IT8209510A1 - Metodo per preparare una polvere di biossido di uranio sinterizzabile - Google Patents
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Description
Descrizione dell *?nvenzione Industriale dal titolo:
"METODO PER PREPARARE PNA POLVERE DI BIOSSIDO DI URA-NIO SINTETIZZABILE
RIASSUNTO
Viene descritto un metodo perfezionato per preparare una polvere di biossido di uranio sinterizzabile da usarsi nella preparazione di combustibile nucleare, nel quale viene usata una radiazione a microonda e nel quale forni ad induzione a microonde sostituiscono gli essiccatori a trasferimento a calore radiante, e i forni a resistenza elettrica convenzionaii?
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad un metodo perfezionato por preparare una polvere di biossido d? uranio sinterizzabile da usarsi nella preparazione d? combustibile nucleare e, pi? particolarmente, ad una preparazione d? una polvere di biossido d? uranio sin ter?zzabils mediante radiazione di microonda in un for no ad induzione a microonda?
Il biossido di uranio ? il combustibile pi? comusemento usato negli attuali reattori ad energia nuclea re generalmente, la polvere di biossido di uranio vie ne pressata o sinterizzata per formare granuli ohe sono caricati e sigillati in sottili tubi metallici cavi chiamati barro di combustibile? E' una pluralit? di tali barre di combustibile che costituisce un accumu u lo di materiale fissile in concentrazione sufficiente per sopportare prolungate reazioni di fissione dentro il nucleo di un reattore ad energia nucleare?
numerose tecniche sono Btate sviluppate per preparare una polvere di biossido di uranio sinterizzabi? le , che ? generalmente il composto di partenza in un procedimento per la preparazione di granuli di combustibile nucleare? la pi?.comune delle quali comporta la decomposizione e riduzione di biuramato di ammonio (o ammonio fiiuranato) o il metodo ADU l'ADU viene prodotto mediante precipitazione da una soluzione di fluo ruro di uranile con aggiunta di ammoniaca e L'ADU for mato in questo mode ha una dimensione particol1are finissima che comporta l?ottenimento della polvere di biossido di uranio dopo essiccazione termica? decomponi sione e riduzione in un essiccatore di trasferimento a calore radiante? in un for ette e in un for n a resistensa elettrica e in una coebinasione di questi?
Un altro metodo comune por la fabbricazione di polvere di biossido di uranio ? il metodo del.carbonai to di aaaueaie e uraaile AUC L'AUC viene prodotto me diante precipitazione da una soluzione di fluoruro di arenile con aggiunta simultanea di NH3, e CO2 l' AUC precipitate in tal smodo ? separato dalla soluzione ma dre per filtrazione e lavaggio, e le.polvere di biossido di uranio viene formata per decomposizione termi ca dell'AUC e successiva riduzione dei risultanti U3O8 a UO2 in una atmosfera riducentee la decomposizio ne termica dell*AUC e In riduzione dell'ossido in polvere di biossido di uranio in idrogeno e altro gas riducente ? effettuata norssaliaente in un forno a rosi? sten sa elettrica in due di tali unita cose i cosiddetti forni a letto vorticoso*
Un ulteriore metodo per la fabbricazione di polve re di biossido di uranio ? il metodo del nitrato di iva nile eaaidrato o metodo Il metodo UN .si svolge partendo con nitrato di uranile esaidrato UO2(NO3)2 quindi scaldando e decomponendo il composto in un forno a resistenza elettrica per formare UO3 ossidi di azoto e 'vapor d ' acqua, UO3 viene quindi scaldato in un forno a resistenza elettrico, in un'atmosf era ridu cente di idrogeno per formare polvere di biossido di uranio e vapor acqua
? procedimenti dell'arte precedente par preparare polvere di biossido di uranio hanno in comune l'uso di forni, standard riscaldati con resisienze elettriche o e.combustione urante le fasi di decomposizione o di
attraverso i procedimenti ADU AUC e UNH d? preparaviene della polvere?
La presente invenzione supera molti degli inconvenienti dei dispositivi di riscaldamento dell'arte precedente diminuendo il tempo di riscaldimento del materiale? consentendo una gassata pi? estesa delle tem parature di trattamento? accorciando 1 tempi di tratta mento? abbassando i livelli di impurit? da fluoruro rendendo pi? agevole il maneggiamento delle torte o panelli da filtro ADU o ACU gelatinose, limitando il consumo di energia mediante la generazione di calore interamente entro il materiale assoggettato alla radiazione, trovando maggiore utilit? in ubicazioni remote richieste per il trattamento di combustibile nucleare e fornendo un prodotto d? polvere d? biossido di uranio sinterizzabile coranicamente attivo?
La presente invenzione si riferisce ad un metodo perfezionato per preparare una polvere di biossido di uranio sinterizzahile da usarsi nella preparazione di combustibile nucleare utilizzando il concetto di radia zinne a microonda in un forno ad induzione a microonde? Tipicamente, viene selezionato cio? scelto un composto di partenza dal gruppo consistente di nitrato di uranile-esaidrato, biurasate di ammonio e carbonato di ammonio & uranile. n composte di partenza selezionato vien quindi riscaldato in un forno ed induzione a microonde par un periodo di tempo sufficiente per la decosposizio ne del composte Il composto una volta decomposto vie? ne quindi riscaldato in ferito ad induzione a m ero? onde m un'atmosfera riducente per un periodo di tem po sufficiente per ridurre il composto decomposto in polvere di biossido di uranio? dopo di ohe la polvere di biossido di uranio viene raffreddata in un'atmosfera riducente. Dopo il raffreddamento ? la polvere ? di sponib?ls per essere usata in un procedimento per la preparazione di combustibile nucleare?
le varie caratteristiche di novit? che caratterizzano? l'invenzione sono indicate in dettaglio nelle rivendicazioni annesse alla presente descrizione? d? cui fosraamo parte? Per una migliore comprensione dell'invenzione? dei suoi vantaggi di funzionamento o dei risultati spec?fici ottenuti col suo utilizzo? deve essere fatte riferiaonto al contenuto descrittivo nel quale viene illustrata e descritta una t?pica forma di attuazione dell'invenzione?
Dna polvere di biossido di uranio sinterizzatbile da usarsi in un procedimento per la preparazione di combustibile nucleare viene prodotta selezionando cio? scegliendo come prima cesa un materiale di partenza di sponibile commercialmento dal gruppo di composti costi tuito da nitrato di uraail? ?saidrato? biuraaat? di aa monto e carbonato di smaionie a urem ie? Il matariale o composto di pareesiga selezionato viene quindi scalda, to in un forno ad induzione a microonde per un periodo di tempo sufficiente a decomporre il materiale? l? caos? posizione d?i quale pub avere una gamma stechiometrica di ossido di uranio da UO3 a U3O8. n prodotto finale di decomposizione preferito ? U3O8 e la decomposizione pu? essere condotta o in un?atmosfera ossidante? come aria? O2 aria e vapor d*acqua miscelati o simili? o in un*atmosfera inerte? La faas di decomposizione ? condotta ad una temperatura di riscaldamento nella gam ma di circa 400 a 600?C quando il nitrato di uranile esaidrsto ? selezionato cio? scelto come composto di partenza? La temperatura d? riscaldamento per la decom posizione viene portata nella gamma di circa 350 a 450?C quando viene selezionato come composto di partenza o il biuranato di ammonio o il carbonato di ammonio e ureaile* 31 composto decomposto viene quindi riscaldato in un forno ad induzione a microonda in un4atmosfera riducente costituita essenzialmente da una miscela di gas ?drcgeno-azoto? o simili? per un per?odo di tem po sufficiente a ridurre il composto decomposto in polvere,di biossido di uranio la fase di riduzione ? condotta ad una temperatura di riscaldamento nella gamma di circe 450 a 550?C indipendentemente dal materiale
di portense selezionato dal suddetto gruppo di costposti* La polvere di biossido di uranio viene quindi raffreddate in un' atmosfera riducente circe alla tesoparatura ambiente? Dopo il raffreddamento le polvere
? pronta per essere usata in un procedimento per la preparazione di combustibile nucleare?
nitrato di uranile esaidrato? il biuranato di
ammonio e il carbonato di ammonio e uranile furono eia
ecuno sottoposti a radiazione di microonda in un forno
ad induzione a microonde a circa 24-50 ?MH2;cio? la fre
queaza del forno a microonda standard da cucina per de terminare la sensibilit? di ciascun composto alla radiazione a microonda? Si deve comprendere che? mentre
fu scelto per l'uso un forno a microonde convenzionale
per la sua pronta disponibilit?,sarebbero ugualmente utilizzabili altri forn? ad induzione a microonde funzionanti a frequenze diverse? Inoltre s potrebbero esse
re usati un forno od una pluralit? d? forni per i pr? cedimenti di decomposizione e di riduzione? Ciascun cosa posto d? uranio risult? prontamente sensibile riscaldandosi rapidamente? Altri materialis comunque? cose
niobio? allumina? silice? e grafite? una volta esposti
alla radiazione di microonda? mentre risultano eensibi
li ad esse?;non mostrano il rapido r?scaldamento che
di ? trovato essere caratteristico dei summenzionati composti di uranioa
Cristalli di nitrato di uranile eeaidrato furono sottoposti alla azione di radiazione di microonda in un forno ad induzione a microonde in un?atmosfera ossi dante formando dapprima un liquido in quanto le mole? cole d?acqua idratate venivano liberate? quindi decorna ponendosi in una gamma di temperatura da 400 a 600?C, essiccando progressivamente? liberando gas ossido ni? troso e vapor d'acqua e formando tr?ossido di uranio (UO3) E'UO3 fu quindi riscaldato ad una temperatura nella gamma fra 450 e 5C0?C in un forno ad induzione a microonde in una atmosfera riducente in cui fu liberato vapor d'acqua e 1*UO3 fu ridotto a polvere di biossido di uranio che fu quindi raffreddato nell'atmosfe? ra riducente circa alla temperatura ambiente?
XI biuraaat? di ammonio? disponibile cose una tor ta o panello da filtro? fu assoggettato alla azione di una radiazione di microonda in un forno ad .induzione a microonde in un'atmosfera ossidante liberando dapprima acqua ed essiccando nel campo a microonda e quindi de? componendosi in una gamma di temperatura da 350 a 450? c liberando gas di ammoniaca e vapor d'acqua e formando U3O8 L'U3O8 fu quindi riscaldato ad una temperatura nella gamma da 450 a 550?C in un forno ad induzione a microonde in un'atmosfera riducente in cui fu liberato vapor d'acqua e U3O8 fu ridotto a polvere d? biossido di uranio che fu quindi raffreddato nell*atmosfera riducente circa alla temperatura ambiente?
carbonato di ammonio e uranile, sottoposto al LE condizioni imposte per il biuranato di ammonio,, si decompose in modo alquanto simile al biuranato di ammonio , liberando gas di ammoniaca e vapor d'acqua, con l'ulteriore liberazione di gas biossido d? carbonio e formando U3O8 la riduzione dell?U3O8 a polvere d? biossido di uranio seguita da raffreddamento, procedette come la riduzione ? il raffreddamento del biura*. nato di ammonio?
L? decomposizione e la riduzione del nitrato di uranile esa?drato, del biuranato di ammonio e del car bonato d? ammonio e ursnile in un forno ad induzione a microonda viene eseguita in tempi di trattamento-nel l'ordine di minuti da preferirsi piuttosto che i tempi di ore comunemente associati all'uso di forni ? resistenza elettrica convenzionali Inoltre, il trattam?nto di una torta panello da filtro levigata o gelatinosa non ostacola i processi di decamposizione rid?zio ne a microonde, mentre la presenza di tali torte o'pa nolli allunga i tempi di procedim?nto nei forni convenzionali e influenza la qualit? del prodotto finito?
Claims (1)
- RIVENDICAZIONI1 UN metodo perfezionato per preparare ima polvere di biossido di uranio sinterizzatelie da usarsi nella preparazione di combustibile nucleare comprende? te le fasi diselezionare un materiale di partenza comprendente un composto scelto dal gruppo consistente di nitrato di uranile esaidrato,biuranato di ammonio e carbonato di assonio e uranileriscaldare il composto d? partenza in un forno ad induzione a microonde per un periodo di tempo suffioleate a decomporr? detto composto di partenza; riscaldare il composto decomposto ia un forno ad induzione a microonde ia un'atmosfera riduciate per un periodo di tempo sufficiente a ridurre il composto decomposto ia polvere di biossido di uranio; e raffreddare la polvere di biossido di uranio ia un 'atmosfera riducente?2 il metodo secondo la rivendicazione 1 ia cui il prime riscaldamento citato viene condotto in un'atmosfera ossidante3 metodo secondo la rivendicazione 1 in cui il primo riscaldamento citato ? condotto in ua*atmosfe ra di aria-vapor d'acqua miscelati*4 Il composto secondo la rivendicazione 1 in cui il primo riscaldamento citato ? condotto in un'atmosfe s'a inerte?5 l composto secondo la rivendicazione 1 in cui la decomposizione dei composto di partenza ? nella gaz ma da UO3 a U3O86 il metodo seconde la rivendicazione 1 in cui il primo riscaldamento citato ? condotto ad una temperatura nella gassa di circa 400 a 600?C.7 il metodo seconde la rivendicazione 1 in cui il primo riscaldamento citato ? condotto ad una temperatura nella gamma,di circa 350 a 450?C
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