc est séparé de l'al- liage par distillation sous pression réduite à une température en substance de 1100 c en laissant comme résidu du thorium métallique purifié. Divers appareils de distillation pour la séparation des métaux par distillation et modes opératoi- res sont décrits par R.W. Endebrock et P.M.
Engles dans "Separation of Polonium from Bismuth by Distillation", (1953) dans le rapport n AZOD-4146, du Technical Information Service, Oak Ridge, Tenn. Une analyse chimique du thorium métallique montre qu'il y reste en substance 0,01% en poids de Ru,0,005% en poids de Mo, et 0,003% en poids de Zr. Cela représente une réduction de la contamination du thoriun par R, Moet Zrpar des facteurs de 100, 200 et 300 respectivement.
On obtient des résultats semblables quand l'électrolyte de sel fondu utilisé dans l'exemple I est constitué d'un mélange équimolaire de chlorure de potassium et de chlorure de lithium.
De même, on obtient de bons résultats quand le procédé d'électrolyse de l'exemple I est exécuté avec une composition initiale de sel fondu de 45 moles pour-cent de fluorure de calcium, de 45 moles pour-cent de fluorure de lithium et de 10 moles pour-cent de fluorure de thorium.
EXEMPLE II.-
On reprend le procédé de l'exemple I, mais en introduisant un alliage solide thorium-uranium composé de 90% en poids de thorium et contenant en sub- stance 1% d'impuretés de fission au fond du récipient en graphite et en poursui- vant le processus jusqu'au moment où tout le thorium et l'uranium ont été électro- lysés et se sont déposés dans la cathode en zinc en formant un alliage de thorium, d'uranium et.de zinc. La quantité de zinc de la càthode est telle qu'à l'achève- ment de l'électrolyse, le rapport zinc: thorium et uranium combinés est sensible- ment de 10:1 Après l'achèvement de l'électrolyse, le zinc est séparé du thorium et de l'uranium métalliques par distillation sous pression réduite, comme décrit dans l'exemple I.
Pour déterminer le degré de purification, on effectue à une analyse radiochimique sur des échantillons d'alliage avant l'électrolyse et sur des échan- tillons du produit de l'électrolyse. Les comptages par minute par gramme d'allia- ge thorium-uranium des impuretés radioactives sont en substance comme suit : Cs, 3,1 x 106; Ru, 2,8 x 105; Pu, 2,1 x 104: Sr-Y, 1,5 x 106; Zr-Nb, 2,0 x 104; en- semble des terres rares 7 x 104Les comptages par minute par gramme d'alliage pour les différentes impuretés des échantillons purifiés sont en substance: Cs, 5 x 104, Ru, 2,8 x 104; Pu, 1 x 104; Sr-Y, 5x 102 Zr-Nb, 1 x 102; et ensem- ble des terres rares, 1,7 x 103. Cela correspond aux facteurs de décontamination suivants : Cs 60, Ru 10, Pu 2, Sr-Y 3000, Zr-NB 20, ensemble des terres rares 40.
On obtient des résultats semblables quand l'anode du procédé de 1'exem ple 2 consiste en cadmium et quand le chlorure de thorium initial ajouté à la so- lution de sel fondu est remplacé par du chlorure de cadmium.
EXEMPLE III. -
On reprend le procédé de l'exemple II avec la différence qu'on ajoute une quantité suffisante de zinc au récipient en graphite pour que, à la tempéra- ture à laquelle se fait l'électrolyse, le zinc fondu recouvre l'échantillon de thorium-uranium déposé au fond du récipient en graphite. Par électrlyse, le tho- rium et l'uranium sont électrolysés et déposés à la cathode en zinc fondu en for- mant avec celle-ci un alliage. Quand l'électrolyse est achevée, on sépare le zinc du thorium et de l'uranium comme décrit dans l'exemple I.
Une analyse radiochimique du thorium-uranium produits indique en substance les comptages par minute suivants par gramme d'alliage: Cs, 1,5 x 104; Ru, 1,1 x 10 ; Pu, 5 x 103; Sr-Y, 3 x 102; Zr-Nb, 5 x 102; ensemble des terres rares 1,4 x 102 Ces données correspondent aux facteurs de décontamination suivants: Cs 200, Ru
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250, Pu 4, Sr-Y 5000, Zr-Nb 40, ensemble des terres rares 500.
On obtient des résultats semblables quand l'échantillon à purifier consiste en uranium contaminé par 30% en poids d'impuretés de fission.
EXEMPLE IV.
On reprend le procédé de l'exemple II en utilisant comme anode au fond du récipient en graphite, un alliage de thorium, d'uranium et de zinc. Le thorium-uranium consiste, en..substance en 10% d'uranium, 90% de thorium et 1% d'impuretés de fission sur la base du poids total du thorium, de l'uranium et des impuretés. L'alliage consiste en 1 partie en poids de cette composition pour 9 parties en poids de zinc. Par électrolyse, du thorium et de l'uranium métalliques purs se déposent à la cathode en zinc fondu en formant un alliage fondu qui,après séparation comme décrit dans l'exemple I, donne un alliage thorium-uranium d'une pureté sensiblement équivalente à celle du produit de l'exemple III.
On obtient également de bons résultats quand le procédé de l'exemple IV est répété pour l'électrolyse d'un alliage anodique contenant en substance 0,2% en poids de thorium dans le zinc. L'électrolyse porte en substance sur la moitié- du thorium et donne un produit cathodique de haute pureté, en laissant ainsi une anode contenant 0,1% en poids de thorium résiduel.
EXEMPLE v
On reprend le procédé d'électrolyse décrit dans l'exemple IV pour la purification d'un échantillon de thorium contenant 1% en poids de ruthénium, de molybdène et de zirconium sur la base du poids total. L'analyse du produit comme décrit dans l'exemple I, indique que les impuretés sont en substance 0,005 pour- cent en poids de Ru, 0,003 pour-cent en poids de Mo, et 0,002 pour- cent en poids de Zr, sur la base du poids du thorium purifié. Ces données correspondent à des facteurs de réduction de contamination par Ru, Mo, et Zr de 200, 330 et 500 res- pectivement.
On obtient des résultats semblables quand la cathode métallique fondue ét le métal fondu utilisés avec le thorium et l'uranium de l'anode est le plomb dans le procédé de l'exemple IV. On obtient de même des résultats satisfaisants quand on remplace le zinc par de l'étain. On obtient encore de bons résultats quand on remplace le zinc par le bismuth dans le procédé de l'exemple I. De maniè- re analogue, en remplaçant le zinc par l'antimoine dans le procédé de l'exemple II, on obtient de bons résultats.
En comparant les exemples I et V, on verra que lorsqu'on utilise une anode métallique fondue ainsi qu'une cathode métallique fondue, la teneur en im- puretés du métal traité en vue de la purifier est réduite dans une plus grande mesure, comme le montre un accroissement de 65 à 100% De manière analogue, une comparaison des exemples II et III montre qu'une très grande réduction supplémen- taire de la teneur en impuretés est obtenue par l'utilisation d'une cathode fondue.
L'atmosphère inerte sous laquelle le procédé des exemples ci-dessus est exécuté consiste en argon. Toutefois, on peut également utiliser avec de bons résultats d'autres gaz inertes tels que le néon et le xénon. Les divers gaz iner- tes qui peuvent être utilisés apparaîtront immédiatement au spécialiste.
Bien que certains modes et détails d'exécution aient été décrits pour illustrer la présente invention, il est clair qu'on peut y apporter de nombreux changements et de nombreuses modifications sans sortir de son cadre.
REVENDICATIONS.
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