RU2011116206A

RU2011116206A - Способ получения смешанного топлива, содержащего уран и по меньшей мере один актинид и/или лантанид, с использованием катионообменной смолы

Info

Publication number: RU2011116206A
Application number: RU2011116206/07A
Authority: RU
Inventors: Себастьен ПИКАР (FR); Себастьен ПИКАР; Хамид МОХТАРИ (FR); Хамид МОХТАРИ; Изабель ЖОБЕЛЕН (FR); Изабель ЖОБЕЛЕН
Original assignee: Коммиссариат А Л`Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив (Fr); Коммиссариат А Л`Энержи Атомик Э Оз Энержи Альтернатив
Priority date: 2008-09-23
Filing date: 2009-09-22
Publication date: 2012-10-27
Also published as: WO2010034716A2; EP2327077B1; RU2516282C2; FR2936348A1; JP5519677B2; JP2012503058A; FR2936348B1; KR101624620B1; KR20110057171A; CN102203880A; WO2010034716A3; US9330795B2; EP2327077A2; CN102203880B; US20110169178A1

Abstract

1. Способ получения топлива на основе оксида, карбида и/или оксикарбида, содержащего уран и по меньшей мере один актинид и/или лантанид, включающий следующие стадии: ! - стадию получения исходного раствора, представляющего собой азотнокислый раствор, содержащий указанный актинид и/или лантанид в форме нитратов и уран в форме гидроксидного комплекса уранилнитрата; ! - стадию пропускания указанного раствора через катионообменную смолу, содержащую карбоксильные группы, с помощью которых смола сорбирует актинид и/или лантанид в катионной форме и уран в форме уранила; !- стадию термообработки указанной смолы для получения указанного топлива. ! 2. Способ по п.1, в котором актинид является актинидом в степени окисления (III), (V) или (VI) и лантанид является лантанидом в степени окисления (III). ! 3. Способ по п.1 или 2, в котором актинид является младшим актинидом, выбранным из америция, кюрия, нептуния и их смесей. ! 4. Способ по п.3, в котором источником младших актинидов является поток, направляемый на переработку отработанного топлива. ! 5. Способ по п.1 или 2, в котором стадия получения исходного раствора включает: ! - получение первого азотнокислого раствора, содержащего нитрат указанного актинида и/или лантанида; ! - введение заданного количества оксида урана UО3 или, необязательно, U3O8 в указанный первый раствор, причем указанное количество вводят для образования гидроксидного комплекса уранилнитрата формулы UO2(NО3)2-х(ОН)х, где х≤1; ! - стадию перемешивания полученного раствора предпочтительно при комнатной температуре, необязательно, с последующей стадией фильтрации. ! 6. Способ по п.1 или 2, в котором стадия получения исходного раст

Claims

1. Способ получения топлива на основе оксида, карбида и/или оксикарбида, содержащего уран и по меньшей мере один актинид и/или лантанид, включающий следующие стадии:

- стадию получения исходного раствора, представляющего собой азотнокислый раствор, содержащий указанный актинид и/или лантанид в форме нитратов и уран в форме гидроксидного комплекса уранилнитрата;

- стадию пропускания указанного раствора через катионообменную смолу, содержащую карбоксильные группы, с помощью которых смола сорбирует актинид и/или лантанид в катионной форме и уран в форме уранила;

- стадию термообработки указанной смолы для получения указанного топлива.

2. Способ по п.1, в котором актинид является актинидом в степени окисления (III), (V) или (VI) и лантанид является лантанидом в степени окисления (III).

3. Способ по п.1 или 2, в котором актинид является младшим актинидом, выбранным из америция, кюрия, нептуния и их смесей.

4. Способ по п.3, в котором источником младших актинидов является поток, направляемый на переработку отработанного топлива.

5. Способ по п.1 или 2, в котором стадия получения исходного раствора включает:

- получение первого азотнокислого раствора, содержащего нитрат указанного актинида и/или лантанида;

- введение заданного количества оксида урана UО₃ или, необязательно, U₃O₈ в указанный первый раствор, причем указанное количество вводят для образования гидроксидного комплекса уранилнитрата формулы UO₂(NО₃)_2-х(ОН)_х, где х≤1;

- стадию перемешивания полученного раствора предпочтительно при комнатной температуре, необязательно, с последующей стадией фильтрации.

6. Способ по п.1 или 2, в котором стадия получения исходного раствора состоит во введении в первый раствор, содержащий нитрат указанного актинида и/или лантанида и уранилнитрат, заданного количества триоксида урана для образования гидроксидного комплекса уранилнитрата формулы UO₂(NO₃)_2-x(OH)_x, где х≤1.

7. Способ по п.5, в котором заданное количество триоксида урана, вводимое в первый раствор, определяют так, чтобы мольное отношение количества молей нитрат-ионов к количеству молей урана составляло менее 2.

8. Способ по п.6, в котором заданное количество триоксида урана, вводимое в первый раствор, определяют так, чтобы мольное отношение количества молей нитрат-ионов к количеству молей урана составляло менее 2.

9. Способ по п.1 или 2, в котором смола представляет собой смолу, получающуюся (со)полимеризацией (мет)акриловой кислоты или акрилонитрила со сшивающим агентом.

10. Способ по п.1 или 2, в котором смолу до стадии пропускания через нее исходного раствора обрабатывают на одной или нескольких следующих стадиях:

- стадии калибровки во влажном состоянии, с целью выделения фракции с требуемым размером зерна, например, фракции с размером зерна 600-800 мкм;

- по меньшей мере одной стадии промывки с применением цикла кислотно-основной обработки аммиаком и азотной кислотой с последующей стадией отмывки деминерализованной водой;

- стадии сушки после стадии отмывки;

- стадии сортировки по форме, с целью удаления дробленых или несферических частиц.

11. Способ по п.1 или 2, в котором стадию пропускания исходного раствора осуществляют фильтрацией раствора через смолу.

12. Способ по п.1 или 2, в котором стадию пропускания исходного раствора через смолу осуществляют до получения элюата с концентрацией, идентичной концентрации исходного раствора.

13. Способ по п.1 или 2, в котором стадия термообработки содержит стадию карбонизации при температуре, которая может достигать 1000°С, причем эту стадию можно осуществлять на воздухе или в инертной атмосфере.

14. Способ по п.13, в котором стадия термообработки включает стадию восстановления материала, полученного на стадии карбонизации, для получения смешанного карбида и/или оксикарбида, содержащего уран и по меньшей мере один актинид и/или лантанид.