DE2504840C3 - Verfahren zur Beseitigung festhaftender bzw. staubförmiger Ablagerungen in Anlagen für die Handhabung von Uranhexafluorid - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Beseitigung fesihaftender bzw. staubförmiger Ablagerungen in Anlagen für die Handhabung von Uranhexafluorid UFt₁. In solchen Anlagen, insbesondere in Trenndüsenanlagen zur Anreicherung spaltbaren Kernbrennstoffmaterials, beispielsweise von ²¹⁵UFb, 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 isi jedoch sehr zeitraubend und kostspielig und vergrößert die Mengen des anfallenden radioaktiven Abfalls. Aus der DE-AS 15 17 638 ist ein Verfahren zur Entfernung sämtlicher, die Anlagen verseuchender Uranverbindungen bekannt, das nicht mit der Aufbereitung übergroßer Badmcngcn verbunden ist. 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 loncnaustauscherschichlcn andererseits geführt wird. Für die Überführung der die Bauteile verseuchenden Uranverbindungen in Verbindungen des öwcrtigcn Urans wird in dem Verfahren nach der DE-AS 15 17 638 entweder ein Zusatz von Chlortrifluorid, CIFi, verwendet, das bei einer Temperatur von mehr als 60⁰C. vorzugsweise einer Temperatur zwischen 80° und 90° in Anwendung gebracht wird, oder ein Einblasen von komprimierter Luft in das Lösungsmittel zum Waschen der Bauteile. Als Lösungsmittel werden wäßrige Ammoniumoxalal- oder Aluminiumsulfat-Lösungcn *5 verwendet. Zwar reduziert die Verwendung von gasförmigem CIFj die Ausfallzeit der Anlage, doch wirkt CIFi selbst, wie auch seine Reaktionsprodukte, sehr aggressiv. Außerdem kann das Reaktionsprodukt Chlordioxid,CIO2, zu Explosionen führen.

Der Erfindung liegt daher die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren zu schaffen, das die Ausfallzeiten einer Anlage für die Handhabung von UFb auf ein Minimum beschränkt. Das Verfahren soll in seiner technischen Durchführung einfach sein, Korrosionen an den Aniagcmatcrialicn wcilcslgchcnd vermeiden und eine Explosionsgefahr ausschließen.

Die Aufgabe wird erfindungsgemäß in überraschend einfacher Weise dadurch gelöst, daß die Ablagerungen mit Jodheptafluorid, JF7, bei Temperaturen von etwa 20°C oder darüber behandelt werden.

Durch Einsatz von IF7 werden sämtliche festen Reduktionsprodukte des UFb, wie z. B. UF* UjFt, U₄Fu und UFi, bereits bei Temperaturen von 0⁰C mit großer Reaktionsgeschwindigkeit in gasförmiges UFb zurückverwandeli. LIF4, UiFqund U4F17 reagieren dabei mit JF7 zunächst sehr schnell zu /i-UF,. Die Reaktion des UFs mit IF7 verläuft etwas langsamer und ist damit der geschwindigkeitsbestimmende Schritt. Die Fluorierung niederer Uranfluoride erfolgt nach folgenden Gleichungen:

2[UF,],+ JF₇-^[I)FJ₁+ IF5
2[U₂F.,], + JF₇-4[UF,],+ |F,
2[UF,],+ JF₇-2UFb + JF,

und bei Raumtemperatur innerhalb weniger Minuten. Das entstehende JodpcntaDuorid JF, ist leicht flüchtig, kaum korrosiv und reagiert mit Wasser zu nicht störenden Produkten.

Vorläufige Messungen ergaben eine um mehrere Größenordnungen höhere Reaktivität des JF₇ gegenüber UF,, im Vergleich mit CIF₁.

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. Die Reinigungskosten und die Kosten für die Beseitigung des anfallenden radioaktiven Abfalls sind jeweils auf ein Minimum beschränkt.

Im folgenden werden einige Beispiele zur Erläuterung der Erfindung aufgeführt.

Beispiel 1

0,67 g, entsprechend 2 mMol /J-UFs wurden durch pholochemischc Zersetzung eines äquimolaren UF_b-H2-Gcmisches staubförmig auf die Wände eines 1-l-Edelstahlgcfäßes mit Saphirfenster abgeschieden. Nach Einlassen von Jodhcptafluorid JF₇ bis zu einem Druck von 200 Torr, entsprechend 11 mMol, in das vorher evakuierte Gefäß bei Raumtemperatur konnte ein sofortiges Verschwinden des UF5 beobachtet werden. Durch freigesetztes UFb stieg der Druck im Behälter um 37 Torr, entsprechend 2 mMol UFb, an.

Beispiel 2

67 g. entsprechend 0.2 Mol UF4 wurden mit 78 g. entsprechend 0,3 Mol JF₇ behandelt. Unter Wärmeentwicklung hatte sich nach einigen Minuten das grüne UF4 über schwarzbraun zu grauem UF, verfärbt. Nach einer Stunde war das intermediär gebildete UF, quantitativ in U Fb überführt.

Claims (1)

1. Patentanspruch:

   Verfahren zur Beseitigung festhaftender bzw. Maubförmiger Ablagerungen in Anlagen für die Handhabung von Uranhexafluorid, dadurch gekennzeichnet, daß die Ablagerungen mit ludhcptafluorid bei Temperaturen von etwa 20⁰C oder darüber behandelt werden.

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