RU2175643C2 - Способ получения смеси порошкообразных оксидов металлов из нитратов металлов в ядерной промышленности - Google Patents
Способ получения смеси порошкообразных оксидов металлов из нитратов металлов в ядерной промышленности Download PDFInfo
- Publication number
- RU2175643C2 RU2175643C2 RU98112923/12A RU98112923A RU2175643C2 RU 2175643 C2 RU2175643 C2 RU 2175643C2 RU 98112923/12 A RU98112923/12 A RU 98112923/12A RU 98112923 A RU98112923 A RU 98112923A RU 2175643 C2 RU2175643 C2 RU 2175643C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- mixture
- uranium
- gas stream
- nitrates
- oxides
- Prior art date
Links
- 239000000203 mixture Substances 0.000 title claims abstract description 101
- 229910044991 metal oxide Inorganic materials 0.000 title claims abstract description 31
- 150000004706 metal oxides Chemical class 0.000 title claims abstract description 31
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 64
- 229910001960 metal nitrate Inorganic materials 0.000 title claims description 34
- 239000000843 powder Substances 0.000 claims abstract description 36
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 claims abstract description 33
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims abstract description 28
- 150000002823 nitrates Chemical group 0.000 claims abstract description 23
- 239000003758 nuclear fuel Substances 0.000 claims abstract description 17
- 239000007787 solid Substances 0.000 claims abstract description 11
- 239000006185 dispersion Substances 0.000 claims abstract description 6
- 239000007789 gas Substances 0.000 claims description 50
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 claims description 48
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 41
- 239000000243 solution Substances 0.000 claims description 35
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 claims description 23
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 22
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 claims description 20
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 20
- 229910052688 Gadolinium Inorganic materials 0.000 claims description 18
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N gadolinium atom Chemical compound [Gd] UIWYJDYFSGRHKR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N nitrogen oxide Inorganic materials O=[N] MWUXSHHQAYIFBG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 18
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 claims description 17
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 16
- 238000002485 combustion reaction Methods 0.000 claims description 16
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 claims description 16
- 239000000446 fuel Substances 0.000 claims description 15
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 claims description 15
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 claims description 13
- 239000002184 metal Substances 0.000 claims description 13
- 230000009257 reactivity Effects 0.000 claims description 13
- 230000009467 reduction Effects 0.000 claims description 13
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 12
- 229910052776 Thorium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000001257 hydrogen Substances 0.000 claims description 12
- 229910052739 hydrogen Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000012071 phase Substances 0.000 claims description 12
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 claims description 12
- UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N Hydrogen Chemical compound [H][H] UFHFLCQGNIYNRP-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 11
- 239000012255 powdered metal Substances 0.000 claims description 11
- 229910052761 rare earth metal Inorganic materials 0.000 claims description 10
- 230000000930 thermomechanical effect Effects 0.000 claims description 10
- ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 232Th Chemical compound [232Th] ZSLUVFAKFWKJRC-IGMARMGPSA-N 0.000 claims description 9
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 claims description 9
- ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N Propane Chemical compound CCC ATUOYWHBWRKTHZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 8
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 claims description 8
- -1 for example Inorganic materials 0.000 claims description 7
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims description 7
- IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N Atomic nitrogen Chemical compound N#N IJGRMHOSHXDMSA-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- FLDALJIYKQCYHH-UHFFFAOYSA-N plutonium(iv) oxide Chemical class [O-2].[O-2].[Pu+4] FLDALJIYKQCYHH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000001603 reducing effect Effects 0.000 claims description 6
- 239000007791 liquid phase Substances 0.000 claims description 5
- 239000011261 inert gas Substances 0.000 claims description 4
- VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N methane Chemical compound C VNWKTOKETHGBQD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 239000001294 propane Substances 0.000 claims description 4
- 239000003638 chemical reducing agent Substances 0.000 claims description 3
- 229930195733 hydrocarbon Natural products 0.000 claims description 3
- 150000002430 hydrocarbons Chemical class 0.000 claims description 3
- 229910052757 nitrogen Inorganic materials 0.000 claims description 3
- UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N Carbon monoxide Chemical compound [O+]#[C-] UGFAIRIUMAVXCW-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N Ethane Chemical compound CC OTMSDBZUPAUEDD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N atomic oxygen Chemical compound [O] QVGXLLKOCUKJST-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 238000000889 atomisation Methods 0.000 claims description 2
- 239000001273 butane Substances 0.000 claims description 2
- 229910002091 carbon monoxide Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 238000005485 electric heating Methods 0.000 claims description 2
- 238000002347 injection Methods 0.000 claims description 2
- 239000007924 injection Substances 0.000 claims description 2
- IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N n-butane Chemical compound CCCC IJDNQMDRQITEOD-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N n-pentane Natural products CCCCC OFBQJSOFQDEBGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 2
- 239000001301 oxygen Substances 0.000 claims description 2
- 229910052760 oxygen Inorganic materials 0.000 claims description 2
- 239000003570 air Substances 0.000 claims 2
- 239000004215 Carbon black (E152) Substances 0.000 claims 1
- DNNLEMIRRGUGOZ-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);thorium(4+) Chemical class [O-2].[O-2].[Th+4] DNNLEMIRRGUGOZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims 1
- 229910003452 thorium oxide Inorganic materials 0.000 claims 1
- 229910002651 NO3 Inorganic materials 0.000 abstract description 4
- NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N Nitrate Chemical compound [O-][N+]([O-])=O NHNBFGGVMKEFGY-UHFFFAOYSA-N 0.000 abstract description 4
- 238000002360 preparation method Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000126 substance Substances 0.000 abstract description 2
- 238000005507 spraying Methods 0.000 abstract 1
- JCMLRUNDSXARRW-UHFFFAOYSA-N trioxouranium Chemical compound O=[U](=O)=O JCMLRUNDSXARRW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 14
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 13
- FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N uranium dioxide Inorganic materials O=[U]=O FCTBKIHDJGHPPO-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 11
- 229910002007 uranyl nitrate Inorganic materials 0.000 description 10
- OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N oxygen(2-);uranium(4+) Chemical compound [O-2].[O-2].[U+4] OOAWCECZEHPMBX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 2-(3-bromo-2-fluorophenyl)acetic acid Chemical compound OC(=O)CC1=CC=CC(Br)=C1F PAWQVTBBRAZDMG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 229910001385 heavy metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 238000005245 sintering Methods 0.000 description 7
- 238000002156 mixing Methods 0.000 description 6
- 239000000047 product Substances 0.000 description 6
- 238000000227 grinding Methods 0.000 description 5
- 239000002245 particle Substances 0.000 description 5
- 238000005979 thermal decomposition reaction Methods 0.000 description 5
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N Fluorane Chemical compound F KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 4
- 238000009826 distribution Methods 0.000 description 4
- ZQPKENGPMDNVKK-UHFFFAOYSA-N nitric acid;plutonium Chemical compound [Pu].O[N+]([O-])=O ZQPKENGPMDNVKK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 4
- WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[U+6] WZECUPJJEIXUKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 238000001354 calcination Methods 0.000 description 3
- 239000000919 ceramic Substances 0.000 description 3
- 238000001816 cooling Methods 0.000 description 3
- 230000004992 fission Effects 0.000 description 3
- CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) oxide Chemical compound [O-2].[O-2].[O-2].[Gd+3].[Gd+3] CMIHHWBVHJVIGI-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 239000000463 material Substances 0.000 description 3
- UTDLAEPMVCFGRJ-UHFFFAOYSA-N plutonium dihydrate Chemical compound O.O.[Pu] UTDLAEPMVCFGRJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 230000008569 process Effects 0.000 description 3
- 230000001105 regulatory effect Effects 0.000 description 3
- 238000000926 separation method Methods 0.000 description 3
- ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N Ammonium bicarbonate Chemical compound [NH4+].OC([O-])=O ATRRKUHOCOJYRX-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- ACTXVUKAWNGDKG-UHFFFAOYSA-N [Gd].[U] Chemical compound [Gd].[U] ACTXVUKAWNGDKG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000010521 absorption reaction Methods 0.000 description 2
- 239000000443 aerosol Substances 0.000 description 2
- 235000012501 ammonium carbonate Nutrition 0.000 description 2
- 239000001099 ammonium carbonate Substances 0.000 description 2
- 229910001942 caesium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 229910000420 cerium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);trinitrate Chemical compound [Ce+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O HSJPMRKMPBAUAU-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 2
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 2
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 description 2
- 229910001938 gadolinium oxide Inorganic materials 0.000 description 2
- 239000008187 granular material Substances 0.000 description 2
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 2
- 238000003825 pressing Methods 0.000 description 2
- 230000002285 radioactive effect Effects 0.000 description 2
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 2
- 239000002699 waste material Substances 0.000 description 2
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- VEMKTZHHVJILDY-PMACEKPBSA-N (5-benzylfuran-3-yl)methyl (1r,3s)-2,2-dimethyl-3-(2-methylprop-1-enyl)cyclopropane-1-carboxylate Chemical compound CC1(C)[C@@H](C=C(C)C)[C@H]1C(=O)OCC1=COC(CC=2C=CC=CC=2)=C1 VEMKTZHHVJILDY-PMACEKPBSA-N 0.000 description 1
- 239000004484 Briquette Substances 0.000 description 1
- BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L Carbonate Chemical compound [O-]C([O-])=O BVKZGUZCCUSVTD-UHFFFAOYSA-L 0.000 description 1
- RNQPOYGSULRODR-UHFFFAOYSA-N [Ce].[U] Chemical compound [Ce].[U] RNQPOYGSULRODR-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- JDQDZLVVSWGASH-UHFFFAOYSA-N [Cs].[U] Chemical compound [Cs].[U] JDQDZLVVSWGASH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- XOQIPTFXWRJKPQ-UHFFFAOYSA-N [Pu+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O Chemical class [Pu+4].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O XOQIPTFXWRJKPQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KHOBBQLXIXGGFC-UHFFFAOYSA-N [Ru].[U] Chemical compound [Ru].[U] KHOBBQLXIXGGFC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- ROZSPJBPUVWBHW-UHFFFAOYSA-N [Ru]=O Chemical class [Ru]=O ROZSPJBPUVWBHW-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GFRMDONOCHESDE-UHFFFAOYSA-N [Th].[U] Chemical compound [Th].[U] GFRMDONOCHESDE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009471 action Effects 0.000 description 1
- SHZGCJCMOBCMKK-KGJVWPDLSA-N beta-L-fucose Chemical compound C[C@@H]1O[C@H](O)[C@@H](O)[C@H](O)[C@@H]1O SHZGCJCMOBCMKK-KGJVWPDLSA-N 0.000 description 1
- NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N caesium nitrate Chemical class [Cs+].[O-][N+]([O-])=O NLSCHDZTHVNDCP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N caesium oxide Chemical compound [O-2].[Cs+].[Cs+] KOPBYBDAPCDYFK-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000015556 catabolic process Effects 0.000 description 1
- DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N cerium(3+);oxygen(2-) Chemical class [O-2].[O-2].[O-2].[Ce+3].[Ce+3] DRVWBEJJZZTIGJ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005056 compaction Methods 0.000 description 1
- 239000012141 concentrate Substances 0.000 description 1
- 238000002425 crystallisation Methods 0.000 description 1
- 230000008025 crystallization Effects 0.000 description 1
- 230000018044 dehydration Effects 0.000 description 1
- 238000006297 dehydration reaction Methods 0.000 description 1
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 1
- AKUNKIJLSDQFLS-UHFFFAOYSA-M dicesium;hydroxide Chemical compound [OH-].[Cs+].[Cs+] AKUNKIJLSDQFLS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 238000009792 diffusion process Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- MWFSXYMZCVAQCC-UHFFFAOYSA-N gadolinium(iii) nitrate Chemical compound [Gd+3].[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O.[O-][N+]([O-])=O MWFSXYMZCVAQCC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007792 gaseous phase Substances 0.000 description 1
- 229910003439 heavy metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000008240 homogeneous mixture Substances 0.000 description 1
- 150000002431 hydrogen Chemical class 0.000 description 1
- 125000002887 hydroxy group Chemical group [H]O* 0.000 description 1
- 238000011065 in-situ storage Methods 0.000 description 1
- 230000003993 interaction Effects 0.000 description 1
- 230000002452 interceptive effect Effects 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 230000000155 isotopic effect Effects 0.000 description 1
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 1
- 238000002844 melting Methods 0.000 description 1
- 230000008018 melting Effects 0.000 description 1
- 150000002736 metal compounds Chemical class 0.000 description 1
- 229910003455 mixed metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N nitrogen group Chemical group [N] QJGQUHMNIGDVPM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N oxo(oxoceriooxy)cerium Chemical compound [Ce]=O.O=[Ce]=O BMMGVYCKOGBVEV-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- WJWSFWHDKPKKES-UHFFFAOYSA-N plutonium uranium Chemical compound [U].[Pu] WJWSFWHDKPKKES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002244 precipitate Substances 0.000 description 1
- 238000000746 purification Methods 0.000 description 1
- 229910001404 rare earth metal oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 229910001925 ruthenium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N ruthenium(iv) oxide Chemical compound O=[Ru]=O WOCIAKWEIIZHES-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000013049 sediment Substances 0.000 description 1
- 239000006104 solid solution Substances 0.000 description 1
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 1
- 230000008646 thermal stress Effects 0.000 description 1
- ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N thorium dioxide Chemical compound O=[Th]=O ZCUFMDLYAMJYST-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000009466 transformation Effects 0.000 description 1
- 238000000844 transformation Methods 0.000 description 1
- STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N tributyl phosphate Chemical compound CCCCOP(=O)(OCCCC)OCCCC STCOOQWBFONSKY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000005199 ultracentrifugation Methods 0.000 description 1
- SANRKQGLYCLAFE-UHFFFAOYSA-H uranium hexafluoride Chemical compound F[U](F)(F)(F)(F)F SANRKQGLYCLAFE-UHFFFAOYSA-H 0.000 description 1
- 229910000439 uranium oxide Inorganic materials 0.000 description 1
- MZFRHHGRNOIMLW-UHFFFAOYSA-J uranium(4+);tetrafluoride Chemical compound F[U](F)(F)F MZFRHHGRNOIMLW-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 1
- 125000005289 uranyl group Chemical group 0.000 description 1
- 229940077390 uranyl nitrate hexahydrate Drugs 0.000 description 1
Classifications
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G56/00—Compounds of transuranic elements
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01B—NON-METALLIC ELEMENTS; COMPOUNDS THEREOF; METALLOIDS OR COMPOUNDS THEREOF NOT COVERED BY SUBCLASS C01C
- C01B13/00—Oxygen; Ozone; Oxides or hydroxides in general
- C01B13/14—Methods for preparing oxides or hydroxides in general
- C01B13/34—Methods for preparing oxides or hydroxides in general by oxidation or hydrolysis of sprayed or atomised solutions
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G43/00—Compounds of uranium
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01G—COMPOUNDS CONTAINING METALS NOT COVERED BY SUBCLASSES C01D OR C01F
- C01G43/00—Compounds of uranium
- C01G43/01—Oxides; Hydroxides
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2004/00—Particle morphology
- C01P2004/60—Particles characterised by their size
- C01P2004/61—Micrometer sized, i.e. from 1-100 micrometer
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/12—Surface area
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C01—INORGANIC CHEMISTRY
- C01P—INDEXING SCHEME RELATING TO STRUCTURAL AND PHYSICAL ASPECTS OF SOLID INORGANIC COMPOUNDS
- C01P2006/00—Physical properties of inorganic compounds
- C01P2006/80—Compositional purity
-
- Y—GENERAL 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
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
Landscapes
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Inorganic Chemistry (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Oxygen, Ozone, And Oxides In General (AREA)
Abstract
Способ термического разложения предназначен для ядерной промышленности для получения смеси порошкообразных оксидов металлов, имеющих соответствующую реакционную способность, из их нитратов, которые находятся в виде водных растворов или смеси твердых веществ. Результат способа - получение порошка с удельной поверхностью не менее 2 м2/г. Раствор или смесь твердых веществ термомеханически контактирует с газовым потоком в контактной зоне реакционной камеры. Газовый поток вводят в реакционную камеру в виде симметричного вихревого потока одновременно с раствором или смесью при температуре, которая не меньше, чем температура разложения нитратов. Поток имеет механическую энергию, которая достаточна для того, чтобы вызвать тонкое распыление раствора или тонкое диспергирование смеси твердых веществ и осуществить мгновенное разложение нитратов. Полученную смесь оксидов можно использовать для получения ядерного топлива. 25 з.п. ф-лы, 1 ил.
Description
Изобретение относится к способу получения смеси порошкообразных оксидов металлов, соответствующей реакционной способности и относящихся к ядерной промышленности, из нитратов металлов, которые находятся в виде водных растворов или смеси твердых веществ, которые являются естественными порошками или сделаны порошкообразными.
Более конкретно, это изобретение относится к способу получения смеси порошкообразных оксидов металлов из нитратов металлов с использованием по меньшей мере двух металлических элементов, которые могут быть вовлечены в процесс получения ядерного топлива, таких как уран, плутоний, торий (U, Pu, Th) и других элементов, которые являются расщепляемым сырьем для ядерного топлива или допускают моделирование, как например церий (Ce).
Более конкретно, это изобретение также относится к способу получения смеси порошкообразных оксидов металлов из нитратов металлов с использованием по меньшей мере одного из металлических элементов, такого как уран, взятого в сочетании по меньшей мере с одним редкоземельным элементом, таким как гадолиний (Gd), для того, чтобы контролировать расщепление топлива на основе смешанных спеченных оксидов.
В качестве базового материала, который может обрабатываться в способе согласно изобретению, элементы, вовлекаемые в виде нитратов и в результате разложения которых образуются смеси порошкообразных оксидов металлов, могут иметь различное происхождение: они могут (или не могут) быть подвергнуты облучению и, следовательно, могут иметь любой изотопный состав. В конкретном случае урана этот элемент может иметь природное происхождение или может быть обогащен заранее, например, путем газовой диффузии, или ультрацентрифугирования, или лазерного обогащения, может быть облучен, и в этом случае является результатом переработки облученных топлив после охлаждения и разделения плутония (Pu) и продуктов расщепления.
В тексте настоящего изобретения:
- термин "оксиды металлов" необходимо понимать как смесь по меньшей мере двух оксидов, таких как оксид урана (UO3), оксид плутония (PuO2), оксид тория (ThO2), оксид цезия (Cs2O), оксид рутения (RuO2), оксиды редкоземельных элементов, такие как, например, оксид гадолиния (Gd2O3) и оксид церия (CeO2), из которых предпочтительными парами являются уран-плутоний, уран-торий, уран-цезий, уран-рутений, уран-гадолиний и уран-церий;
- под выражением "соответствующая реакционная способность" заявитель намерен определить наиболее подходящую удельную поверхность, которая желательна для обеспечения оптимальной применимости оксидов металлов для превращений после денитрации, таких как, например:
- термическое превращение UO3 в U3O8 (промежуточный оксид до его последующего восстановления);
- или прямое восстановление UO3 в UO2 с последующим гидрофторированием с использованием фтористо-водородной кислоты;
- или еще получение порошка смешанных оксидов керамического качества, который предназначен для превращения в ядерное топливо посредством прессования и спекания спрессованных брикетов;
- под выражением "нитраты металлов" заявитель намерен определить уранил-нитрат, смешанный по меньшей мере с одним из нитратов плутония, тория, цезия, рутения и редкоземельных элементов, таких как, например, гадолиний и церий.
- термин "оксиды металлов" необходимо понимать как смесь по меньшей мере двух оксидов, таких как оксид урана (UO3), оксид плутония (PuO2), оксид тория (ThO2), оксид цезия (Cs2O), оксид рутения (RuO2), оксиды редкоземельных элементов, такие как, например, оксид гадолиния (Gd2O3) и оксид церия (CeO2), из которых предпочтительными парами являются уран-плутоний, уран-торий, уран-цезий, уран-рутений, уран-гадолиний и уран-церий;
- под выражением "соответствующая реакционная способность" заявитель намерен определить наиболее подходящую удельную поверхность, которая желательна для обеспечения оптимальной применимости оксидов металлов для превращений после денитрации, таких как, например:
- термическое превращение UO3 в U3O8 (промежуточный оксид до его последующего восстановления);
- или прямое восстановление UO3 в UO2 с последующим гидрофторированием с использованием фтористо-водородной кислоты;
- или еще получение порошка смешанных оксидов керамического качества, который предназначен для превращения в ядерное топливо посредством прессования и спекания спрессованных брикетов;
- под выражением "нитраты металлов" заявитель намерен определить уранил-нитрат, смешанный по меньшей мере с одним из нитратов плутония, тория, цезия, рутения и редкоземельных элементов, таких как, например, гадолиний и церий.
В случае прямого восстановления UO3 в UO2 с последующим гидрофторированием диоксида урана в тетрафторид реакционная способность диоксида урана коррелирует с удельной поверхностью триоксида урана, образовавшегося после денитрации. Найдено желательным, чтобы применимость для прямого восстановления UO3 в UO2 и для гидрофторирования диоксида урана в тетрафторид обязательно регулировалась по требованию в ходе денитрации уранил-нитрата с получением триоксида урана, имеющего удельную поверхность, подходящую для каждой технологии.
В случае получения порошка смешанных оксидов керамического качества, который предназначен для получения ядерного топлива (такого как диоксид урана (UO2) или его смеси по меньшей мере с одним из оксидов плутония (PuO2), тория (ThO2), цезия (Cs2O), рутения (RuO2), гадолиния (Gd2O3) и церия (CeO2)), хорошо известно, что спекание таких порошков дает возможность получать весьма плотные брикеты при условии, что выбираются порошки с высокой удельной поверхностью и что соблюдается оптимальная методика спекания для каждой величины удельной поверхности (см. Паскаль П. Курс по неорганической химии, т. 15, с. 300-304, издание 1961 г.).
Известно множество способов получения смесей оксидов металлов, посредством осаждения или разложения их нитратов. Обычно они предназначаются для получения ядерного топлива, содержащего только уран (в виде диоксида урана), или смешанного топлива, полученного смешением в различных соотношениях по меньшей мере двух элементов, таких как уран, плутоний, торий в виде диоксидов.
Однако эти известные способы также можно использовать для получения смеси оксидов металлов, для производства стержней, регулирующих расщепление ядерного топлива, полученного посредством смешения спеченных оксидов уран-гадолиниевого типа, например в виде UO2-Gd2O3.
Независимо от того, являются ли эти продукты смешанным топливом (таким как диоксиды урана и плутония) или регулирующими стержнями (такими как UO2-Gd2O3), они могут быть получены или путем осаждения соединений металлов из раствора нитратов металлов, или разложением отдельных нитратов каждого из компонентов, с последующим смешиванием полученных при этом оксидов, или более конкретно путем разложения смеси нитратов рассматриваемых тяжелых металлов с добавкой нитрата аммония.
Первый тип способов, описанный в патенте США A 4397778 или в патенте Франции A-2501061, состоит в совместном осаждении смешанного раствора нитратов тяжелых металлов, таких как уран и плутоний, посредством аммиака, выделении совместного осадка из маточного раствора, содержащего нитрат аммония, сушки и прокаливании осадка, для того чтобы получить смесь порошкообразных оксидов металлов, причем гранулометрический состав частиц является более или менее регулируемым.
Основным недостатком этого способа первого типа является то, что он приводит к радиоактивным стокам, содержащим в растворе преимущественно нитрат аммония, загрязненный тяжелыми металлами, которые необходимо перерабатывать до их слива.
Способ другого типа, описанный в патенте Франции A- 2526006, состоит в разложении отдельных нитратов тяжелых металлов, таких как нитрат плутония и уранил-нитрат, восстановлении триоксида урана в диоксид с последующим смешением и тонким измельчением полученных таким образом оксидов и в брикетировании и спекании оксидов.
Однако такой способ приводит к получению брикетов с неоднородным распределением частиц оксидов.
Способ другого типа, описанный в патенте Бельгии A-891819, состоит в совместном превращении путем термического разложения при температуре между 300 и 800oC, в присутствии от 0,5 до 5 моль нитрата аммония на моль тяжелого металла (в сумме), водного раствора, содержащего один или несколько концентратов нитратов тяжелых металлов, в порошкообразные оксиды металлов, которые подвергают уплотнению посредством спекания.
Однако такой способ сопровождается существенными недостатками, которые в частности включают высокое потребление нитрата аммония и большое количество газовых выбросов, которые необходимо перерабатывать.
Из Европейского патента A-0328742 известен способ получения смеси оксидов металлов ядерного топлива из раствора нитратов, содержащего различные элементы, имеющие различные степени окисления. Этот раствор распыляют в первой зоне печи через форсунку с помощью газа, который нагревают до первой температуры, при которой возможно быстро высушить раствор и по меньшей мере частично его денитрировать. Затем этот распыленный раствор проходит через несколько нагревающих секций, в которых он последовательно выпаривается, подвергается денитрификации и по меньшей мере частично прокаливается и разделяется.
В этом способе получаются капельки различного размера, которые проходят через печь с различными скоростями. Когда происходит распыление раствора, распад капель не является мгновенным, а протекает в любой точке области печи. Капельки нагреваются относительно медленно, проходя с исходным горячим газом в последнюю область печи, что приводит к последовательной и довольно неполной денитрации. Другим недостатком способа является образование мешающего осадка, который блокирует стенки печи.
Из Европейского патента A-0143726 известен способ денитрации нитратов металлов в две стадии, причем на первой стадии происходит неполная дегидратация, а на второй стадии - прокаливание в присутствии пара.
Функциональные условия прокаливания являются весьма конкретными и могут привести к медленному взаимодействию с плохим выходом продукта.
В заявке на патент Германии A-3802047 описан способ выделения радиоактивного металла из водного раствора, который содержит нитрат аммония, и/или карбонат аммония, и/или металл в виде нитрата или карбоната. Этот водный раствор распыляется в пламени испарительной горелки, имеющей распыляющую форсунку, раздувается и разлагается при засасывании горючего газа и газообразного окислителя.
Раствор, распыленный при комнатной температуре потоком топлива и окислителя, который не прореагировал, будет соответственно задерживать воспламенение и протекание реакции горения, а следовательно, и разложение нитратов. Другим недостатком этого способа является то, что он приводит к получению n-оксидов или агрегатов оксидов металла. Другим недостатком этого способа является присутствие нитрата аммония и/или карбоната аммония, что приводит к большому объему газовых выбросов, подлежащих переработке. Еще одним недостатком этого способа является риск, связанный с термическим разложением нитрата аммония, особенно при неполном разложении по причине использованного устройства.
Именно поэтому в этом изобретении поставлена цель не только исключить указанные выше недостатки, но также решить другие более амбициозные проблемы. Следовательно, предметом изобретения является:
- способ термического разложения нитратов тяжелых металлов в твердом виде или в форме смеси в водном растворе с непосредственным получением порошка керамического качества, имеющего удельную поверхность, которая достаточна для обеспечения легкого превращения оксидов металлов в брикеты ядерного топлива, содержащих смешанные оксиды металлов;
- предоставление смеси порошкообразных оксидов тяжелых металлов, а в этой смеси триоксид урана с такой удельной поверхностью триоксида урана, которая соответствует способам получения этой смеси прямым восстановлением триоксида урана в диоксид урана;
- разработка способа, приводящего к получению порошка оксида металла, который имеет удельную поверхность по меньшей мере 2 м2/г;
- предоставление оксидов, которые совместимы с получением керамических брикетов с высокой механической прочностью, в которых оксиды металлов распределены равномерно;
- обеспечение способа, который можно применять к продуктам переработки ядерного топлива на заводе для получения смешанных топливных брикетов, соответствующих требованиям технических условий;
- исключение всех или части операций измельчения отдельных или смешанных оксидов, предшествующих получению топливных брикетов;
- исключение всех или части операций ультраизмельчения, которые обычно необходимы для полного растворения брикетов, отбракованных в процессе производства, и брикетов в конце их работы в ядерном реакторе.
- способ термического разложения нитратов тяжелых металлов в твердом виде или в форме смеси в водном растворе с непосредственным получением порошка керамического качества, имеющего удельную поверхность, которая достаточна для обеспечения легкого превращения оксидов металлов в брикеты ядерного топлива, содержащих смешанные оксиды металлов;
- предоставление смеси порошкообразных оксидов тяжелых металлов, а в этой смеси триоксид урана с такой удельной поверхностью триоксида урана, которая соответствует способам получения этой смеси прямым восстановлением триоксида урана в диоксид урана;
- разработка способа, приводящего к получению порошка оксида металла, который имеет удельную поверхность по меньшей мере 2 м2/г;
- предоставление оксидов, которые совместимы с получением керамических брикетов с высокой механической прочностью, в которых оксиды металлов распределены равномерно;
- обеспечение способа, который можно применять к продуктам переработки ядерного топлива на заводе для получения смешанных топливных брикетов, соответствующих требованиям технических условий;
- исключение всех или части операций измельчения отдельных или смешанных оксидов, предшествующих получению топливных брикетов;
- исключение всех или части операций ультраизмельчения, которые обычно необходимы для полного растворения брикетов, отбракованных в процессе производства, и брикетов в конце их работы в ядерном реакторе.
Это изобретение относится к способу получения смеси порошкообразных оксидов металлов, соответствующей реакционной способности и относящихся к ядерной промышленности, путем термического разложения нитратов металлов, которые находятся в виде водных растворов или смеси твердых веществ, которые являются порошками или сделаны порошкообразными.
В соответствии с изобретением этот способ отличается тем, что в контактной зоне реакционной камеры обеспечивается термомеханический контакт между раствором или смесью твердых веществ и газовым потоком, введенными одновременно в реакционную камеру, причем этот газовый поток имеет температуру, которая по меньшей мере равна температуре разложения нитратов, и имеет механическую энергию, которая достаточна для того, чтобы вызвать тонкое распыление раствора или тонкое диспергирование смеси твердых веществ и осуществить мгновенное разложение этих нитратов.
В соответствии со способом изобретения в контактной зоне реакционной камеры обеспечивается термомеханический контакт между смесью нитратов металлов, составляющих плотную фазу, и газовым потоком, имеющим высокую механическую энергию, а также имеющим температуру, которая по меньшей мере равна температуре разложения нитратов.
Обычно смесь нитратов металлов, составляющих плотную фазу, вводят вдоль соответствующей оси в контактной зоне и превращается в ней в мелкий аэрозоль, когда смесь находится в жидком состоянии, или в тонкую дисперсию, когда смесь находится в измельченном твердом состоянии.
Газовый поток, имеющий высокую механическую и термическую энергию, вводят одновременно с плотной фазой в зону контакта в виде симметричного вихревого потока. Этот вихревой поток, соосный с основной осью реакционной камеры, обладает способностью превращать смесь нитратов металлов в особо улучшенную дисперсию микрокапель или порошка. Эта смесь захватывается газовым потоком, заранее нагретым до высокой температуры в соответствии с резким и кратким механическим контактом, и в последующем подвергается достаточному термическому воздействию, чтобы вызвать мгновенное разложение нитратов в смесь порошкообразных оксидов.
Удельная поверхность порошка оксида металла, полученного при термической денитрации, определяет реакционную способность этого порошка в отношении последующих физических или химических превращений в ядерной промышленности. Эта удельная поверхность зависит от физико-химических характеристик указанного порошка и особенно от его степени измельчения. Это явление подтверждается в случае термической денитрации смеси нитратов уранила, плутония, тория, цезия, рутения и редкоземельных элементов, таких как, например, гадолиний и церий.
Так, например, в случае термической денитрации смеси нитратов уранила и другого элемента реакционная способность полученной смеси оксидов одновременно зависит от удельной поверхности по меньшей мере одного из полученных оксидов урана (UO3, U3O8 и UO2) и оксида другого элемента.
Следовательно, рабочие условия способа согласно изобретению должны контролировать удельную поверхность порошков, содержащих в виде смеси по меньшей мере один из оксидов урана или плутония в сочетании друг с другом, или в раздельном или совместном сочетании по меньшей мере с одним из оксидов тория, цезия, рутения, и редкоземельных элементов, таких как, например, гадолиний или церий; желательно, чтобы удельная поверхность смеси порошкообразных оксидов по меньшей мере была равна 2 м2/г и предпочтительно по меньшей мере была равна 7 м2/г.
Когда смесь разлагаемых нитратов металлов находится в жидкой фазе, концентрация металлов, присутствующих в смеси, желательно составляет от 100 до 1400 г/л (выражена в граммах металла на 1 литр раствора).
Кислотность жидкой фазы может изменяться в широком интервале, который, например, может достигать приблизительно 8 н. (г-экв.). Это не исключает применения способа согласно изобретению.
Когда смесь нитратов металлов, подлежащая разложению, представляет собой порошок, концентрацию металлов выражают в виде молярного соотношения
где M представляет собой один из металлов - уран, плутоний, торий, цезий, рутений, и редкоземельный элемент, такой как, например, гадолиний или церий, причем значение R находится между 0 и 1 (пределы исключены).
где M представляет собой один из металлов - уран, плутоний, торий, цезий, рутений, и редкоземельный элемент, такой как, например, гадолиний или церий, причем значение R находится между 0 и 1 (пределы исключены).
В случае одновременного присутствия в порошкообразной смеси, например:
- урана и плутония молярное отношение плутоний/(уран + плутоний) может изменяться предпочтительно от 0,02 до 0,80 и весьма предпочтительно от 0,05 до 0,15;
- урана и гадолиния молярное отношение гадолиний/(уран + гадолиний) может изменяться предпочтительно от 0,01 до 0,20 и весьма предпочтительно от 0,02 до 0,10;
- урана и церия молярное отношение церий/(уран + церий) может изменяться предпочтительно от 0,02 до 0,80 и весьма предпочтительно от 0,05 до 0,15;
- урана или плутония, которые находятся в сочетании друг с другом, или еще в раздельном или совместном сочетании по меньшей мере с одним из элементов - торием, цезием, рутением и редкоземельных элементов, включающих гадолиний и церий, причем каждый из последних цитированных элементов может присутствовать в смеси в довольно широких пределах, которые либо присущи составу рециркулирующих материалов, либо желательны для производства ядерного топлива.
- урана и плутония молярное отношение плутоний/(уран + плутоний) может изменяться предпочтительно от 0,02 до 0,80 и весьма предпочтительно от 0,05 до 0,15;
- урана и гадолиния молярное отношение гадолиний/(уран + гадолиний) может изменяться предпочтительно от 0,01 до 0,20 и весьма предпочтительно от 0,02 до 0,10;
- урана и церия молярное отношение церий/(уран + церий) может изменяться предпочтительно от 0,02 до 0,80 и весьма предпочтительно от 0,05 до 0,15;
- урана или плутония, которые находятся в сочетании друг с другом, или еще в раздельном или совместном сочетании по меньшей мере с одним из элементов - торием, цезием, рутением и редкоземельных элементов, включающих гадолиний и церий, причем каждый из последних цитированных элементов может присутствовать в смеси в довольно широких пределах, которые либо присущи составу рециркулирующих материалов, либо желательны для производства ядерного топлива.
Газовый поток, использованный в способе этого изобретения, вводится в зону контакта и обеспечивается высокой механической и термической энергией. Его вводят в зону контакта в виде симметричного вихревого потока.
В соответствии с предпочтительной альтернативной формой ось симметрии вихревого потока введенного газа совпадает не только с продольной осью реакционной камеры, но также с осью устройства для впрыска плотной фазы.
Тепло, необходимое для разложения смеси нитратов металлов, поступает с горячим газовым потоком. Этот газовый поток может состоять из воздуха, инертного газа, такого как азот или газы, образующиеся при сгорании:
- топлива, которым может быть водород или углеводороды, предпочтительно газообразные, такие как метан, этан, пропан, бутан;
- в присутствии окислителя, выбранного из группы, состоящей из воздуха, кислорода или их смеси.
- топлива, которым может быть водород или углеводороды, предпочтительно газообразные, такие как метан, этан, пропан, бутан;
- в присутствии окислителя, выбранного из группы, состоящей из воздуха, кислорода или их смеси.
Удобно, если горячий газовый поток может иметь более или менее восстановительный характер, например, вследствие наличия восстанавливающего газа, такого как водород, или оксид углерода, или вследствие неполного сгорания, когда горячий газ образуется при сгорании топлива в присутствии окислителя.
Когда вводимый газообразный поток является воздухом или инертным газом, с которым может смешиваться восстанавливающий газ, он может нагреваться до желаемой температуры с помощью косвенного нагревающего устройства, такого как, например, электрический обогрев вне камеры сгорания. Однако, когда вводимый газообразный поток образуется при сгорании топлива в присутствии окислителя, он может образовываться в камере сгорания, которая не зависит от реакционной камеры (внешнее нагревание) или связана с реакционной камерой (нагревание на месте).
Температура, которая должна быть преобладающей в зоне контакта и, следовательно, в реакционной камере, чтобы обеспечить мгновенное разложение нитратов металлов, присутствующих в обрабатываемом растворе, которую называют "установленной температурой", находится в интервале от 250 до 1000oC и предпочтительно от 350 до 800oC.
Установленная температура действует либо при регулировании средств нагрева газового потока, либо при регулировании скорости потока сырьевого раствора нитратов металлов, подлежащих разложению.
Реакционная камера, в которой осуществляется разложение нитратов металлов и в которой находится зона контакта, где происходит термомеханический контакт между смесью нитратов металлов, составляющей плотную фазу, и газовым потоком, снабженным высокой термомеханической энергией, может быть выбрана из тех, что описаны, например, в патенте Франции N 2257326, в Европейском патенте N 0007846, в патенте США N 3041136 или в статье Informations Chimie, N 342, октябрь 1992.
В ходе разложения смеси нитратов металлов получается, с одной стороны, смесь оксидов металлов, обладающих желаемой реакционной способностью, и, с другой стороны, газовая фаза, которая отделяется. Этот газовый поток содержит оксиды азота, полученные при разложении нитратов металлов, которые в последующем рекуперируют главным образом в виде азотной кислоты.
Смесь оксидов металлов, которую получают после выделения газообразного потока, можно подвергать восстанавливающему действию восстанавливающего агента:
- например, для получения смешанного оксида, обогащенного диоксидом урана и имеющего достаточную реакционную способность для последующего превращения в тетрафторид урана и затем в гексафторид урана или в металлический уран;
- или еще, после необязательного предварительного уплотнения, чтобы прессовать, гранулировать и спекать с целью последующего применения в качестве ядерного топлива.
- например, для получения смешанного оксида, обогащенного диоксидом урана и имеющего достаточную реакционную способность для последующего превращения в тетрафторид урана и затем в гексафторид урана или в металлический уран;
- или еще, после необязательного предварительного уплотнения, чтобы прессовать, гранулировать и спекать с целью последующего применения в качестве ядерного топлива.
Было установлено, что смешанные оксиды (диоксиды урана, плутония), полученные в способе согласно изобретению после восстановления, или полученный из этой смеси спеченный продукт легко растворяются в азотной кислоте.
Это легкое растворение является характеристикой оксидов металлов, полученных в способе согласно изобретению, которая проявляется в противоречии с уровнем техники: в самом деле, известно, что, если компоненты (диоксиды урана и плутония) не находятся в однородном сочетании в момент образования гранулы, этот брикет после использования в ядерном реакторе трудно растворяется в одной азотной кислоте.
По этой причине способ изобретения, как было установлено, особенно пригоден для получения ядерного топлива в виде брикетов, которые можно легко рециркулировать в конце их срока службы.
Таким образом, оказалось, что способ согласно изобретению, применяемый для обработки смеси нитратов тяжелых металлов, таких как уранил-нитрат и нитрат плутония, которые находятся в сочетании друг с другом или в раздельном или совместном сочетании с по меньшей мере одним из нитратов тория, цезия, рутения, редкоземельных элементов, таких как, например, гадолиний или церий, приводит к получению смеси оксидов металлов, обладающих такой удельной поверхностью, которая придает им высокую реакционную способность, а также предоставляет смеси оксидов металлов, в которой указанные оксиды особенно хорошо перемешаны относительно друг друга, и это, в частности, позволяет возвращать в цикл смеси порошкообразных оксидов металлов или брикеты, имеющие отклонения от технических условий.
Это изобретение можно лучше понять с помощью его иллюстрации, которая дана в виде производственной схемы цикла для получения ядерного топлива с использованием способа согласно изобретению (фиг. 1).
В соответствии с этой схемой в емкости А готовят раствор смеси нитратов путем одновременного введения в соответствующих количествах уранил-нитрата и нитрата плутония.
Эту однородную смесь нитратов в растворе необязательно вводят по линии L1 в зону концентрирования (В) для получения желаемого уровня концентрации.
Желаемый уровень концентрации обычно соответствует гексагидрату уранил-нитрата, полученному плавлением в его кристаллизационной воде, в растворе которой присутствуют другие нитраты или они находятся в однородной дисперсии.
В случае, когда этот уровень концентрации достигается уже в процессе смешивания в емкости А, указанную смесь подают непосредственно через L'1 и L2 в зону разложения (C).
Эту смесь вводят в контактную зону реакционной камеры, и она превращается в ней в мелкодисперсный аэрозоль за счет однородного контакта с газообразным потоком, имеющим высокую термомеханическую энергию, причем этот газовый поток вводят в виде симметричного вихревого потока. Установленную температуру в реакционной камере выбирают в интервале от 250 до 1000oC.
В ходе резкого и краткого термомеханического контакта смесь нитратов металлов, превращенная в весьма мелкие частицы, разлагается с образованием газообразного потока (G3), состоящего из паров оксидов азота и водяного пара, и смеси порошкообразных оксидов металлов (S4), которые обладают удельной поверхностью, по меньшей мере, 7 м2/г, что придает им желаемую реакционную способность.
Затем газовый поток (G3) поступает в зону переработки (D) (абсорбционная колонна), в которой его обрабатывают рециркулирующим раствором азотной кислоты, получая концентрированный раствор азотной кислоты (L4), который можно использовать, например, на стадии растворения.
Затем порошкообразную смесь (S4) вводят в зону восстановления (Е), в которой ее подвергают восстановлению под действием потока водорода, нагретого до температуры между 600 и 800oC, для того, чтобы рассматриваемая выше смесь оксидов металлов могла содержать уран в виде диоксида урана с хорошей реакционной способностью.
После восстановления смесь оксидов металлов по линии (S5) поступает в зону прессования (F), где ее превращают в брикеты соответствующей плотности.
Затем брикеты (S7) спекают в зоне спекания (G), выдерживая их в потоке водорода при достаточно высокой температуре (приблизительно 1700oC) в течение необходимого времени.
Затем спеченные брикеты (S9) готовы для использования в топливных блоках, применяемых в ядерных реакторах типа PWR, BWR или других.
Рециркуляция отходов производства по линиям (S6), (S8), (S10) и, наконец, (S11), после растворения отходов, происходит в упрощенных условиях.
Как установили заявители, способ согласно изобретению позволяет получить топливные брикеты из спеченных оксидов (S10), которые легко растворяются в одной азотной кислоте, без добавления фтористо-водородной кислоты, как рекомендовано в способах уровня техники.
Это изобретение можно лучше понять с помощью примеров, составленных просто для иллюстрации.
ПРИМЕР 1
В этом примере иллюстрируется разложение смеси нитратов металлов в растворе, подобному тому, что получается из облученного топлива при его растворении в азотной кислоте после выделения плутония и образовавшихся продуктов расщепления.
В этом примере иллюстрируется разложение смеси нитратов металлов в растворе, подобному тому, что получается из облученного топлива при его растворении в азотной кислоте после выделения плутония и образовавшихся продуктов расщепления.
Эта смесь представляет собой раствор уранил-нитрата в сочетании с цезием и рутением и имеет следующий состав:
Уран, г/л - 350
Цезий, ч./млн. частей урана - 25
Рутений, ч./млн. частей урана - 5
Азотная кислота, н. (г/экв.) - 6
Этот раствор распыляют в контактной зоне реакционной камеры, как описано в патенте Франции N 2257326, с помощью потока азота, нагретого электрически до температуры 1100oC. Установленная температура, регулируемая потоком газа, составляет 400oC. Скорость потока раствора нитратов металлов составляет 10 л/ч.
Уран, г/л - 350
Цезий, ч./млн. частей урана - 25
Рутений, ч./млн. частей урана - 5
Азотная кислота, н. (г/экв.) - 6
Этот раствор распыляют в контактной зоне реакционной камеры, как описано в патенте Франции N 2257326, с помощью потока азота, нагретого электрически до температуры 1100oC. Установленная температура, регулируемая потоком газа, составляет 400oC. Скорость потока раствора нитратов металлов составляет 10 л/ч.
Таким образом, получают смесь оксидов металлов, обогащенную триоксидом урана и содержащую, кроме того, оксиды цезия и рутения. Удельная поверхность смеси оксидов равна 10 м2/г. Эту смесь успешно использовали в цикле приготовления ядерного топлива.
Что касается газовой фазы, полученной при термическом разложении нитратов металлов, то после охлаждения ее абсорбируют, используя рециркулирующий водный раствор азотной кислоты.
ПРИМЕР 2
Этот пример относится к разложению согласно изобретению смеси уранил-нитрата и нитрата гадолиния в виде водного раствора, имеющего следующий состав:
Уран, г/л - 400
Гадолиний, г/л - 14
Кислотность (азотная кислота), н. - 0,5
Этот раствор распыляют в виде мелких капель в контактной зоне реакционной камеры устройства для разложения, известного под названием "Спин Флэш" (быстрое испарение с вращением) и поставляемого фирмой Эй-Пи-Ви-Бэйкер Компани (см. Informations Chimie, N 342, октябрь 1992). Температура вихревого потока газообразной фазы, которой является воздух, составляет 1000oC. Установленная температура в контактной зоне составляет 450oC. Скорость потока раствора нитратов металлов составляет 5 л/ч.
Этот пример относится к разложению согласно изобретению смеси уранил-нитрата и нитрата гадолиния в виде водного раствора, имеющего следующий состав:
Уран, г/л - 400
Гадолиний, г/л - 14
Кислотность (азотная кислота), н. - 0,5
Этот раствор распыляют в виде мелких капель в контактной зоне реакционной камеры устройства для разложения, известного под названием "Спин Флэш" (быстрое испарение с вращением) и поставляемого фирмой Эй-Пи-Ви-Бэйкер Компани (см. Informations Chimie, N 342, октябрь 1992). Температура вихревого потока газообразной фазы, которой является воздух, составляет 1000oC. Установленная температура в контактной зоне составляет 450oC. Скорость потока раствора нитратов металлов составляет 5 л/ч.
После отделения газовой фазы, содержащей оксиды азота, собирают смесь оксидов урана и гадолиния (UO3, Gd2O3), которая имеет средний гранулометрический размер частиц, близкий к 10 мкм. Удельная поверхность смеси оксидов равна 16 м2/г.
После восстановления в токе водорода при 700oC получают смесь порошкообразных оксидов урана и гадолиния (UO3, Gd2O3), которая имеет удельную поверхность, примерно равную 6 м2/г и которая обладает очень хорошей спекаемостью.
ПРИМЕР 3
В этом примере иллюстрируется разложение смеси нитратов металлов, которая после очистки с помощью трибутилфосфата имеет внешний вид порошка, практически состоящего из уранил-нитрата. Этот порошок содержит:
Уран, вес.% - 47
Цезий (приблизительно), ч./млн. частей суммы (уран + цезий) - 40
Молярное соотношение цезий/(уран + цезий) - 4•10-5
Первоначально нитратная смесь находится в водном растворе. Этот раствор концентрируют до содержания урана 1200 г/л и затем подвергают вальцеванию и измельчению до тех пор, пока не получится порошок, предназначенный для операции разложения, согласно изобретению.
В этом примере иллюстрируется разложение смеси нитратов металлов, которая после очистки с помощью трибутилфосфата имеет внешний вид порошка, практически состоящего из уранил-нитрата. Этот порошок содержит:
Уран, вес.% - 47
Цезий (приблизительно), ч./млн. частей суммы (уран + цезий) - 40
Молярное соотношение цезий/(уран + цезий) - 4•10-5
Первоначально нитратная смесь находится в водном растворе. Этот раствор концентрируют до содержания урана 1200 г/л и затем подвергают вальцеванию и измельчению до тех пор, пока не получится порошок, предназначенный для операции разложения, согласно изобретению.
Полученный таким образом порошок с помощью червячного шнека вводят в контактную зону реакционной камеры, как описано в Европейском патенте N 0007846, в котором горячие газы получают на месте посредством полного сгорания пропана.
Полученные горячие газы, снабженные высокой механической и термической энергией, достигают зоны контакта одновременно с жидкой фазой в виде симметричного вихревого потока (соосно с устройством для введения порошка).
Скорость потока введенного порошка составляет 18 кг/ч.
Установленная температура разложения нитратов составляет 650oC: эта температура регулируется скоростью потока пропана, используемого в камере сгорания.
Из реакционной камеры удаляют мелкий порошок оксидов, состоящий из 80 вес.% U3O8 приблизительно 20 вес.% UO3 и 40 ч./млн оксида цезия, выраженного как мольная доля цезия относительно суммы (уран + цезий).
Полученный порошок обладает хорошей реакционной способностью и имеет удельную поверхность, равную 10 м2/г. Этот порошок предназначается для использования в цикле приготовления ядерного топлива.
Что касается газовой фазы, содержащей оксиды азота, то после охлаждения ее обрабатывают водным раствором азотной кислоты.
ПРИМЕР 4
В этом примере иллюстрируется работа по схеме (см. чертеж).
В этом примере иллюстрируется работа по схеме (см. чертеж).
В соответствии с этой схемой водный раствор нитратов металлов, который получают смешением уранил-нитрата и нитрата плутония (в А) после концентрирования имеет состав (в В):
Уран, г/л - 1040
Плутоний, г/л - 66
Кислотность азотной кислоты молярное соотношение плутоний/(уран + плутоний) = 0,059, н. - 4
Этот концентрированный раствор вводят в устройство (C), работающее по тому же самому принципу, который описан в примере 3, где его подвергают термомеханическому разложению в следующих условиях: установленная температура 450oC; скорость потока обрабатываемого раствора 1 л/ч.
Уран, г/л - 1040
Плутоний, г/л - 66
Кислотность азотной кислоты молярное соотношение плутоний/(уран + плутоний) = 0,059, н. - 4
Этот концентрированный раствор вводят в устройство (C), работающее по тому же самому принципу, который описан в примере 3, где его подвергают термомеханическому разложению в следующих условиях: установленная температура 450oC; скорость потока обрабатываемого раствора 1 л/ч.
Полученные при разложении газы обрабатывают в абсорбционной колонне (D) с рециркулирующим раствором азотной кислоты.
Полученный в C порошок состоит из UO3 и PuO2 и имеет высокую удельную поверхность (18 м2/г); его обрабатывают (в E) потоком водорода при 650oC и затем таблетируют (в F) и спекают (в G) при 1700oC в присутствии водорода.
Полученные таким образом смешанные брикеты UO2 и PuO2 имеют плотность, равную 94,8% от теоретической плотности.
Все продукты, не соответствующие техническим условиям, подвергают рециркуляции по линии S11.
ПРИМЕР 5
В этом примере иллюстрируется разложение смеси нитратов урана и плутония в растворе с целью непосредственного получения смеси порошкообразных диоксидов урана и плутония под действием восстанавливающей газовой фазы с высокой термомеханической энергией.
В этом примере иллюстрируется разложение смеси нитратов урана и плутония в растворе с целью непосредственного получения смеси порошкообразных диоксидов урана и плутония под действием восстанавливающей газовой фазы с высокой термомеханической энергией.
В этом случае раствор является таким же, что был использован в примере 4, и он имеет состав:
Уран, г/л - 1040
Плутоний, г/л - 66
Кислотность азотной кислоты, н. - 4
Поток горячих газов состоит из азота, содержащего 4% водорода, что придает ему способность восстанавливать оксиды урана. Эти газы нагревают до температуры 1100oC с помощью нагревательной системы, использованной в примере 1. Реакционная камера также была аналогична использованной в примере 1.
Уран, г/л - 1040
Плутоний, г/л - 66
Кислотность азотной кислоты, н. - 4
Поток горячих газов состоит из азота, содержащего 4% водорода, что придает ему способность восстанавливать оксиды урана. Эти газы нагревают до температуры 1100oC с помощью нагревательной системы, использованной в примере 1. Реакционная камера также была аналогична использованной в примере 1.
Скорость потока раствора нитратов, подлежащих разложению, составляет 0,6 л/ч и установленная температура составляет 600oC.
В этих рабочих условиях в камере разложения получают смешанные оксиды, практически состоящие из диоксидов урана и плутония. Приблизительно 3% урана находятся в виде U3O8.
ПРИМЕР 6
Этот пример относится к разложению согласно изобретению смеси уранил-нитрата и нитрата церия в виде водного раствора, имеющего следующий состав:
Уран, г/л - 1065
Церий, г/л - 70
Кислотность азотной кислоты, н. - 0,01
Молярное отношение церий/(уран + церий) - ≈ 0,1
Этот раствор вводят в устройство (C), работающее по тому же самому принципу, который описан в примере 3, где его подвергают термомеханическому разложению в следующих условиях: установленная температура контактной зоны 700oC; скорость потока раствора нитратов металлов 67 л/ч.
Этот пример относится к разложению согласно изобретению смеси уранил-нитрата и нитрата церия в виде водного раствора, имеющего следующий состав:
Уран, г/л - 1065
Церий, г/л - 70
Кислотность азотной кислоты, н. - 0,01
Молярное отношение церий/(уран + церий) - ≈ 0,1
Этот раствор вводят в устройство (C), работающее по тому же самому принципу, который описан в примере 3, где его подвергают термомеханическому разложению в следующих условиях: установленная температура контактной зоны 700oC; скорость потока раствора нитратов металлов 67 л/ч.
После отделения газовой фазы, содержащей оксиды азота, собирают порошок оксидов, который имеет характеристики твердого раствора смешанных оксидов урана/церия. Этот порошок имеет средний гранулометрический размер частиц, близкий к 5 мкм и удельную поверхность, равную 10,9 м2/г.
После восстановления водородом при 650oC получают порошок оксидов, который имеет удельную поверхность приблизительно 6 м2/г. Этот порошок таблетируют и спекают при 1760oC в среде водорода.
Claims (26)
1. Способ получения смеси порошкообразных оксидов металлов, соответствующей реакционной способности относящихся к ядерной промышленности, из смеси нитратов металлов, которые находятся в виде водного раствора или смеси твердых веществ, которые являются порошками или сделаны порошкообразными, отличающийся тем, что в контактной зоне реакционной камеры обеспечивают термомеханический контакт между раствором или диспергированной смесью твердых веществ и газовым потоком, введенным одновременно в реакционную камеру, причем этот газовый поток вводят в контактную зону в виде симметричного вихревого потока и этот газовый поток имеет температуру, которая по меньшей мере равна температуре разложения нитратов, и имеет механическую энергию, которая достаточно высока для того, чтобы вызвать тонкое распыление раствора или тонкое диспергирование смеси твердых веществ и чтобы осуществить мгновенное разложение этих нитратов.
2. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь нитратов металлов в основном содержит по меньшей мере один из металлов - уран или плутоний, которые находятся в сочетании друг с другом или еще в раздельном или совместном сочетании по меньшей мере с одним из металлов - торием, цезием, рутением и редкоземельных элементов, включающих гадолиний и церий.
3. Способ по п.1, отличающийся тем, что смесь нитратов металлов ядерной промышленности имеет концентрацию металлов, присутствующих в жидкой фазе, от 100 до 1400 г/л.
4. Способ по любому из пп.1 - 3, отличающийся тем, что кислотность смешанной жидкой фазы может достигать приблизительно 8 н.(г-экв.).
5. Способ по любому из п.1 или 2, отличающийся тем, что, когда смесь нитратов металлов, подлежащая разложению, представляет собой порошок, концентрацию металлов выражают в виде молярного соотношения
где М представляет собой один из металлов - уран, плутоний, торий, цезий, рутений, и редкоземельный элемент, такой как, например, гадолиний или церий, причем значение R находится между 0 и 1 (пределы исключены).
где М представляет собой один из металлов - уран, плутоний, торий, цезий, рутений, и редкоземельный элемент, такой как, например, гадолиний или церий, причем значение R находится между 0 и 1 (пределы исключены).
6. Способ по любому из пп.1, 2 и 5, отличающийся тем, что, когда смесь, подлежащая разложению, содержит уран и плутоний, ее состав, выраженный отношением плутоний/(уран + плутоний), изменяется предпочтительно от 0,02 до 0,80 и весьма предпочтительно от 0,05 до 0,15.
7. Способ по любому из пп.1, 2 и 5, отличающийся тем, что, когда смесь представляет собой порошок, содержащий уран и гадолиний, ее состав, выраженный отношением гадолиний/(уран + гадолиний), изменяется предпочтительно от 0,01 до 0,20 и весьма предпочтительно от 0,02 до 0,10.
8. Способ по любому из пп.1, 2 и 5, отличающийся тем, что, когда смесь представляет собой порошок, содержащий уран и церий, ее состав, выраженный отношением церий/(уран + церий), изменяется предпочтительно от 0,02 до 0,80 и весьма предпочтительно от 0,05 до 0,15.
9. Способ по любому из пп.1 - 8, отличающийся тем, что ось симметрии вихревого потока введенного газового потока предпочтительно совпадает с продольной осью реакционной камеры и с осью устройства для впрыска плотной фазы.
10. Способ по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что газовый поток состоит из воздуха или инертного газа.
11. Способ по п.10, отличающийся тем, что инертным газом является азот.
12. Способ по п.10 или 11, отличающийся тем, что газовый поток содержит восстанавливающий агент, которым является водород или оксид углерода.
13. Способ по любому из пп.1 - 12, отличающийся тем, что газовый поток нагревают до желаемой температуры с помощью косвенного электрического нагревающего устройства вне реакционной камеры.
14. Способ по любому из пп.1 - 9, отличающийся тем, что газовый поток состоит из газообразных продуктов горения.
15. Способ по п.14, отличающийся тем, что газовый поток образуется при сгорании водорода или углеводородов в присутствии окислителя.
16. Способ по п.14 или 15, отличающийся тем, что углеводород выбирают из группы, состоящей из метана, этана, пропана, бутана.
17. Способ по п.15, отличающийся тем, что окислитель выбирают из группы, состоящей из воздуха, кислорода или их смесей.
18. Способ по любому из пп.14 - 17, отличающийся тем, что газовый поток является восстановительным за счет неполного сгорания.
19. Способ по любому из пп.14 - 18, отличающийся тем, что газовый поток, образующийся при сгорании топлива в присутствии окислителя, получают во внешней камере сгорания, не зависящей от реакционной камеры.
20. Способ по любому из пп.14 - 18, отличающийся тем, что газовый поток, образующийся при сгорании топлива в присутствии окислителя, получают во внутренней камере сгорания, зависящей от реакционной камеры.
21. Способ по любому из пп.1 - 20, отличающийся тем, что температура мгновенного разложения или установленная температура, находится в интервале 250 - 1000°С, предпочтительно 350 - 800°С.
22. Способ по любому из пп.1 - 21, отличающийся тем, что установленная температура действует либо при регулировании средств нагрева газового потока, либо при регулировании скорости потока смеси нитратов металлов, подлежащих разложению.
23. Способ по любому из пп.1 - 22, отличающийся тем, что смесь порошкообразных оксидов металлов, содержащих по меньшей мере один из оксидов урана или плутония в сочетании друг с другом или в раздельном или совместном сочетании по меньшей мере с одним из оксидов тория, цезия, рутения, и редкоземельных элементов, включающих гадолиний и церий, имеет удельную поверхность по меньшей мере 2 м2/г, предпочтительно по меньшей мере 7 м2/г.
24. Способ по п.23, отличающийся тем, что смесь оксидов металлов подвергают восстановлению, используя восстанавливающий агент.
25. Способ по любому из пп.1 - 23, отличающийся тем, что оксиды азота, полученные при разложении нитратов металлов, рекуперируют путем превращения в азотную кислоту.
26. Способ по любому из пп.1 - 25, отличающийся тем, что его используют для получения и рециркуляции ядерного топлива.
Applications Claiming Priority (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| FR9514883A FR2742254B1 (fr) | 1995-12-12 | 1995-12-12 | Procede d'obtention d'un melange d'oxydes metalliques pulverulents, appartenant a la filiere nucleaire, a partir de leurs nitrates |
| FR9514883 | 1995-12-12 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU98112923A RU98112923A (ru) | 2000-05-20 |
| RU2175643C2 true RU2175643C2 (ru) | 2001-11-10 |
Family
ID=9485542
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU98112923/12A RU2175643C2 (ru) | 1995-12-12 | 1996-12-12 | Способ получения смеси порошкообразных оксидов металлов из нитратов металлов в ядерной промышленности |
Country Status (10)
| Country | Link |
|---|---|
| US (1) | US6110437A (ru) |
| EP (1) | EP0866772B1 (ru) |
| JP (1) | JP3911288B2 (ru) |
| AU (1) | AU1179297A (ru) |
| CA (1) | CA2240267C (ru) |
| DE (1) | DE69620910T2 (ru) |
| FR (1) | FR2742254B1 (ru) |
| RU (1) | RU2175643C2 (ru) |
| WO (1) | WO1997021629A1 (ru) |
| ZA (1) | ZA9610463B (ru) |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2362739C1 (ru) * | 2007-12-12 | 2009-07-27 | ГОУ ВПО Уральский государственный университет им. А.М. Горького | Установка для получения оксидов металлов |
| RU2451639C1 (ru) * | 2010-09-22 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ растворения мокс-топлива |
| RU2554636C1 (ru) * | 2013-12-24 | 2015-06-27 | Акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ получения оксидов урана |
| RU2701921C2 (ru) * | 2015-06-12 | 2019-10-02 | Орано Сикль | Устройство и способ термического деазотирования, применение такого устройства и продукт, полученный таким способом |
Families Citing this family (16)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| AT409373B (de) * | 1997-08-06 | 2002-07-25 | Andritz Ag Maschf | Verfahren und vorrichtung zur gewinnung bzw. rückgewinnung von säuren aus lösungen |
| EP1565400B1 (en) * | 2002-11-26 | 2019-04-10 | Cabot Corporation | Fumed metal oxide particles and process for producing the same |
| US8116423B2 (en) | 2007-12-26 | 2012-02-14 | Thorium Power, Inc. | Nuclear reactor (alternatives), fuel assembly of seed-blanket subassemblies for nuclear reactor (alternatives), and fuel element for fuel assembly |
| CA2710432C (en) | 2007-12-26 | 2016-04-26 | Thorium Power, Inc. | Nuclear reactor, fuel assembly consisting of driver-breeding modules for a nuclear reactor and a fuel cell for a fuel assembly |
| CN102007547B (zh) * | 2008-04-16 | 2014-03-19 | 株式会社东芝 | 核燃料球芯块的制造方法、燃料组件及其制造方法和铀粉末 |
| US8729158B2 (en) * | 2008-09-05 | 2014-05-20 | Cabot Corporation | Fumed silica of controlled aggregate size and processes for manufacturing the same |
| US8038971B2 (en) * | 2008-09-05 | 2011-10-18 | Cabot Corporation | Fumed silica of controlled aggregate size and processes for manufacturing the same |
| ES2827304T3 (es) | 2008-12-25 | 2021-05-20 | Thorium Power Inc | Un conjunto combustible para un reactor nuclear de agua ligera |
| JP5038449B2 (ja) * | 2010-03-09 | 2012-10-03 | キヤノン株式会社 | 画像形成装置 |
| US10170207B2 (en) | 2013-05-10 | 2019-01-01 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly |
| WO2011143172A1 (en) | 2010-05-11 | 2011-11-17 | Thorium Power, Inc. | Fuel assembly with metal fuel alloy kernel and method of manufacturing thereof |
| US10192644B2 (en) | 2010-05-11 | 2019-01-29 | Lightbridge Corporation | Fuel assembly |
| HUP1100344A2 (en) | 2011-06-28 | 2012-12-28 | Gyula Istvan Gyoeker | Wheel body motor for railway |
| RU2693820C1 (ru) * | 2018-12-24 | 2019-07-08 | Российская Федерация, от имени которой выступает Государственная корпорация по атомной энергии "Росатом" | Устройство периодического действия для СВЧ-обработки материалов |
| WO2021133757A1 (en) * | 2019-12-24 | 2021-07-01 | Battelle Energy Alliance, Llc | Laser ablation methods and systems for producing feedstock powder suitable for laser-based additive manufacturing |
| CN115716661B (zh) * | 2022-11-29 | 2024-03-22 | 中国原子能科学研究院 | 氧16富集的金属氧化物的制备方法 |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3041136A (en) * | 1960-04-08 | 1962-06-26 | William H Hedley | Flame denitration and reduction of uranium nitrate to uranium dioxide |
| EP0143726A1 (fr) * | 1983-11-25 | 1985-06-05 | COMURHEX Société pour la Conversion de l'Uranium en Métal et Hexafluorure | Procédé de préparation d'oxydes métalliques pulvérulents à partir de solutions aqueuses ou de mélanges solides de nitrates métalliques |
| EP0328742A1 (de) * | 1988-02-18 | 1989-08-23 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstoff-Mischoxiden aus einer Nitrat-Lösung |
| RU93045344A (ru) * | 1993-09-23 | 1995-06-27 | Научно-производственное объединение "Радиевый институт им.В.Г.Хлошина" | Способ получения порошков диоксида урана и смешанных оксидов на его основе |
Family Cites Families (9)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB514538A (en) * | 1938-05-09 | 1939-11-10 | Metallgesellschaft Ag | Process for the thermal decomposition of metal salts |
| US3725293A (en) * | 1972-01-11 | 1973-04-03 | Atomic Energy Commission | Conversion of fuel-metal nitrate solutions to oxides |
| JPS54121442A (en) * | 1978-03-13 | 1979-09-20 | Power Reactor & Nuclear Fuel Dev Corp | Microwave heating device for radioactive material |
| US4225455A (en) * | 1979-06-20 | 1980-09-30 | The United States Of America As Represented By The United States Department Of Energy | Process for decomposing nitrates in aqueous solution |
| DE3802047A1 (de) * | 1988-01-25 | 1989-08-03 | Alkem Gmbh | Verfahren zum abtrennen eines radioaktiven metalles aus einer waessrigen loesung |
| US4937062A (en) * | 1988-03-07 | 1990-06-26 | Cabot Corporation | High surface area metal oxide foams and method of producing the same |
| US5139709A (en) * | 1991-02-04 | 1992-08-18 | Institute Of Nuclear Energy Research, Chinese Atomic Energy Council, Taiwan | Process for converting uranyl compounds to UO2 via ADU |
| RU2066299C1 (ru) * | 1993-09-23 | 1996-09-10 | Научно-производственное объединение "Радиевый институт им.В.Г.Хлопина" | Способ получения порошков диоксида урана или смешанных оксидов на его основе |
| FR2721014B1 (fr) * | 1994-06-13 | 1996-07-26 | Comurhex | Procédé d'obtention de trioxyde d'uranium par dénitration thermique directe de nitrate d'uranyle. |
-
1995
- 1995-12-12 FR FR9514883A patent/FR2742254B1/fr not_active Expired - Fee Related
-
1996
- 1996-12-12 EP EP96942397A patent/EP0866772B1/fr not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-12 JP JP52181197A patent/JP3911288B2/ja not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-12 DE DE69620910T patent/DE69620910T2/de not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-12 ZA ZA9610463A patent/ZA9610463B/xx unknown
- 1996-12-12 RU RU98112923/12A patent/RU2175643C2/ru not_active IP Right Cessation
- 1996-12-12 US US09/091,243 patent/US6110437A/en not_active Expired - Lifetime
- 1996-12-12 AU AU11792/97A patent/AU1179297A/en not_active Abandoned
- 1996-12-12 CA CA002240267A patent/CA2240267C/fr not_active Expired - Fee Related
- 1996-12-12 WO PCT/FR1996/001993 patent/WO1997021629A1/fr not_active Ceased
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US3041136A (en) * | 1960-04-08 | 1962-06-26 | William H Hedley | Flame denitration and reduction of uranium nitrate to uranium dioxide |
| EP0143726A1 (fr) * | 1983-11-25 | 1985-06-05 | COMURHEX Société pour la Conversion de l'Uranium en Métal et Hexafluorure | Procédé de préparation d'oxydes métalliques pulvérulents à partir de solutions aqueuses ou de mélanges solides de nitrates métalliques |
| EP0328742A1 (de) * | 1988-02-18 | 1989-08-23 | Kernforschungszentrum Karlsruhe Gmbh | Verfahren zur Herstellung von Kernbrennstoff-Mischoxiden aus einer Nitrat-Lösung |
| RU93045344A (ru) * | 1993-09-23 | 1995-06-27 | Научно-производственное объединение "Радиевый институт им.В.Г.Хлошина" | Способ получения порошков диоксида урана и смешанных оксидов на его основе |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| HEDLEY W.H. et al. Production of uranium dioxide by flame denitration, Industrial and Engineering Chemisty. - 1964, v.3, № l. * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| RU2362739C1 (ru) * | 2007-12-12 | 2009-07-27 | ГОУ ВПО Уральский государственный университет им. А.М. Горького | Установка для получения оксидов металлов |
| RU2451639C1 (ru) * | 2010-09-22 | 2012-05-27 | Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ растворения мокс-топлива |
| RU2554636C1 (ru) * | 2013-12-24 | 2015-06-27 | Акционерное общество "Сибирский химический комбинат" | Способ получения оксидов урана |
| RU2701921C2 (ru) * | 2015-06-12 | 2019-10-02 | Орано Сикль | Устройство и способ термического деазотирования, применение такого устройства и продукт, полученный таким способом |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| AU1179297A (en) | 1997-07-03 |
| FR2742254A1 (fr) | 1997-06-13 |
| ZA9610463B (en) | 1998-06-12 |
| US6110437A (en) | 2000-08-29 |
| DE69620910D1 (de) | 2002-05-29 |
| CA2240267A1 (fr) | 1997-06-19 |
| JPH11513967A (ja) | 1999-11-30 |
| WO1997021629A1 (fr) | 1997-06-19 |
| FR2742254B1 (fr) | 1998-02-13 |
| JP3911288B2 (ja) | 2007-05-09 |
| EP0866772B1 (fr) | 2002-04-24 |
| CA2240267C (fr) | 2001-07-03 |
| DE69620910T2 (de) | 2002-12-12 |
| EP0866772A1 (fr) | 1998-09-30 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| RU2175643C2 (ru) | Способ получения смеси порошкообразных оксидов металлов из нитратов металлов в ядерной промышленности | |
| US4871479A (en) | Process for producing sintered mixed oxides which are soluble in nitric acid from solutions of nitrates | |
| US4687601A (en) | Process for the preparation of pulverulent metallic oxides from metallic nitrates | |
| US3862296A (en) | Conversion process for waste nitrogen-containing compounds | |
| KR100717924B1 (ko) | 혼합산화물 핵연료 분말 및 혼합산화물 핵연료 소결체의제조 방법 | |
| JP2905294B2 (ja) | 廃棄物を生じさせずに金属ウランからｕｏ２燃料ペレットを製造するための方法 | |
| CA1121146A (en) | Method for the manufacture of (u,pu)o.sub.2 mixed crystals | |
| JPS638438B2 (ru) | ||
| Collins | Advanced thermal denitration conversion processes for aqueous-based reprocessing and recycling of spent nuclear fuels | |
| US3260575A (en) | Single-step process for preparation of uranium dioxide from uranium hexafluoride | |
| RU2110856C1 (ru) | Способ восстановления пригодности выгоревшей в ядерном реакторе смеси изотопов урана | |
| DE2747234A1 (de) | Verfahren zum calcinieren radioaktiver abfaelle | |
| US6235252B1 (en) | Method for recovering nitrate ions as nitric acid from nuclear industry effluents | |
| Haas | A comparison of processes for the conversion of uranyl nitrate into ceramic-grade UO2 | |
| EP0156018A1 (de) | Verfahren zum Herstellen von oxidischen Kernbrennstoffsinterkörpern | |
| RU2203225C2 (ru) | Способ конверсии гексафторида урана | |
| DE1592471C3 (de) | Verfahren zur Herstellung von Urandioxidpulvern und -granulaten | |
| JPH03333B2 (ru) | ||
| RU2093468C1 (ru) | Способ получения диоксида урана или оксидной композиции на его основе | |
| DE3805063C2 (ru) | ||
| EP0136448B1 (de) | Verfahren zur Herstellung von salpetersäurelöslichen Uran-Thorium- und Uran-Plutonium-Mischoxiden | |
| EP0150737B1 (en) | Process for treating nuclear fuel scrap | |
| Caldwell | OF CERAMIC-GRADE UO2, UO2 PuO2, and PuO2 | |
| Daumas et al. | Nitride targets elaborated by sol-gel processing for actinide incineration | |
| Romano | NITROX Process: A Process Developed by COMURHEX of Continuous Denitration |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20151213 |