RU2004115750A - Способ управления состоянием окисления иона металла при переработке ядерного топлива - Google Patents

Способ управления состоянием окисления иона металла при переработке ядерного топлива Download PDF

Info

Publication number
RU2004115750A
RU2004115750A RU2004115750/06A RU2004115750A RU2004115750A RU 2004115750 A RU2004115750 A RU 2004115750A RU 2004115750/06 A RU2004115750/06 A RU 2004115750/06A RU 2004115750 A RU2004115750 A RU 2004115750A RU 2004115750 A RU2004115750 A RU 2004115750A
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
semiconductor photocatalyst
photocatalyst
doped
nuclear fuel
powder
Prior art date
Application number
RU2004115750/06A
Other languages
English (en)
Inventor
Колин БОКСЭЛЛ (GB)
Колин БОКСЭЛЛ
Робин Джон ТЭЙЛОР (GB)
Робин Джон Тэйлор
Гурун Ле (Gb)
Гурун Ле
Original Assignee
Бритиш Нуклеа Фюэлс Плс (GB)
Бритиш Нуклеа Фюэлс ПЛС
Priority date (The priority date is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Бритиш Нуклеа Фюэлс Плс (GB), Бритиш Нуклеа Фюэлс ПЛС filed Critical Бритиш Нуклеа Фюэлс Плс (GB)
Publication of RU2004115750A publication Critical patent/RU2004115750A/ru

Links

Classifications

    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/42Reprocessing of irradiated fuel
    • G21C19/44Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
    • GPHYSICS
    • G21NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
    • G21CNUCLEAR REACTORS
    • G21C19/00Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
    • G21C19/42Reprocessing of irradiated fuel
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors
    • YGENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02WCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
    • Y02W30/00Technologies for solid waste management
    • Y02W30/50Reuse, recycling or recovery technologies

Landscapes

  • Physics & Mathematics (AREA)
  • Engineering & Computer Science (AREA)
  • Plasma & Fusion (AREA)
  • General Engineering & Computer Science (AREA)
  • High Energy & Nuclear Physics (AREA)
  • Catalysts (AREA)
  • Physical Or Chemical Processes And Apparatus (AREA)

Claims (42)

1. Способ управления состоянием окисления иона металла при переработке ядерного топлива, в котором состояние окисления или валентность иона металла изменяют или поддерживают при помощи фотокатализа, так что происходит восстановление иона металла, причем способ предусматривает добавление порошкового полупроводникового фотокатализатора и растворимого донора электронов для полупроводникового фотокатализатора в раствор, который содержит растворенные актинидные ионы металлов, и облучение полупроводникового фотокатализатора при помощи электромагнитного или ионизирующего излучения, отличающийся тем, что порошковый полупроводниковый фотокатализатор включает в себя по меньшей мере один металлический оксид, выбранный из группы, в которую входят SnO2, Nb2O5, Ta2O5 или BaTiO3, один легированный металлический оксид, выбранный из группы, в которую входят SnO3, легированный TiO2, легированный Nb2O5, легированный Та2О3, легированный WO3, легированный ZrO2, легированный BaTiO3 или легированный SrTiO3, или смешанный металлический оксид, причем указанный металлический оксид, указанный легированный металлический оксид или указанный смешанный металлический оксид являются термодинамически или кинетически стабильными при химических и радиолитических условиях, которые применяют в ходе переработки ядерного топлива.
2. Способ по п.1, в котором порошковый полупроводниковый фотокатализатор удаляют из раствора, который содержит актинидные ионы металлов.
3. Способ по п.1, в котором полупроводниковый фотокатализатор находится в дисперсном виде.
4. Способ по п.2 или 3, в котором полупроводниковый фотокатализатор является фиксированным.
5. Способ по п.4, который дополнительно предусматривает использование макроскопического твердого носителя, на котором фиксируют фотокатализатор.
6. Способ по п.1, в котором облучение проводят с использованием монохроматического электромагнитного излучения, которое обладает достаточной энергией для возбуждения полупроводникового фотокатализатора и имеет область длин волны вне области поглощения длин волны как актинида, так и растворимого донора электронов, а также вещества предшественника, которое может создавать производное, которое содействует замедлению реакции восстановления желательного актинида.
7. Способ по п.1, в котором систему дополнительно изменяют за счет добавки растворимого стабилизатора для восстановления актинидного иона металла, причем стабилизатор способен подавлять действие любого фотогенерируемого вещества, которое может способствовать замедлению желательной реакции восстановления.
8. Способ по п.7, в котором донор электронов для полупроводникового фотокатализатора и стабилизатор для актинидного иона металла восстановления представляют собой один и тот же компонент.
9. Способ по п.1, в котором порошковый полупроводниковый фотокатализатор способен претерпевать фотовозбуждение.
10. Способ по п.1, в котором порошковый полупроводниковый фотокатализатор обладает химической стойкостью ко всем химическим и радиолитическим внешним условиям, которые встречаются при переработке ядерного топлива.
11. Способ по п.1, в котором порошковый полупроводниковый фотокатализатор имеет термодинамику зоны проводимости, которая подходит для того, чтобы осуществлять заданное восстановление.
12. Способ по п.11, в котором энергия зоны проводимости порошкового полупроводникового фотокатализатора позволяет осуществлять заданное восстановление актинидных ионов металлов в растворе, в присутствии указанного полупроводникового фотокатализатора и растворимого донора электронов для указанного полупроводникового фотокатализатора.
13. Способ по п.11, в котором порошковый полупроводниковый фотокатализатор модифицируют путем добавки легирующей примеси, для того, чтобы энергия зоны проводимости порошкового полупроводникового фотокатализатора позволяла осуществлять заданное восстановление актинидных ионов металлов в растворе, в присутствии указанного полупроводникового фотокатализатора и растворимого донора электронов для указанного полупроводникового фотокатализатора.
14. Способ по п.1, в котором порошковый полупроводниковый фотокатализатор имеет размер частиц в диапазоне от 1 нм до 10 мкм.
15. Способ по п.1, в котором порошковый полупроводниковый фотокатализатор является светостойким.
16. Способ по п.1, в котором SnO2, TiO2, Nb2O2, Ta2O5, WO3, ZrO2, BaTiO3 или SrTiO3 легируют по меньшей мере одним металлом, который является более электроотрицательным, чем Sn, и способным к образованию твердого раствора с Sn02.
17. Способ по п.16, в котором указанный металл представляет собой по меньшей мере один металл, выбранный из группы, в которую входят Fe, Hg, Cr, Cd, U, Та и W.
18. Способ по п.1, в котором донор электронов содержит по меньшей мере один материал, способный необратимо претерпевать окисление, чтобы поставлять электроны.
19. Способ по п.18, в котором донор электронов содержит по меньшей мере один материал, выбранный из группы, в которую входят органическая кислота, спирт, альдегид, аминокислота, производное гидразина или продукт окисления гидразина.
20. Способ по п.19, в котором органическая кислота представляет собой муравьиную кислоту или уксусную кислоту.
21. Способ по п.19, в котором спирт представляет собой метиловый спирт или этиловый спирт.
22. Способ по п.19, в котором альдегид представляет собой формальдегид или ацетальдегид.
23. Способ по п.19, в котором продукт окисления гидразина представляет собой гидроксиламин или дигидроксиламин.
24. Способ по п.1, в котором стабилизатор для восстановления актинидного иона металла способен необратимо претерпевать окисление при помощи производного, которое может способствовать замедлению желательной реакции восстановления, причем указанное производное получают за счет действия электромагнитного или ионизирующего излучения на вещество предшественника.
25. Способ по п.24, в котором веществом предшественника является азотная кислота.
26. Способ по п.24, в котором фотогенерированное производное, которое может способствовать замедлению желательной реакции восстановления, представляет собой азотистую кислоту.
27. Способ по одному из п.8 или 24, в котором стабилизатор включает в себя гидразин или продукты его окисления.
28. Способ по п.27, в котором продукт окисления гидразина представляет собой гидроксиламин или дигидроксиламин.
29. Способ по п.1, в котором переработка ядерного топлива облегчается за счет образования материала расщепления.
30. Способ по п.29, в котором указанный материал расщепления имеет вид топливной таблетки, тепловыделяющего стержня или тепловыделяющей сборки.
31. Способ по п.29 или 30, который предусматривает добавление порошкового полупроводникового фотокатализатора, который представляет собой не модифицированный SnO2.
32. Способ по п.1, предназначенный для переработки отработанного ядерного топлива, в котором водный раствор, который содержит U(VI) и Pu(IV), объединяют с фотокатализатором и облучают для восстановления Pu(IV) в Pu(III) и U(VI) в U(IV).
33. Способ по п.32, в котором, после фотокатализируемого восстановления Pu(IV) в Pu(III), прореагировавший раствор подвергают жидкостной экстракции с органическим растворителем, за счет чего U(IV) экстрагируют в фазу органического растворителя и оставляют Pu(III) в водной фазе.
34. Способ по п.32, в котором водный раствор, который дополнительно содержит Np(VI), объединяют с фотокатализатором и облучают для восстановления Np(VI) и Np(V) в Np(IV).
35. Способ по п.34, в котором, после фотокатализируемого восстановления Np(VI) в Np(IV), Np(IV) затем отделяют при помощи осаждения.
36. Способ по п.34, в котором, после фотокатализируемого восстановления Pu(IV) в Pu(III), прореагировавший раствор подвергают жидкостной экстракции с органическим растворителем, за счет чего U(IV) экстрагируют в фазу органического растворителя и оставляют Pu(III) в водной фазе.
37. Способ по п.1, предназначенный для переработки отработанного ядерного топлива, в котором водный раствор, который содержит U(VI), Pu(IV) и Np(VI), объединяют с фотокатализатором и облучают для восстановления Np(Vl) в Np(V), в то время как U(VI) и Pu(IV) остаются неизменными.
38. Способ по п.37, в котором, после фотокатализируемого восстановления Np(VI) в Np(V), прореагировавший раствор подвергают жидкостной экстракции с органическим растворителем, за счет чего U(VI) и Pu(IV) экстрагируют в фазу органического растворителя и оставляют Np(V) в водной фазе.
39. Способ по п.1, предназаначенный для переработки отработанного ядерного топлива, в котором водный раствор, который содержит U(VI), объединяют с фотокатализатором и облучают для восстановления U(V1) в U(IV), причем ионы U(IV) в последующем используют в качестве реагентов процесса.
40. Способ по п.39, в котором фотокатализатор представляет собой SnO2.
41. Способ по п.39 или 40, в котором ионы U(IV) фотокаталитически стабилизируют ранее их использования на установке для переработки ядерного топлива.
42. Способ по одному из пп.33, 36 или 38, в котором органический растворитель содержит смесь, которая включает в себя трибутилфосфат и n-декан.
RU2004115750/06A 2001-10-30 2002-10-28 Способ управления состоянием окисления иона металла при переработке ядерного топлива RU2004115750A (ru)

Applications Claiming Priority (2)

Application Number Priority Date Filing Date Title
GB0125951.4 2001-10-30
GB0125951A GB0125951D0 (en) 2001-10-30 2001-10-30 Process for controlling valence states

Publications (1)

Publication Number Publication Date
RU2004115750A true RU2004115750A (ru) 2005-05-27

Family

ID=9924730

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004115750/06A RU2004115750A (ru) 2001-10-30 2002-10-28 Способ управления состоянием окисления иона металла при переработке ядерного топлива

Country Status (8)

Country Link
EP (1) EP1454326A2 (ru)
JP (1) JP2005508244A (ru)
KR (1) KR20050040853A (ru)
CN (1) CN1578989A (ru)
AU (1) AU2002337328A1 (ru)
GB (1) GB0125951D0 (ru)
RU (1) RU2004115750A (ru)
WO (1) WO2003038836A2 (ru)

Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9734926B2 (en) 2008-05-02 2017-08-15 Shine Medical Technologies, Inc. Device and method for producing medical isotopes
RU2649662C2 (ru) * 2012-04-05 2018-04-05 Шайн Медикал Текнолоджиз, Инк. Водная сборка и способ управления
US10734126B2 (en) 2011-04-28 2020-08-04 SHINE Medical Technologies, LLC Methods of separating medical isotopes from uranium solutions
US10978214B2 (en) 2010-01-28 2021-04-13 SHINE Medical Technologies, LLC Segmented reaction chamber for radioisotope production

Families Citing this family (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
ES2933038T3 (es) * 2010-12-21 2023-01-31 Cytec Tech Corp Microdispersiones de polímeros hidroxamados y métodos para fabricarlos y usarlos
CN103896345A (zh) * 2014-02-27 2014-07-02 中国原子能科学研究院 Nox氧化调节钚价态的方法和装置
CN112695213B (zh) * 2020-12-03 2022-09-09 北京工业大学 一种酸浸耦合光还原提取废fcc催化剂中稀土的方法

Family Cites Families (8)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
DE1592425B1 (de) * 1967-06-16 1970-12-10 Kernforschung Gmbh Ges Fuer Verfahren zur Gewinnung von Neptunium neben Uran und Plutonium aus bestrahlten Kernbrennstoffen
DE3772220D1 (de) * 1986-01-22 1991-09-26 Hitachi Ltd Verfahren und vorrichtung zur photoelektrokatalytischen reduktion von edelmetallen in salpetersaurer loesung.
JPH06102148B2 (ja) * 1986-01-22 1994-12-14 株式会社日立製作所 溶存物質の酸化又は還元方法及びその装置
JP2640527B2 (ja) * 1989-02-07 1997-08-13 株式会社日立製作所 硝酸溶液中溶存物質の酸化方法及び装置
JPH08193B2 (ja) * 1993-01-18 1996-01-10 株式会社日立製作所 核燃料再処理廃液の処理方法
US5849200A (en) * 1993-10-26 1998-12-15 E. Heller & Company Photocatalyst-binder compositions
JPH08117588A (ja) * 1994-10-20 1996-05-14 Fujikura Kasei Co Ltd 電界凝集型流動性粉体とこれを用いた装置
GB9603059D0 (en) * 1996-02-14 1996-08-28 British Nuclear Fuels Plc Nuclear fuel processing

Cited By (7)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
US9734926B2 (en) 2008-05-02 2017-08-15 Shine Medical Technologies, Inc. Device and method for producing medical isotopes
US11830637B2 (en) 2008-05-02 2023-11-28 Shine Technologies, Llc Device and method for producing medical isotopes
US10978214B2 (en) 2010-01-28 2021-04-13 SHINE Medical Technologies, LLC Segmented reaction chamber for radioisotope production
US11894157B2 (en) 2010-01-28 2024-02-06 Shine Technologies, Llc Segmented reaction chamber for radioisotope production
US10734126B2 (en) 2011-04-28 2020-08-04 SHINE Medical Technologies, LLC Methods of separating medical isotopes from uranium solutions
RU2649662C2 (ru) * 2012-04-05 2018-04-05 Шайн Медикал Текнолоджиз, Инк. Водная сборка и способ управления
US11361873B2 (en) 2012-04-05 2022-06-14 Shine Technologies, Llc Aqueous assembly and control method

Also Published As

Publication number Publication date
CN1578989A (zh) 2005-02-09
WO2003038836A3 (en) 2003-12-31
WO2003038836A2 (en) 2003-05-08
EP1454326A2 (en) 2004-09-08
GB0125951D0 (en) 2001-12-19
JP2005508244A (ja) 2005-03-31
KR20050040853A (ko) 2005-05-03
AU2002337328A1 (en) 2003-05-12

Similar Documents

Publication Publication Date Title
EP0233498B1 (en) Process and apparatus of photoelectrocalalytically reducing noble metals in a nitric acid solution
CN108906043A (zh) 一种降解甲醛的合金催化剂及其制备方法和应用
CN113083277B (zh) 用于光催化还原六价铀的富含氧空位的纳米ZnO的制备方法及应用
RU2004115750A (ru) Способ управления состоянием окисления иона металла при переработке ядерного топлива
CN105797762A (zh) 一种光催化陶粒及制备方法和应用
CN102671662A (zh) 易回收重复使用的新型高效可见光催化剂的制备及应用
JP3524743B2 (ja) 使用済軽水炉燃料の再処理方法
WO2011016916A2 (en) Compositions and methods for treating nuclear fuel
Shuler et al. The extraction of cesium and strontium from acidic high activity nuclear waste using a PUREX process compatible organic extractant
JPH06102148B2 (ja) 溶存物質の酸化又は還元方法及びその装置
JPH0691163A (ja) 溶存物質の酸化又は還元方法
US20020055432A1 (en) Photocatalyst and method for producing the same
JPH0319520B2 (ru)
RU2641694C1 (ru) Способ получения катализатора и способ его применения для многократного использования в промышленном процессе двухстадийного гидрогенолиза при производстве 2,4,6,8,10,12-гексанитро-2,4,6,8,10,12-гексаазатетрацикло[5,5,0,03,11,05,9]додекана
JP3113033B2 (ja) 放射性溶液中のルテニウム及びテクネチウムの分離方法並びにそれを用いた使用済核燃料再処理プロセス
JP3099019B2 (ja) ネプツニウムの選択的逆抽出分離方法
RU2363060C2 (ru) Способ переработки облученного бериллия
JP2010275588A (ja) 白金族元素の回収方法
Wada et al. Photochemical dissolution of UO2 powder in nitric acid solution at room temperature
Kim et al. Neptunium oxalate precipitation from the simulated radioactive liquid waste
CN113181970B (zh) 一种空气净化pp纳米纤维膜及其制备方法
Kralchevska et al. Influence of ThO 2 on the photocatalytic activity of TiO 2
JPH09203792A (ja) 白金族元素の分離回収方法
CN113042107B (zh) 一种阳离子树脂为载体的贵金属催化剂及其制备和应用
JPH05232296A (ja) 放射性有機溶媒中のリン酸塩除去方法

Legal Events

Date Code Title Description
FA93 Acknowledgement of application withdrawn (no request for examination)

Effective date: 20051108