RU2361297C2 - Method of isotopic recycling uranium - Google Patents

Method of isotopic recycling uranium Download PDF

Info

Publication number
RU2361297C2
RU2361297C2 RU2007109980/06A RU2007109980A RU2361297C2 RU 2361297 C2 RU2361297 C2 RU 2361297C2 RU 2007109980/06 A RU2007109980/06 A RU 2007109980/06A RU 2007109980 A RU2007109980 A RU 2007109980A RU 2361297 C2 RU2361297 C2 RU 2361297C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
uranium
cascade
carrier gas
ordinary
selection
Prior art date
Application number
RU2007109980/06A
Other languages
Russian (ru)
Other versions
RU2007109980A (en
Inventor
Николай Андрианович Балагуров (RU)
Николай Андрианович Балагуров
Виктор Васильевич Водолазских (RU)
Виктор Васильевич Водолазских
Владимир Владимирович Галкин (RU)
Владимир Владимирович Галкин
Владимир Анатольевич Журин (RU)
Владимир Анатольевич Журин
Владимир Михайлович Короткевич (RU)
Владимир Михайлович Короткевич
Олег Васильевич Крюков (RU)
Олег Васильевич Крюков
Владимир Ильич Мазин (RU)
Владимир Ильич Мазин
Владимир Николаевич Прусаков (RU)
Владимир Николаевич Прусаков
Александр Александрович Сазыкин (RU)
Александр Александрович Сазыкин
Леонид Юрьевич Соснин (RU)
Леонид Юрьевич Соснин
Дмитрий Владимирович Утробин (RU)
Дмитрий Владимирович Утробин
Анатолий Николаевич Чельцов (RU)
Анатолий Николаевич Чельцов
Владимир Иванович Щелканов (RU)
Владимир Иванович Щелканов
Original Assignee
Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат"
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 Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат" filed Critical Открытое акционерное общество "Сибирский химический комбинат"
Priority to RU2007109980/06A priority Critical patent/RU2361297C2/en
Publication of RU2007109980A publication Critical patent/RU2007109980A/en
Application granted granted Critical
Publication of RU2361297C2 publication Critical patent/RU2361297C2/en

Links

Classifications

    • 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

Landscapes

  • Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
  • Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)

Abstract

FIELD: physics.
SUBSTANCE: invention relates to the technology of recycling nuclear energy material. The said method of isotopic recycling uranium involves correction of the composition of burnt uranium isotopic mixtures in a double centrifugal cascade with selection of hexafluoride of uranium isotopic mixtures, purified from dangerous radioactive isotopes U-232 and U-234, through selection of the heavy fraction of second ordinary cascade. Separation of uranium isotopic mixtures in the second ordinary cascade is done in the presence of a carrier gas. The carrier gas has average molecular weight ranging from 346 to 348 amu.
EFFECT: invention reduces the mass of dangerous radioactive wastes and reduces loss of fissile U-235 isotope.
7 cl, 1 dwg, 2 tbl

Description

Изобретение относится к технологии рециклирования ядерных энергетических материалов и может быть использовано для возврата урана, выделенного из отработавшего ядерного топлива, в топливный цикл легководных реакторов.The invention relates to technology for the recycling of nuclear energy materials and can be used to return uranium extracted from spent nuclear fuel to the fuel cycle of light-water reactors.

Выгоревшее в ядерном реакторе топливо по изотопному составу урана существенно отличается от натуральной (природной) смеси изотопов урана. В выгоревшей смеси помимо разницы в изотопной концентрации U-235 в значительных количествах присутствуют нежелательные четные изотопы U-232, U-234 и U-236, которые не отделяются в процессе химической переработки ОЯТ и с повышенным содержанием которых связаны основные трудности в обращении с регенерированным ураном.The fuel burned out in a nuclear reactor in terms of the isotopic composition of uranium differs significantly from the natural (natural) mixture of uranium isotopes. In the burnt mixture, in addition to the difference in the isotopic concentration of U-235 in significant quantities, there are undesirable even isotopes U-232, U-234 and U-236, which are not separated during the chemical reprocessing of SNF and with an increased content of which are associated with the main difficulties in handling the regenerated uranium.

Предложен способ восстановления пригодности выгоревшего в ядерном реакторе топлива в виде гексафторида смеси изотопов урана к изготовлению ядерного топлива для повторного использования в ядерном реакторе [Патент RU №2113022 C1, МПК 6 G21C 19/42, 19/50, C01G 43/00. Приоритет от 20.05.1997. Опубл. 10.06.1998. Бюл. №16] (аналог), состоящий в том, что в гексафториде выгоревшей смеси изотопов урана повышают концентрацию делящегося изотопа U-235 по сравнению с исходной концентрацией до заданной величины и одновременно понижают концентрацию изотопов U-236, U-234 и U-232 по сравнению с исходной концентрацией, смешивая между собой в жидкой и/или газовой фазах преимущественно три компонента. В качестве первого компонента, т.е. исходного материала, используют гексафторид выгоревшей смеси изотопов урана. В качестве второго, т.е. восстанавливающего компонента, используют гексафторид отвального урана природного происхождения с концентрацией делящегося изотопа U-235 преимущественно в интервале 0,15-0,7115 мас.%. В качестве третьего, также восстанавливающего компонента, используют гексафторид обогащенного (от 3,6 до 100 мас.%) урана природного происхождения. В процессе смешивания производят контроль и регулирование содержания как делящегося изотопа (U-235), так и нежелательных изотопов (U-232, U-234 и U-236). Последовательное добавление и смешивание компонентов продолжают до получения заранее заданных концентраций изотопов урана в установленных пределах. Смешению подвергают уран в химической форме гексафторида.A method for restoring the suitability of fuel burned out in a nuclear reactor in the form of hexafluoride of a mixture of uranium isotopes for the manufacture of nuclear fuel for reuse in a nuclear reactor [Patent RU No. 2113022 C1, IPC 6 G21C 19/42, 19/50, C01G 43/00. Priority from 05/20/1997. Publ. 06/10/1998. Bull. No. 16] (analogue), consisting in the fact that in the hexafluoride of a burnt mixture of uranium isotopes, the concentration of fissile U-235 isotope is increased compared to the initial concentration to a predetermined value and at the same time the concentration of U-236, U-234 and U-232 isotopes is reduced compared with the initial concentration, mixing among themselves in the liquid and / or gas phases mainly three components. As the first component, i.e. source material, use a hexafluoride burnt mixture of uranium isotopes. As a second, i.e. reducing component, heap uranium hexafluoride of natural origin is used with a concentration of fissile isotope U-235 mainly in the range of 0.15-0.7115 wt.%. As the third, also reducing component, enriched (from 3.6 to 100 wt.%) Uranium hexafluoride of natural origin is used. During the mixing process, the content of both fissile isotope (U-235) and unwanted isotopes (U-232, U-234 and U-236) is monitored and controlled. The sequential addition and mixing of the components is continued until a predetermined concentration of uranium isotopes is obtained within specified limits. Uranium in the chemical form of hexafluoride is mixed.

Способ-аналог позволяет приготовить ядерное топливо для повторного использования практически с любым пониженным составом нежелательных изотопов в восстановленной смеси изотопов урана. Однако масса восстановленного топливного материала превышает массу загрузки активной зоны LWR, откуда выгружено ОЯТ, и излишки восстановленной для повторного использования выгоревшей смеси изотопов урана не находят применения.An analogous method allows the preparation of nuclear fuel for reuse with virtually any reduced composition of undesirable isotopes in a reduced mixture of uranium isotopes. However, the mass of the recovered fuel material exceeds the load mass of the LWR core, from which the SNF is unloaded, and the excess recovered for reuse of the burnt mixture of uranium isotopes is not used.

Также известен способ изотопного восстановления регенерированного урана [Патент RU 2236053 С2, МПК 7 G21C 19/42, B01D 59/20. Приоритет от 04.11.2002. Опубл. 10.09.2004. Бюл. №25], который включает прямое обогащение гексафторида регенерированного урана в изотопно-разделительном центрифужном каскаде. Смесь изотопов урана обогащают по делящемуся изотопу U-235 до 10,0-90,0 мас.%, после чего разбавляют ураном природного происхождения до массы, не превышающей массу сырьевого уранового регенерата. Разбавление ведут смесью изотопов урана с содержанием делящегося изотопа уран-235 от 0,1 до 5,0 мас.%.Also known is a method of isotopic reduction of regenerated uranium [Patent RU 2236053 C2, IPC 7 G21C 19/42, B01D 59/20. Priority from 04/04/2002. Publ. 09/10/2004. Bull. No. 25], which includes direct enrichment of regenerated uranium hexafluoride in an isotope-separation centrifuge cascade. The mixture of uranium isotopes is enriched in the fissile isotope U-235 to 10.0-90.0 wt.%, After which it is diluted with natural uranium to a mass not exceeding the mass of raw uranium regenerate. Dilution is carried out with a mixture of uranium isotopes with a fissile isotope uranium-235 content of from 0.1 to 5.0 wt.%.

Способ-аналог позволяет уменьшить в регенерированном уране абсолютное содержание нежелательного изотопа U-236 и только относительную концентрацию наиболее радиационно-опасных изотопов U-234 и U-232.The analogue method allows to reduce the absolute content of the undesired isotope U-236 in the regenerated uranium and only the relative concentration of the most radiation-hazardous isotopes U-234 and U-232.

Наиболее близким по технической сущности и достигаемому эффекту является предложенный способ изотопного восстановления регенерированного урана в топливном цикле [Патент RU 2242812 С2, МПК 7 G21C 19/42, B01D 59/20. Приоритет от 17.12.2002. Опубл. 20.12.2004. Бюл. №35], заключающийся в том, что в выгоревшей смеси изотопов урана повышают концентрацию делящегося изотопа U-235 до 2,0-7,0 мас.% при снижении абсолютной и относительной концентрации нежелательных изотопов U-232, U-234 и U-236 прямым обогащением гексафторида сырьевого уранового регенерата в центрифужном изотопно-разделительном каскаде. Сырьевой урановый регенерат обогащают делящимся изотопом U-235 в двойном каскаде при отборе восстановленного топливного материала через поток отвала второго ординарного каскада. Далее поток отвала второго ординарного каскада разбавляют гексафторидом урана природного происхождения до массы, не превышающей массу гексафторида сырьевого уранового регенерата. Этот способ выбран в качестве прототипа.The closest in technical essence and the achieved effect is the proposed method for the isotopic reduction of regenerated uranium in the fuel cycle [Patent RU 2242812 C2, IPC 7 G21C 19/42, B01D 59/20. Priority dated 12/17/2002. Publ. 12/20/2004. Bull. No. 35], which consists in the fact that in a burnt mixture of uranium isotopes, the concentration of fissile isotope U-235 is increased to 2.0-7.0 wt.% With a decrease in the absolute and relative concentration of undesirable isotopes U-232, U-234 and U- 236 by direct enrichment of raw uranium regenerate hexafluoride in a centrifuge isotope separation cascade. The raw uranium regenerate is enriched with the fissile isotope U-235 in a double cascade during the selection of the reduced fuel material through the dump stream of the second ordinary cascade. Next, the dump stream of the second ordinary cascade is diluted with natural uranium hexafluoride to a mass not exceeding the mass of raw uranium regenerate hexafluoride. This method is selected as a prototype.

Способ-прототип позволяет в первом ординарном каскаде частично очистить сырьевой урановый регенерат от изотопа U-236; во втором ординарном каскаде в основном провести очистку от изотопа U-232 (напомним, что двойной каскад представляет собой систему из двух ординарных каскадов, в котором отбор продукта первого по отношению к внешнему питанию каскада служит питанием второго каскада). Двухкаскадная схема коррекции изотопного состава выгоревшей смеси изотопов урана позволяет достигнуть следующих результатов:The prototype method allows in the first ordinary cascade to partially clean the raw uranium regenerate from the isotope U-236; in the second ordinary cascade, it is mainly necessary to clean the U-232 isotope (recall that the double cascade is a system of two ordinary cascades in which the selection of the product of the first relative to the external power of the cascade serves as the power of the second cascade). The two-stage correction scheme for the isotopic composition of a burnt mixture of uranium isotopes allows us to achieve the following results:

- поток легкой фракции второго ординарного каскада составляет 0,014 мас.% весового расхода потока исходного уранового регенерата на питание первого ординарного каскада.- the light fraction stream of the second ordinary cascade is 0.014 wt.% by weight of the flow rate of the feed of the initial uranium regenerate to feed the first ordinary cascade.

- с потоком легкой фракции второго ординарного каскада, направляемом в отходы обогащения, извлекается до 85% радиационно-опасного изотопа U-232;- up to 85% of the radiation-hazardous isotope U-232 is extracted with a stream of light fraction of the second ordinary cascade sent to the enrichment waste;

- в поток легкой фракции уходит не более 1,6 мас.% делящегося изотопа U-235, поступающего во второй ординарный каскад.- no more than 1.6 wt.% of the fissile isotope U-235 entering the second ordinary cascade goes into the light fraction stream.

К недостаткам способа-прототипа можно отнести, во-первых, недостаточно полное извлечение радиационно-опасного нуклида U-232 из смеси изотопов урана; во-вторых, существенные потери делящегося изотопа U-235 и, как следствие, образование относительно большого количества ядерно- и радиационно-опасных отходов; в третьих, высокую концентрацию γ-излучающего нуклида U-232 и продуктов его распада на концевых ступенях второго ординарного каскада, создающих значительный радиационный фон от центрифужного оборудования на данном технологическом участке.The disadvantages of the prototype method include, firstly, insufficiently complete extraction of radiation-hazardous nuclide U-232 from a mixture of uranium isotopes; secondly, significant losses of the fissile isotope U-235 and, as a result, the formation of a relatively large amount of nuclear and radiation hazardous waste; thirdly, a high concentration of γ-emitting nuclide U-232 and its decay products at the end steps of the second ordinary cascade, which create a significant radiation background from centrifuge equipment in this technological area.

Настоящее изобретение направлено на решение следующих задач:The present invention is aimed at solving the following problems:

- снижение массы радиационно-опасных отходов при коррекции состава смеси изотопов урана во втором ординарном каскаде;- reduction in the mass of radiation-hazardous waste during the correction of the composition of the mixture of uranium isotopes in the second ordinary cascade;

- дополнительное извлечение из смеси изотопов урана радиационно-опасного изотопа U-232 при одновременном снижении потерь делящегося изотопа U-235.- additional extraction from the mixture of isotopes of uranium of the radiation-hazardous isotope U-232 while reducing losses of fissile isotope U-235.

Указанные выше задачи достигаются техническим решением, сущность которого состоит в том, что в способе изотопного восстановления регенерированного урана, включающем коррекцию состава выгоревшей смеси изотопов урана в двойном центрифужном каскаде при отборе товарной изотопной продукции через отбор тяжелой фракции второго ординарного каскада, разделение смеси изотопов урана во втором ординарном каскаде ведут в присутствии газа-носителя, имеющего молекулярный вес, идентичный (близкий или равный) молекулярному весу гексафторида изотопов урана.The above objectives are achieved by a technical solution, the essence of which is that in the method of isotopic reduction of regenerated uranium, which includes adjusting the composition of a burnt mixture of uranium isotopes in a double centrifuge cascade during the selection of marketable isotopic products through the selection of the heavy fraction of the second ordinary cascade, separation of the mixture of uranium isotopes into the second ordinary cascade is conducted in the presence of a carrier gas having a molecular weight identical to (close to or equal to) the molecular weight of the isotope hexafluoride oranium.

Кроме того, перечисленные выше задачи достигаются также дополнительными техническими решениями, состоящими в том, что используют газ-носитель со средним молекулярным весом в интервале от 346 до 348 а.е.м.; что используют газ-носитель, химически инертный к гексафториду урана, по крайней мере, до температуры 125°С, и имеющий давление насыщенного пара при температуре рабочего газа второго ординарного каскада не менее 133 Па; что в качестве газа-носителя используют один или несколько изомеров фторированного диметилциклогексана с общей химической формулой C8H3F13; что расход газа-носителя составляет не более 1 мас.% расхода гексафторида смеси изотопов урана на питание второго ординарного каскада; что гексафторид смеси изотопов урана и газ-носитель подводят в различные ступени второго ординарного каскада; что отбор легкой фракции второго ординарного каскада контактируют с сорбентом из гранулированного фторида натрия, после чего газ-носитель возвращают на питание второго ординарного каскада.In addition, the above tasks are also achieved by additional technical solutions, consisting in the fact that they use a carrier gas with an average molecular weight in the range from 346 to 348 amu; that they use a carrier gas chemically inert to uranium hexafluoride, at least up to a temperature of 125 ° C, and having a saturated vapor pressure at a working gas temperature of the second ordinary cascade of at least 133 Pa; that one or more isomers of fluorinated dimethylcyclohexane with the general chemical formula C 8 H 3 F 13 are used as a carrier gas; that the flow rate of the carrier gas is not more than 1 wt.% the flow rate of hexafluoride mixture of uranium isotopes for food of the second ordinary cascade; that hexafluoride of a mixture of uranium isotopes and a carrier gas is supplied to various stages of the second ordinary cascade; that the selection of the light fraction of the second ordinary cascade is in contact with the sorbent from granular sodium fluoride, after which the carrier gas is returned to the power of the second ordinary cascade.

Основной отличительной особенностью способа является то, что во втором ординарном центрифужном каскаде разделение смеси изотопов урана ведут в присутствии газа-носителя, имеющего молярную массу, сравнимую с молярной массой гексафторида изотопов U-234 и U-232. Введение газа-носителя меняет средний молекулярный вес разделяемой изотопной смеси и, тем самым, изменяет распределение разделяемых молярных масс по длине каскада. При молекулярном весе газа-носителя от 346 до 348 а.е.м. молекулы гексафторида изотопов урана с большим молекулярным весом - 235UF6 (349 а.е.м.), 236UF6 (350 а.е.м.) и 238UF6 (352 а.е.м.) - смещаются к отбору тяжелой фракции второго ординарного каскада, что ведет к уменьшению потерь делящегося изотопа U-235 с потоком отбора легкой фракции. В присутствии газа-носителя молекулы гексафторида изотопов урана с меньшим или равным молекулярным весом, т.е. 232UF6 (346 а.е.м.), 234UF6 (348 а.е.м.), или оттесняются к крайним разделительным ступеням отбора легкой фракции второго ординарного каскада, или смешиваются с газом-носителем и выводятся вместе с ним через отбор легкой фракции. Таким образом, присутствие газа-носителя повышает извлечение радиационно-опасного изотопа U-232 из выгоревшей смеси изотопов урана и уменьшает потери делящегося изотопа U-235.The main distinguishing feature of the method is that in the second ordinary centrifuge cascade, the separation of the mixture of uranium isotopes is carried out in the presence of a carrier gas having a molar mass comparable to the molar mass of the isotopes U-234 and U-232. The introduction of a carrier gas changes the average molecular weight of the separated isotopic mixture and, thus, changes the distribution of the shared molar masses along the length of the cascade. With a molecular weight of the carrier gas from 346 to 348 amu molecules of uranium isotopes of high molecular weight - 235 UF 6 (349 amu), 236 UF 6 (350 amu) and 238 UF 6 (352 amu) - shift to selection of the heavy fraction of the second ordinary cascade, which leads to a decrease in the losses of the fissile U-235 isotope with the light fraction selection stream. In the presence of a carrier gas, molecules of uranium isotope hexafluoride with a lesser or equal molecular weight, i.e. 232 UF 6 (346 amu), 234 UF 6 (348 amu) are either pushed to the extreme dividing steps for selecting the light fraction of the second ordinary cascade, or mixed with the carrier gas and discharged with it through the selection of the light fraction. Thus, the presence of a carrier gas increases the extraction of the radiation-hazardous isotope U-232 from a burnt mixture of uranium isotopes and reduces the loss of fissile isotope U-235.

Снижение доли делящегося изотопа U-235 в потоке легкой фракции уменьшает массу радиоактивных отходов, которые образуются при коррекции изотопного состава выгоревшей смеси изотопов урана.A decrease in the fraction of fissile isotope U-235 in the light fraction stream reduces the mass of radioactive waste that is formed upon correction of the isotopic composition of a burnt mixture of uranium isotopes.

Разбавление газом-носителем гексафторида урана в ветви легкой фракции второго ординарного каскада снижает мольную долю радиационно-опасного изотопа U-232 в потоке рабочего газа на крайних ступенях каскада, что позволяет улучшить радиационную обстановку в технологической зоне расположения центрифужного каскада.Dilution by the carrier gas of uranium hexafluoride in the branch of the light fraction of the second ordinary cascade reduces the molar fraction of the radiation-hazardous isotope U-232 in the working gas stream at the extreme stages of the cascade, which improves the radiation situation in the technological zone of the centrifuge cascade.

Для снижения содержания газа-носителя в отборе тяжелой фракции его подача во второй ординарный каскад желательна ближе к концевым степеням со стороны отбора легкой фракции. Предпочтительный расход газа-носителя должен составляет до 1 мас.% потока питания второго ординарного каскада, поскольку, с одной стороны, дальнейшее увеличение массовой доли газа-носителя уже не приводит к дополнительному положительному эффекту по коррекции изотопного состава, с другой - только увеличивает содержание газа-носителя в товарном продукте - скорректированной смеси изотопов урана.To reduce the carrier gas content in the selection of the heavy fraction, its supply to the second ordinary cascade is desirable closer to the end degrees from the side of the selection of the light fraction. The preferred carrier gas flow rate should be up to 1 wt% of the feed stream of the second ordinary cascade, since, on the one hand, a further increase in the mass fraction of the carrier gas no longer leads to an additional positive effect on the correction of the isotopic composition, on the other hand, it only increases the gas content -carrier in a marketable product - an adjusted mixture of uranium isotopes.

Для достижения указанных выше технических результатов газ-носитель должен обладать определенными физико-химическими свойствами:To achieve the above technical results, the carrier gas must have certain physical and chemical properties:

- быть химически устойчивым к гексафториду урана, по крайней мере, до температуры 125°С, поскольку в отдельных зонах ротора газовой центрифуги температура рабочих поверхностей достигает указанной величины. В противном случае может происходить восстановление гексафторида урана до нелетучего тетрафторида урана;- be chemically resistant to uranium hexafluoride, at least to a temperature of 125 ° C, because in certain areas of the rotor of a gas centrifuge, the temperature of the working surfaces reaches the specified value. Otherwise, reduction of uranium hexafluoride to non-volatile uranium tetrafluoride may occur;

- давление насыщенных паров газа-носителя при температуре рабочего газа второго ординарного каскада должно составлять не менее 133 Па, поскольку иначе из-за конденсации паров на поверхности оборудовании могут возникнуть технические проблемы с дозировкой и переносом газа-носителя по каскаду.- the pressure of saturated vapor of the carrier gas at the temperature of the working gas of the second ordinary cascade should be at least 133 Pa, because otherwise, due to vapor condensation on the surface of the equipment, technical problems with the dosage and transfer of carrier gas through the cascade may occur.

Из известного набора летучих фторсодержащих соединений поставленным требованиям в наибольшей степени соответствуют изомеры фторированного диметилциклогексана с общей химической формулой C8H3F13. Указанные соединения имеют молярную массу от 346 до 348 г/моль с учетом изотопии углерода и водорода (в основном 346 а.е.м.). Давление насыщенного пара C8H3F13 при температуре 15°С составляет около 2260 Па. Фторированный диметилциклогексан химически инертен к гексафториду урана до температуры 125°С.Of the well-known set of volatile fluorine-containing compounds, the isomers of fluorinated dimethylcyclohexane with the general chemical formula C 8 H 3 F 13 correspond to the set requirements to the greatest extent. These compounds have a molar mass of 346 to 348 g / mol, taking into account the isotopy of carbon and hydrogen (mainly 346 amu). The saturated vapor pressure of C 8 H 3 F 13 at a temperature of 15 ° C is about 2260 Pa. Fluorinated dimethylcyclohexane is chemically inert to uranium hexafluoride to a temperature of 125 ° C.

На выходе второго ординарного каскада отбор легкой фракции, содержащий практически весь изотоп U-232, значительную часть изотопа U-234 и газ-носитель, контактируют (желательно при температуре 80÷120°С) с гранулированным NaF. За счет образования нелетучего аддукта UF6·2NaF газ-носитель очищается от отходов коррекции состава выгоревшей смеси изотопов урана с фиксацией последних на твердом сорбенте. Газ-носитель возвращается повторно в разделительную ступень второго ординарного каскада.At the output of the second ordinary cascade, the selection of the light fraction containing almost the entire U-232 isotope, a significant part of the U-234 isotope and the carrier gas are in contact (preferably at a temperature of 80 ÷ 120 ° C) with granular NaF. Due to the formation of the non-volatile adduct UF 6 · 2NaF, the carrier gas is cleaned of the waste composition correction of the burnt mixture of uranium isotopes with the fixation of the latter on a solid sorbent. The carrier gas is returned again to the separation stage of the second ordinary cascade.

Реализация способа поясняется чертежом, где приведена блок-схема двойного центрифужного изотопно-разделительного каскада для изотопного восстановления регенерированного урана и потоки подпитки газа-носителя в разделительную ступень второго ординарного каскада.The implementation of the method is illustrated in the drawing, which shows a block diagram of a double centrifugal isotope separation cascade for isotopic reduction of regenerated uranium and carrier gas feed flows to the separation stage of the second ordinary cascade.

Двойной каскад организован ординарными каскадами 1 и 2. На блок-схеме также показаны поток 3 питания двойного каскада гексафторидом сырьевого уранового регенерата; поток 4 отбора тяжелой фракции (обедненной по делящемуся изотопу U-235) и поток 5 отбора легкой фракции (обогащенной по делящемуся изотопу U-235) изотопной смеси первого ординарного каскада; потоки 6 и 7 отбора соответственно тяжелой и легкой фракций второго ординарного каскада; потоки 8 и 9 соответственно циркуляции газа-носителя питания газом-носителем разделительных ступеней каскада; одна из колонн 10, заполненных сорбентом из гранулированного фтористого натрия (NaF); поток 11 гексафторида урана-разбавителя и поток 12 гексафторида урана с энергетической концентрацией делящегося изотопа U-235, затариваемый в контейнер 13 для отправки потребителю; контейнер 14 для затаривания гексафторида урана легкой фракции второго ординарного каскада, десорбируемого со фторида натрия, а также контейнер 15 для затаривания гексафторида урана тяжелой фракции первого ординарного каскада.The double cascade is organized by ordinary cascades 1 and 2. The flow diagram 3 of the supply of the double cascade with raw uranium regenerate hexafluoride is also shown on the block diagram; stream 4 for selection of the heavy fraction (depleted in fissile isotope U-235) and stream 5 for selection of the light fraction (enriched in fissile isotope U-235) of the isotopic mixture of the first ordinary cascade; streams 6 and 7 of selection, respectively, of heavy and light fractions of the second ordinary cascade; flows 8 and 9, respectively, of the circulation of the carrier gas supply gas carrier gas of the separation stages of the cascade; one of the columns 10 filled with a sorbent of granular sodium fluoride (NaF); a uranium diluent hexafluoride stream 11 and a uranium hexafluoride stream 12 with an energy concentration of fissile isotope U-235, packaged into a container 13 for shipment to the consumer; a container 14 for packing uranium hexafluoride of a light fraction of the second ordinary cascade desorbed from sodium fluoride, as well as a container 15 for packing of uranium hexafluoride of a heavy fraction of the first ordinary cascade.

Сырьевой урановый регенерат поступает на урановый завод, как правило, в химической форме оксидов. На урановом заводе регенерированный уран по радиохимической технологии дополнительно очищается от продуктов деления, после чего уран конвертируется в химическую форму гексафторида и транспортируют на центрифужную установку коррекции состава выгоревшей смеси изотопов урана в виде двойного каскада 1-2. Двойной каскад представляют собой каскадное объединение разделительных ступеней типовых газовых центрифуг, которые относительно коллекторов потоков питания каскадов условно делятся на разделительные ступени ветви легкой и тяжелой фракций.Raw uranium regenerate enters the uranium plant, usually in the chemical form of oxides. At the uranium plant, the regenerated uranium is additionally purified from fission products by radiochemical technology, after which the uranium is converted into the chemical form of hexafluoride and transported to a centrifuge installation for correcting the composition of the burnt mixture of uranium isotopes in the form of a double cascade 1-2. The double cascade is a cascade association of the separation stages of typical gas centrifuges, which relative to the collectors of the cascade supply flows are conventionally divided into separation stages of the branch of light and heavy fractions.

Для подачи в газовые центрифуги разделительных ступеней гексафторид регенерированного урана газифицируют и в виде потока 3 направляют в коллектор потока питания первого ординарного каскада 1. В потоках 5 и 4 отборах каскада 1 получают соответственно легкую фракцию, обогащенную до 5÷6 мас.% по делящемуся изотопу U-235 с учетом необходимой компенсации на присутствие нейтронного поглотителя-изотопа U-236, и тяжелую фракцию (отвал), содержащую от 0,1 до 0,3 мас.% изотопа U-235. В ряде случаев обогащение в первом ординарном каскаде по делящемуся изотопу U-235 ведут до 21÷90 мас.% для получения легкой фракции, очищенной от изотопа U-236. При этом изотоп U-236 практически весь уходит с потоком 4 в отвал каскада 1.To feed the separation stages of regenerated uranium hexafluoride to gas centrifuges, they are gasified and, in the form of stream 3, sent to the collector of the feed stream of the first ordinary cascade 1. In streams 5 and 4 of cascade 1, respectively, a light fraction is enriched up to 5–6 wt% by fissile isotope U-235, taking into account the necessary compensation for the presence of a neutron absorber-isotope U-236, and a heavy fraction (dump) containing from 0.1 to 0.3 wt.% Of the isotope U-235. In some cases, enrichment in the first ordinary cascade by fissile isotope U-235 leads to 21 ÷ 90 wt.% To obtain a light fraction purified from the isotope U-236. In this case, the isotope U-236 practically all goes with stream 4 to the dump of cascade 1.

Легкую фракцию каскада 1 направляют в коллектор потока питания второго ординарного каскада 2. Поток 7 отбора легкой фракции каскада 2 содержит основную массу изотопа U-232 и значительную часть изотопа U-234. Кроме того, в отборе легкой фракции присутствует гексафторид делящегося изотопа U-235.The light fraction of cascade 1 is sent to the collector of the power stream of the second ordinary cascade 2. Stream 7 selection of the light fraction of cascade 2 contains the bulk of the isotope U-232 and a significant part of the isotope U-234. In addition, in the selection of the light fraction, hexafluoride of the fissile isotope U-235 is present.

Поток 6 отбора тяжелой фракции каскада 2 представляет собой гексафторид смеси изотопов урана, очищенной от радиационно-опасных изотопов U-232 и U-234. При этом в зависимости от выбранной схемы обогащения в первом ординарном каскаде смесь изотопов урана в потоке 6 может представлять собой или гексафторид энергетического урана, или гексафторид урана высокого обогащения. В последнем случае смесь изотопов урана с откорректированным составом дополнительно направляют на участок смешения с гексафторидом натуральной (природной) смеси изотопов урана для приготовления товарного реакторного топливного материала.Stream 6 selection of the heavy fraction of cascade 2 is a hexafluoride mixture of uranium isotopes, purified from radiation-hazardous isotopes U-232 and U-234. Depending on the selected enrichment scheme in the first ordinary cascade, the mixture of uranium isotopes in stream 6 can be either energy uranium hexafluoride or high enrichment uranium hexafluoride. In the latter case, the mixture of uranium isotopes with the adjusted composition is additionally sent to the mixing site with hexafluoride of a natural (natural) mixture of uranium isotopes for the preparation of commercial reactor fuel material.

Для снижения потерь делящегося изотопа U-235 с потоком 7 отбора легкой фракции и полноты отделения изотопа U-232 в одну или несколько разделительных ступеней ветви легкой фракции центрифужного каскада 2 дополнительно подают газ-носитель 9 с молекулярным весом в интервале от 346 до 348 а.е.м., что позволяет практически нацело оттеснить делящийся изотоп U-235 в поток 6 отбора тяжелой фракции второго ординарного каскада.In order to reduce the losses of the fissile isotope U-235 with the light selection stream 7 and the completeness of separation of the U-232 isotope, a carrier gas 9 with a molecular weight in the range from 346 to 348 a is additionally fed into one or more separation stages of the branches of the light fraction of the centrifuge cascade 2. EM, which allows you to almost completely push the fissile isotope U-235 into stream 6 of the selection of the heavy fraction of the second ordinary cascade.

Для разделения UF6 и газа-носителя поток 7 направляют на одну из сорбционных колонн 10, заполненных гранулированным NaF с температурой сорбента 80÷120°С. На сорбенте происходит хемосорбция гексафторида урана с образованием прочного комплексного соединения. Газ-носитель в заданных температурных условиях проходит через слой NaF практически без задержки. Далее газ-носитель направляют в коллектор 8 возврата, где он конденсируется в промежуточные емкости для временного хранения (на чертеже не показаны), а затем повторно испитывается в разделительные ступени каскада 2 в виде потока 9. Газ-носитель также может быть подан с выхода колонны 10 непосредственно в поток питания 9 без промежуточных операций конденсации-испарения.To separate UF 6 and carrier gas, stream 7 is directed to one of the sorption columns 10 filled with granular NaF with a sorbent temperature of 80 ÷ 120 ° С. On the sorbent, chemisorption of uranium hexafluoride occurs with the formation of a strong complex compound. The carrier gas under given temperature conditions passes through the NaF layer with virtually no delay. Next, the carrier gas is sent to the return manifold 8, where it is condensed into intermediate containers for temporary storage (not shown in the drawing), and then re-soaked into the separation stages of cascade 2 in the form of stream 9. The carrier gas can also be supplied from the outlet of the column 10 directly into the power stream 9 without intermediate condensation-evaporation operations.

После насыщения сорбента NaF гексафторидом урана одна из колонн 10 временно отсекается от потока 7 и переводится в режим десорбции. Режим десорбции заключается в нагреве NaF выше температуры 300°С для последующей десублимации десорбированного UF6 в емкость 14 для долговременного ответственного хранения.After saturation of the sorbent NaF with uranium hexafluoride, one of the columns 10 is temporarily cut off from stream 7 and transferred to the desorption mode. The desorption mode consists in heating NaF above a temperature of 300 ° C for subsequent desublimation of desorbed UF 6 into a container 14 for long-term responsible storage.

Тяжелую фракцию 4 каскада 1 затаривают в контейнер 15, после чего направляют на долговременное хранение, поскольку сравнимое содержание делящегося изотопа U-235 и нейтронного поглотителя U-236 (1:1) в изотопной смеси делает этот обедненный уран бесперспективным для дальнейшего использования.The heavy fraction 4 of cascade 1 is packed into a container 15, and then sent for long-term storage, since the comparable content of the fissile isotope U-235 and neutron absorber U-236 (1: 1) in this isotopic mixture makes this depleted uranium unpromising for future use.

Конкретные примеры реализации способа приведены в таблицах 1-2. Опытной корректировке изотопного состава (изотопному восстановлению) подверглись три партии по 10000 кг гексафторида сырьевого уранового регенерата (RepU) с массовой долей делящегося изотопа U-235 0,9 мас.% (см. табл.1, столбец 2) с целью получить ~1000 кг (по металлу) гексафторида энергетического урана. Обогащение урана проводили в каскадах постоянной ширины (одинаковым количеством газовых центрифуг в разделительных ступенях). Основной целью проведенных исследований было достижение максимального возврата делящегося изотопа U-235 в топливный цикл.Specific examples of the implementation of the method are shown in tables 1-2. Three batches of 10,000 kg of raw uranium regenerate hexafluoride (RepU) with a mass fraction of fissile isotope U-235 of 0.9 wt% (see Table 1, column 2) were subjected to experimental adjustment of the isotopic composition (isotopic reduction) in order to obtain ~ 1000 kg (metal) of energy uranium hexafluoride. Uranium enrichment was carried out in cascades of constant width (the same number of gas centrifuges in separation stages). The main goal of the research was to achieve the maximum return of the fissile isotope U-235 to the fuel cycle.

Двухкаскадная схема коррекции изотопного состава регенерированного урана без использования несущего газа позволила получить (см.: табл.1, столбец 6) гексафторид энергетический урана, в котором содержание изотопа U-232 находится на уровне ~4,9×10-8 мас.%. Отбор легкой фракции второго ординарного каскада (см. табл.1, столбец 5) составил 0,15% от исходного количества сырья и состоял на 82,22 мас.% из делящегося изотопа U-235 и на 17,37 мас.% из изотопа U-234.A two-stage correction scheme for the isotopic composition of regenerated uranium without the use of a carrier gas made it possible to obtain (see: Table 1, column 6) uranium energy hexafluoride in which the content of the U-232 isotope is at the level of ~ 4.9 × 10 -8 wt.%. The selection of the light fraction of the second ordinary cascade (see table 1, column 5) amounted to 0.15% of the initial amount of raw materials and consisted of 82.22 wt.% From the fissile isotope U-235 and 17.37 wt.% From the isotope U-234.

Таблица 1
Коррекция изотопного состава RepU в двойном каскаде без использования несущего газа (базовый вариант)
Table 1
Correction of RepU isotopic composition in a double stage without the use of carrier gas (basic version)
ПараметрыOptions Сырьевой RepURaw RepU RepU1*) (отбор)RepU 1 *) (selection) RepU1 (отвал)RepU 1 (blade) RepU2 (отбор)RepU 2 (selection) RepU2 (отвал)RepU 2 (blade) Каскад 1Cascade 1 Каскад 2Cascade 2 1one 22 33 4four 55 66 Питание, кг UF6 Nutrition, kg UF 6 1000010,000 1000010,000 1000010,000 ~1500~ 1500 ~1500~ 1500 Масса потока, кг UF6 Mass flow, kg UF 6 -- ~1500~ 1500 ~8500~ 8500 ~15~ 15 ~1485~ 1485 U-235, мас.%U-235, wt.% 0,90.9 5,5105,510 ~0,1~ 0.1 82,2282.22 4,7354,735 U-232, мас.%U-232, wt.% 2,0×10-7 2.0 × 10 -7 1,32×10-6 1.32 × 10 -6 1,27×10-9 1.27 × 10 -9 1,26×10-4 1.26 × 10 -4 4,9×10-8 4.9 × 10 -8 U-234, мас.%U-234, wt.% 0,030,03 0,1930.193 0,0010.001 17,3717.37 0,0190.019 U-236, мас.%U-236, wt.% 0,50.5 2,7022,702 0,1110,111 0,3950.395 2,7352,735 U-238, мас.%U-238, wt.% 98,5798.57 91,5991.59 99,9899.98 0,0010.001 92,5292.52 *) - индекс в обозначении RepU соответствует номеру ординарного каскада. *) - the index in the designation RepU corresponds to the number of the ordinary cascade.

Исследование влияния постороннего химического компонента на процесс очистки сырьевого уранового регенерата от изотопа U-232 проводили на примере фреона 12C8H3F13, имеющего молекулярный вес, близкий к 232UF6 (346 а.е.м.). При температуре 15°С давление насыщенного пара 12C8H3F13 составляет 2287,6 Па; он химически стоек в среде гексафторида урана до 300°С. Поскольку разделительные характеристики газовых центрифуг в основном определяются молекулярным весом рабочего вещества, то влияние фреона 12C8H3F13 на гидравлические и разделительные характеристики серийного разделительного оборудования не отмечено. При фиксированной величине F потока 5 питания рабочим газом (UF6) второго ординарного каскада в разделительную ступень каскада дополнительно подавали поток 9 фреона 12C8H3F13 величиной Р при условии P/F≈const=0,01. Несущий газ подавался в разделительную ступень подачи рабочего газа (таблица 2, вариант 1) или в разделительную ступень ветви отбора легкой фракции (таблица 2, вариант 2).A study of the influence of an extraneous chemical component on the process of purification of a raw uranium regenerate from the U-232 isotope was carried out using Freon 12 C 8 H 3 F 13 as an example, having a molecular weight close to 232 UF 6 (346 amu). At a temperature of 15 ° C, the saturated vapor pressure of 12 C 8 H 3 F 13 is 2287.6 Pa; it is chemically stable in the environment of uranium hexafluoride up to 300 ° C. Since the separation characteristics of gas centrifuges are mainly determined by the molecular weight of the working substance, the effect of Freon 12 C 8 H 3 F 13 on the hydraulic and separation characteristics of serial separation equipment has not been noted. For a fixed value of the flow F 5 supply the working gas (UF 6) of the second stage in the ordinary separation stage cascade stream 9 is further fed Freon 12 C 8 H 13 F 3 F value under the condition P / F≈const = 0,01. Carrier gas was supplied to the separation stage of the working gas supply (table 2, option 1) or to the separation stage of the light fraction selection branch (table 2, option 2).

Таблица 2
Очистка RepU1 (отбор) от изотопа U-232 во втором ординарном каскаде
table 2
Purification of RepU 1 (selection) from the U-232 isotope in the second ordinary cascade
ПараметрыOptions RepU1 (отбор)RepU 1 (selection) RepU2 (отбор)RepU 2 (selection) RepU2 (отвал)RepU 2 (blade) RepU2 (отбор)RepU 2 (selection) RepU2 (отвал)RepU 2 (blade) Вариант 1Option 1 Вариант 2Option 2 1one 22 33 4four 55 66 Поток, %Flow% 100 one hundred 1one 9999 1one 9999 U-235, мас.%U-235, wt.% 5,5105,510 0,6290.629 5,5045,504 0,0570,057 5,5095,509 U-234, мас.%U-234, wt.% 0,1930.193 2,5122,512 0,1670.167 0,2700.270 0,1900.190 U-236, мас.%U-236, wt.% 2,7022,702 0,0020.002 2,7022,702 <0,001<0.001 2,7022,702 U-238, мас.%U-238, wt.% 91,5991.59 <0,001<0.001 91,6091.60 <0,001<0.001 91,5991.59 Фреон, мас.%Freon, wt.% 1one 96,8596.85 0,0210,021 99,67 99.67 0,003 0.003 U-232, мас.%**) U-232, wt.% **) 1,32×10-6 1.32 × 10 -6 1,28×10-4 1.28 × 10 -4 2,7×10-8 2.7 × 10 -8 1,32×10-4 1.32 × 10 -4 4,4×10-9 4.4 × 10 -9 **) -содержание изотопа U-232 в смеси гексафторида урана и фреона.**) - content of the U-232 isotope in a mixture of uranium hexafluoride and freon.

В каждом из исследованных вариантов получен рост как абсолютного значения концентрации делящегося изотопа U-235 в потоке тяжелой фракции каскада, так общего извлечения изотопа U-235 (см. табл.2, столбец 4 и 6). Это свидетельствует о том, что изотоп U-235 при добавке фреона в питание каскада практически весь оттеснялся в ветвь отбора тяжелой фракции. В потоке отбора легкой фракции содержание изотопа U-235 становилось меньше концентрации изотопа U-234 (см. табл.2, столбец 3 и 5).In each of the studied options, an increase was obtained both in the absolute value of the concentration of fissile isotope U-235 in the stream of the heavy fraction of the cascade, and in the total extraction of the isotope U-235 (see Table 2, columns 4 and 6). This indicates that the U-235 isotope, when Freon was added to the cascade nutrition, was almost completely pushed into the heavy fraction selection branch. In the light fraction selection stream, the content of the U-235 isotope became lower than the concentration of the U-234 isotope (see Table 2, columns 3 and 5).

Подвод несущего газа в разделительную ступень ветви отбора легкой фракции позволил примерно на порядок уменьшить содержание фреона в потоке отбора тяжелой фракции каскада (см. табл.2, строки 4 и 6) и увеличить извлечение изотопа U-232 в поток отбора легкой фракции каскада.The supply of carrier gas to the separation stage of the light fraction selection branch made it possible to reduce the freon content in the heavy cascade selection stream by an order of magnitude (see Table 2, lines 4 and 6) and increase the extraction of the U-232 isotope in the light cascade selection stream.

Данные табл.2 также показывают, что увеличение массовой доли несущего газа в потоке питания второго ординарного каскада выше 1% не имеет смысла, поскольку приводит только к увеличению содержания фреона в потоке отбора тяжелой фракции.The data in Table 2 also show that an increase in the mass fraction of the carrier gas in the supply stream of the second ordinary cascade above 1% does not make sense, since it only leads to an increase in the freon content in the selection stream of the heavy fraction.

Смесь газа-носителя и UF6 отбора легкой фракции каскада пропускали через колонну с гранулированным сорбентом NaF, нагретым до 80°С. На NaF адсорбировался весь UF6 потока отбора и около 0.01 мас.% газа-носителя. Неадсорбированный газ-носитель направлялся повторно во второй ординарный каскад. По мере накопления гексафторида урана колонны с сорбентом переводились в режим десорбции нагревом до 350°С. Десорбированный UF6 десублимацией затаривали в контейнеры и направляли на хранение.A mixture of carrier gas and UF 6 selection of the light fraction of the cascade was passed through a column with a granular NaF sorbent heated to 80 ° C. All UF 6 of the selection stream and about 0.01 wt.% Of the carrier gas were adsorbed on NaF. The non-adsorbed carrier gas was re-directed to the second ordinary cascade. As uranium hexafluoride accumulated, the columns with the sorbent were transferred to the desorption mode by heating to 350 ° C. Desorbed UF 6 by desublimation was packaged in containers and sent for storage.

Понятно, что изобретение не ограничивается приведенными примерами. Возможны и другие варианты примеров в пределах объема предложенной формулы изобретения. Оптимальный вариант коррекции изотопного состава выбирают исходя из изотопного состава сырьевого уранового регенерата, требований заказчика на допустимые пределы вредных изотопов, а также из соотношения цен на сырьевой природный уран и работу разделения.It is understood that the invention is not limited to the examples given. There are other possible examples of examples within the scope of the proposed claims. The optimal correction option for the isotopic composition is selected based on the isotopic composition of the raw uranium regenerate, customer requirements for the permissible limits of harmful isotopes, as well as the ratio of the prices of raw natural uranium and separation work.

Таким образом, приведенные примеры практических вариантов реализации предложенного способа коррекции изотопного состава регенерированного урана наглядно показали, что добавка газа-носителя позволяет извлечь из сырьевого уранового регенерата не менее 99 мас.% радиационно-опасного изотопа уран U-232. Потери делящегося изотопа U-235 во втором ординарном каскаде в этом случае сокращаются в 100÷1000 раз и не превышают 0,01÷0,1 мас.%. Предложенный способ пригоден для использования при многократном рециклировании ОЯТ.Thus, the given examples of practical options for the implementation of the proposed method for correcting the isotopic composition of regenerated uranium have clearly shown that the addition of a carrier gas makes it possible to extract at least 99 wt.% Of the radiation-hazardous isotope U-232 from the raw uranium regenerate. Losses of the fissile isotope U-235 in the second ordinary cascade in this case are reduced 100–1000 times and do not exceed 0.01–0.1 mass%. The proposed method is suitable for use in multiple SNF recycling.

Claims (7)

1. Способ изотопного восстановления регенерированного урана, включающий коррекцию состава выгоревшей смеси изотопов урана в двойном центрифужном каскаде при отборе гексафторида смеси изотопов урана, очищенной от радиационно-опасных изотопов U-232 и U-234, через отбор тяжелой фракции второго ординарного каскада, отличающийся тем, что разделение смеси изотопов урана во втором ординарном каскаде ведут в присутствии газа-носителя, имеющего средний молекулярный вес от 346 до 348 а.е.м.1. The method of isotopic reduction of regenerated uranium, including the correction of the composition of a burnt mixture of uranium isotopes in a double centrifuge cascade during the selection of hexafluoride of a mixture of uranium isotopes purified from radiation-hazardous isotopes U-232 and U-234, through the selection of the heavy fraction of the second ordinary cascade, characterized in that the separation of the mixture of uranium isotopes in the second ordinary cascade is carried out in the presence of a carrier gas having an average molecular weight of 346 to 348 amu 2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют газ-носитель, химически инертный к гексафториду смеси изотопов урана, по крайней мере, до температуры 125°С и имеющий давление насыщенного пара при температуре рабочего газа второго ординарного каскада не менее 133 Па.2. The method according to claim 1, characterized in that a carrier gas is used that is chemically inert to the hexafluoride of a mixture of uranium isotopes, at least to a temperature of 125 ° C and having a saturated vapor pressure at a working gas temperature of the second ordinary cascade of at least 133 Pa . 3. Способ по п.1 или 2, отличающийся тем, что в качестве газа-носителя используют один или несколько изомеров фторированного диметилциклогексана с общей химической формулой C8H3F13.3. The method according to claim 1 or 2, characterized in that as the carrier gas using one or more isomers of fluorinated dimethylcyclohexane with the General chemical formula C 8 H 3 F 13 . 4. Способ по п.1, отличающийся тем, что расход газа-носителя составляет не более 1 мас.% от расхода гексафторида смеси изотопов урана на питание второго ординарного каскада.4. The method according to claim 1, characterized in that the consumption of carrier gas is not more than 1 wt.% Of the consumption of hexafluoride of a mixture of uranium isotopes for food of the second ordinary cascade. 5. Способ по п.1, отличающийся тем, что газ-носитель во второй ординарный каскад подводят в разделительную ступень подачи гексафторида смеси изотопов урана.5. The method according to claim 1, characterized in that the carrier gas in the second ordinary cascade is brought into the separation stage of the hexafluoride supply of a mixture of uranium isotopes. 6. Способ по п.1, отличающийся тем, что газ-носитель во второй ординарный каскад подводят в разделительную ступень ветви отбора легкой фракции.6. The method according to claim 1, characterized in that the carrier gas in the second ordinary cascade is brought into the separation stage of the selection branch of the light fraction. 7. Способ по п.1, отличающийся тем, что отбор легкой фракции второго ординарного каскада контактируют с сорбентом из гранулированного фторида натрия, после чего газ-носитель возвращают на питание второго ординарного каскада. 7. The method according to claim 1, characterized in that the selection of the light fraction of the second ordinary cascade is contacted with a sorbent from granular sodium fluoride, after which the carrier gas is returned to the power of the second ordinary cascade.
RU2007109980/06A 2007-03-19 2007-03-19 Method of isotopic recycling uranium RU2361297C2 (en)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007109980/06A RU2361297C2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 Method of isotopic recycling uranium

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2007109980/06A RU2361297C2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 Method of isotopic recycling uranium

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2007109980A RU2007109980A (en) 2008-09-27
RU2361297C2 true RU2361297C2 (en) 2009-07-10

Family

ID=39928533

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2007109980/06A RU2361297C2 (en) 2007-03-19 2007-03-19 Method of isotopic recycling uranium

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2361297C2 (en)

Also Published As

Publication number Publication date
RU2007109980A (en) 2008-09-27

Similar Documents

Publication Publication Date Title
Morel et al. Uranium and fluorine cycles in the nuclear industry
RU2361297C2 (en) Method of isotopic recycling uranium
US4432955A (en) Process for desorbing fission iodine from nitric acid fuel solution
Sun et al. Influence of molten salt composition on the fluorination of UF4
RU2497210C1 (en) Method of isotopic recovery of regenerated uranium
Prusakov et al. Correcting the isotopic composition of regenerated uranium with respect to 232 U by a centrifuge method with introduction of a carrier gas
RU2702620C1 (en) Method for isotope recovery of regenerated uranium
RU2307410C2 (en) Method for recovering fuel in the form of uranium isotope hexafluoride mixture burnt up in nuclear reactor for its reuse in nuclear reactor
US4078907A (en) Separation and purification of xenon
US3753920A (en) Fluoride reprocessing of breeder fuels
RU2242812C2 (en) Isotope reduction of regenerated uranium
Palkin Reprocessed uranium purification in cascades with 235U enrichment to 5%
Cathers Uranium recovery for spent fuel by dissolution in fused salt and fluorination
RU2282904C2 (en) Method for recovered-uranium isotope reduction
RU2236053C2 (en) Method for isotope recovery of regenerated uranium
Palkin Purification of regenerated uranium in a two-cascade scheme using intermediate product extraction in one of the cascades
US7214318B2 (en) Method for separation of actinide elements
RU2321544C2 (en) Method of preparing diluent for processing military highly enriched uranium into reduced-enrichment uranium
Palkin et al. Gas Centrifuge Cascade for Concentrating 235 U in Additional Product and Purification of Processed Uranium Hexafluoride from 232,234,236 U
RU2759155C1 (en) Method for recovery of isotopic regenerated uranium
RU2292303C2 (en) Method of preparing reduced-enrichment uranium hexafluoride from high-enrichment arms uranium
Belov et al. Radiolysis of 232,234 U-enriched regenerated-uranium hexafluoride at the temporary storage stage in a separation plant
RU2113022C1 (en) Method for recovery of burnt-up nuclear fuel by mixing it with hexafluoride of uranium isotope mixture for its reuse in nuclear reactor
RU2326052C2 (en) Method cleaning uranium hexafluoride from technetium-99 nuclide
US3625661A (en) Separation of titanium fluoride and niobium fluoride from gaseous uranium hexafluoride containing same

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20120320