DE2504840A1 - Verfahren zur beseitigung fester bzw. staubfoermiger ablagerungen in anlagen fuer die handhabung von uranhexafluorid - Google Patents
Verfahren zur beseitigung fester bzw. staubfoermiger ablagerungen in anlagen fuer die handhabung von uranhexafluoridInfo
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Description
GESELLSCHAFT FUR
KERNFORSCHUNG MBH Karlsruhe, den 5. 2. 1975
PIA 7504 Gl/lb
Verfahren zur Beseitigung fester bzw. staubförmiger Ablagerungen
in Anlagen für die Handhabung von Uranhexafluorid.
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung fester bzv>a
staubförmiger Ablagerungen in Anlagen für die Handhabung von . Uranhexafluorid (UF6) . In solchen Anlagen, insbesondere in
Trenndüsenanlagen zur Anreicherung spaltbaren Kernbrennstoffmaterials, beispielsweise von 235UFg, können kostspielige
Betriebsstörungen durch solche Ablagerungen entstehen. ·
Zur Entfernung der Ablagerungen wurden bisher die betroffenen Anlagenteile demontiert und danach mit wäßrigen Salzlösungen,
denen u.U. Oxidationsmittel'oder Säuren zugesetzt worden waren,
behandelt. Dieses Verfahren ist jedoch sehr zeitraubend und kostspielig und vergrößert die Mengen des anfallenden radioaktiven
Abfalls. Deshalb wurde ein Verfahren zur Entfernung sämt-
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licher, die Anlagen verseuchender Uranverbindungen vorgeschlagen, das nicht mit der Aufbereitung übergroßer Badmengen verbunden
ist ^DT-AS 1 517 638_7 . Bei diesem Verfahren wird die Anlage
ebenfalls demontiert, die Bauteile mit einem Oxidationsmittel behandelt und mit einem Lösungsmittel gewaschen, das in kontinuierlichem
Kreislauf zwischen den zu waschenden Bauteilen einerseits und jeweils einer von mindestens zwei Ionenaustauscherschichten
andererseits geführt wird. Für die Überführung der die Bauteile verseuchenden Uranverbindungen in Verbindungen des
6-wertigen Urans wird in dem Verfahren nach der DT-AS 1 517 entweder ein Zusatz von Chlortrifluorid (ClF3) vorgeschlagen",
das bei einer Temperatur von mehr als 60 C,vorzugsweise einer
Temperatur zwischen 80 und 90 C in Anwendung gebracht wird, oder ein Einblasen von komprimierter Luft in das Lösungsmittel
zum Waschen der Bauteile. Als Lösungsmittel werden wäßrige Ammoniumoxalat- oder Aluminiumsulfat-Lösungen verwendet. Zwar
reduziert die Verwendung von gasförmigem ClF-. die Ausfallzeit der
Anlage, doch wirkt ClF3 selbst, wie auch seine Reaktionsprodukte,
sehr agressiv. Außerdem kann das Reaktionsprodukt Chlordioxid (ClO2) zu Explosionen führen.
Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Nachteile der bekannten Verfahren vermeidet,
die Ausfallzeiten einer Anlage für die Handhabung von UFß/ sowie
die Reinigungskosten und die Kosten für die Beseitigung des anfallenden radioaktiven Abfalls jeweils auf ein Minimum beschränkt.
Das Verfahren soll in seiner technischen Durchführung einfach
sein, Korrosionen an den Aniagematerialien 'weitgehendst vermeiden,
und eine Explosionsgefahr ausschließen«
Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß die Ablagerungen mit Jodheptafluorid
(JF_) bei Temperaturen von größenordungsmäSeji 20 °c oder darüber
behandelt werden.
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Durch Einsatz von JF7 werden sämtliche festen Reduktionsprodukte
des UFg/ /wie z.B. UF4, U2F9' U4Fl7 un(^ ^5 bereits ^ei Temperaturen
von O C mit großer Reaktionsgeschwindigkeit in gasförmiges UFg zurückverwandelt. UE1., U2Fg und U4F17 reagieren
dabei mit JF7 zunächst sehr schnell zu /3-UF1-. Die Reaktion
des UF5 mit JF7 verläuft etwas langsamer und ist damit der
geschwindigkeitbestimmende Schritt. Die Fluorierung niederer
Uranfluoride erfolgt nach folgenden Gleichungen:
+ JF7
+JF7 2 UF6 +JF5
und bei Raumtemperatur innerhalb weniger Minuten. Das entstehende Jodpentafluorid JF5 ist leicht flüchtig, kaum korrosiv und
reagiert mit Wasser zu nicht störenden Produkten.
Vorläufige Messungen ergaben eine um mehrere Größenordungen höhere Reaktivität des JF7 gegenüber UF5, im Vergleich mit
ClF3 .
Die Vorteile des Verfahrens sind darin zu sehen, daß eine Demontage
der Anlage vermieden, die Reinigung schneller durchgeführt
werden kann, daß nur gasförmige Reaktionsprodukte entstehen, praktisch keine Korrosion an den Anlageteilen auftritt
und ein Risiko in Bezug auf Sicherheit der Anlage ausschließbar ist.
Im folgenden werden einige Beispiele zur Erläuterung der EX rv
findung aufgeführt.
0,67 g(2 mMol)Ä-UF5 wurden durch photochemische Zersetzung eines
äquimolaren UF.--H^-Gemisches staubförmig auf die Wände eines
IL-EdeIstahlgefäßes mit Saphirfenster abgeschieden. Nach Einlassen
von 2OO Torr(11 mMol) Jod-heptafluorid JF7 in das evaku-
ierte Gefäß bei RT konnte ein sofortiges Verschwinden des UFj.
beobachtet werden. Durch freigesetztes UF6 stieg dör Druck
im Behälter um 37 Torr (entspricht 2 mMol UF-.) an.
67 g (0,2 Mol) UF- wurden mit 78 g (0,3 Mol) JF- behandelt.
Unter Wärmeentwicklung hatte sich nach einigen Minuten das grüne UF. über schwarzbraun nach grau (UF5!) verfärbt. Nach einer
Stunde war das intermediär gebildete UF5 quantitativ in UF ß
überführt.
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Claims (1)
- GESELLSCHAFT FÜR %&KERNFORSCHUNG MBH Karlsruhe, den 5. 2. 1975PIA 7504 Gl/lbPatentanspruch:Verfahren zur Beseitigung fester bzw. staubförmiger Ablagerungen in Anlagen für die Handhabung von Uranhexafluorid, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagerungen mit Jodheptafluorid bei Temperaturen von großenordnungsmäßig 20 °C oder darüber behandelt werden.609834/0413-
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