RU2497210C1 - Method of isotopic recovery of regenerated uranium - Google Patents
Method of isotopic recovery of regenerated uranium Download PDFInfo
- Publication number
- RU2497210C1 RU2497210C1 RU2012119424/05A RU2012119424A RU2497210C1 RU 2497210 C1 RU2497210 C1 RU 2497210C1 RU 2012119424/05 A RU2012119424/05 A RU 2012119424/05A RU 2012119424 A RU2012119424 A RU 2012119424A RU 2497210 C1 RU2497210 C1 RU 2497210C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- uranium
- cascade
- isotope
- regenerated
- hexafluoride
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- 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
Abstract
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.
Регенерированный из отработавшего ядерного топлива (ОЯТ) уран является ценным источником для повторного использования в легководных реакторах (LWR), поскольку содержит делящийся изотоп U-235 в количестве, не меньшем, чем природный уран, и позволяет экономить последний. С этой целью выгоревшая смесь изотопов урана должна быть дообогащена изотопом U-235 до содержания 2,0÷5,0 мас.%.Uranium regenerated from spent nuclear fuel (SNF) is a valuable source for reuse in light-water reactors (LWR), since it contains fissile isotope U-235 in an amount not less than natural uranium and allows saving the latter. For this purpose, the burnt mixture of uranium isotopes should be enriched with the U-235 isotope to a content of 2.0 ÷ 5.0 wt.%.
Однако в выгоревшей смеси помимо разницы в концентрации делящегося изотопа 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.However, in the burnt mixture, in addition to the difference in the concentration of the fissile isotope U-235 in significant quantities, there are undesirable even isotopes U-232, U-234 and U-236, which are not separated during the chemical processing of spent nuclear fuel and which are associated with an increased content of the main difficulties in handling with regenerated uranium.
Экономически целесообразный (приемлемый) диапазон концентраций изотопов U-232, U-234, U-236 и U-235 в восстановленной выгоревшей смеси обоснован в [Патент RU 2110855, МПК G21C 3/42, опубл. 10.05.1998] и составляет, мас.%: U-235 1÷10; U-232 4,9×10-7÷3,8×10-9; U-234 1,7×10-1÷7,3×10-3; U-236 8,0×10-l÷6,4×10-3; U-238 и другие примеси - остальное. Относительное отклонение содержания от номинальных значений от минус 35 до плюс 35%.The economically feasible (acceptable) range of concentrations of the isotopes U-232, U-234, U-236 and U-235 in the restored burnt mixture is justified in [Patent RU 2110855, IPC
Под термином "содержание" или "концентрация" здесь и далее понимается массовое содержание (концентрация) конкретного изотопа урана только в смеси изотопов урана. Эти термины не относятся к химической форме нахождения урана.The term "content" or "concentration" hereinafter refers to the mass content (concentration) of a particular uranium isotope only in a mixture of uranium isotopes. These terms do not refer to the chemical form of uranium.
Обогащение выгоревшего ядерного топлива изотопом U-235 можно провести двумя методами: либо добавлением к выгоревшей смеси изотопов урана изотопной смеси урана-восстановителя с более высокой концентрацией U-235, т.е. дообогащением; либо обогащением выгоревшей изотопной смеси до более высокой концентрации по U-235 в изотопно-разделительных газоцентрифужных каскадах, т.е. прямым обогащением.The enrichment of burned-out nuclear fuel with the U-235 isotope can be carried out by two methods: either by adding to the burned-out mixture of uranium isotopes an isotopic mixture of uranium-reducer with a higher concentration of U-235, i.e. enrichment; or enrichment of the burnt isotope mixture to a higher concentration in accordance with U-235 in isotope-separation gas-centrifuge cascades, i.e. direct enrichment.
Известен 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 2113 022, МПК G21C 19/42, опубл. 20.05.1997], состоящий в том, что в гексафториде выгоревшей смеси изотопов урана повышают концентрацию 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 три компонента: гексафторид выгоревшей смеси изотопов урана, гексафторид отвального урана природного происхождения с концентрацией изотопа U-235 преимущественно в интервале 0,15÷0,7115 мас.% и гексафторид обогащенного (от 3,6 до 100 мас.%) урана природного происхождения. Последовательное добавление и смешивание компонентов продолжают до получения заранее заданных концентраций изотопов урана в установленных пределах. Смешению подвергают уран в химической форме гексафторида.A known method of 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 2113 022, IPC G21C 19/42, publ. 05/20/1997], consisting in the fact that the hexafluoride of a burnt mixture of uranium isotopes increases the concentration of the U-235 isotope compared to the initial concentration to a predetermined value and at the same time reduces the concentration of the U-236, U-234 and U-232 isotopes compared to the initial concentration, mixing among themselves in the liquid and / or gas phases three components: hexafluoride of a burnt mixture of uranium isotopes, dump uranium hexafluoride of natural origin with a concentration of U-235 isotope mainly in the range of 0.15 ÷ 0.7115 wt.% and enriched hexafluoride (from 3.6 to 100 ma .%) Of uranium of natural origin. 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.
Упомянутый способ позволяет приготовить ядерное топливо для повторного использования практически с любым пониженным составом нежелательных изотопов в восстановленной смеси изотопов урана. Однако смешивание компонентов, различающихся изотопным спектром изотопов урана, обесценивает работу разделения, содержащуюся в компоненте с более высокой концентрацией делящегося изотопа U-235.The mentioned method allows you to prepare nuclear fuel for reuse with almost any reduced composition of undesirable isotopes in the recovered mixture of uranium isotopes. However, mixing components that differ in the isotopic spectrum of uranium isotopes devalues the separation work contained in the component with a higher concentration of fissile isotope U-235.
Предложен способ изотопного восстановления регенерированного урана в топливном цикле [Патент RU 2236053, МПК G21C 19/42, B01D 59/20, опубл. 10.09.2004], который включает прямое обогащение сырьевого уранового регенерата в ординарном изотопно-разделительном газоцентрифужном каскаде. Смесь изотопов урана обогащают по изотопу U-235 до 10,0÷90,0 мас.% в каскадной установке, после чего разбавляют ураном природного происхождения с содержанием U-235 от 0,1 до 5,0 мас.%, тем самым обесценивая работу разделения. A method for the isotopic reduction of regenerated uranium in the fuel cycle is proposed [Patent RU 2236053, IPC G21C 19/42, B01D 59/20, publ. September 10, 2004], which includes the direct enrichment of raw uranium regenerate in an ordinary isotope-separation gas centrifuge cascade. The mixture of uranium isotopes is enriched in U-235 isotope to 10.0 ÷ 90.0 wt.% In a cascade installation, after which it is diluted with natural uranium with a U-235 content from 0.1 to 5.0 wt.%, Thereby devaluing separation work.
За прототип выбран способ изотопного восстановления регенерированного урана [Патент RU 2242812, МПК G21C 19/42, B01D 59/20, опубл. 20.12.2004], заключающийся в том, что в выгоревшей смеси изотопов урана повышают концентрацию 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 газоцентрифужном изотопно-разделительном каскаде. Сырьевой урановый регенерат обогащают по изотопу U-235 до содержания 21,0÷90,0 мас.% в двойном каскаде при отборе восстановленного топливного материала через поток отвала второго ординарного каскада. При содержании изотопа U-235 в потоке отвала второго ординарного каскада выше 7,0 мас.% обогащенный регенерированный уран разбавляют гексафторидом урана природного происхождения до массы, не превышающей массу гексафторида сырьевого уранового регенерата.For the prototype of the selected method of isotopic reduction of regenerated uranium [Patent RU 2242812, IPC G21C 19/42, B01D 59/20, publ. December 20, 2004], consisting in the fact that in a burnt mixture of uranium isotopes, the concentration of the U-235 isotope 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 gas centrifuge isotope-separation cascade. Raw uranium regenerate is enriched in the U-235 isotope to a content of 21.0 ÷ 90.0 wt.% In a double cascade during the recovery of recovered fuel material through the dump stream of the second ordinary cascade. When the content of the U-235 isotope in the dump stream of the second ordinary cascade is higher than 7.0 wt.%, The enriched regenerated uranium is diluted with natural uranium hexafluoride to a mass not exceeding the mass of the raw uranium regenerate.
Двойной каскад представляет собой систему из двух ординарных трехпоточных каскадов, в которой поток отбора первого ординарного по отношению к внешнему питанию каскада служит потоком питания второго ординарного каскада.A double cascade is a system of two ordinary three-stream cascades, in which the selection stream of the first ordinary cascade with respect to the external supply serves as the supply stream of the second ordinary cascade.
К недостаткам способа-прототипа можно отнести недостаточно полное извлечение радиационно-опасного нуклида U-232 из смеси изотопов урана.The disadvantages of the prototype method include insufficiently complete extraction of radiation-hazardous nuclide U-232 from a mixture of uranium isotopes.
Задачей изобретения является более полная очистка выгоревшей смеси изотопов урана от наиболее радиационно-опасного U-232 - нуклида, формирующего основную дозовую нагрузку внешнего облучения персонала на всех этапах работы с регенерированным урановым сырьем, а также исключение операции разбавления скорректированного изотопного состава регенерированного урана ураном природного происхождения.The objective of the invention is a more complete cleaning of a burnt mixture of uranium isotopes from the most radiation-hazardous U-232 - a nuclide that forms the main dose of external exposure to personnel at all stages of work with regenerated uranium raw materials, as well as the elimination of the dilution of the corrected isotopic composition of regenerated uranium with natural uranium .
Указанные выше технические задачи достигаются тем, что в способе изотопного восстановления регенерированного урана для повторного использования в ядерном реакторе, заключающемся в том, что в гексафториде регенерированного урана повышают содержание изотопа U-235 до заданной в интервале 2,0÷5,0 мас.% величины и понижают относительную концентрацию изотопа U-232 в смеси изотопов урана, включающем прямое обогащение гексафторида регенерированного урана изотопом U-235 на двухкаскадной установке из разделительных ступеней газовых центрифуг, в первом каскаде регенерированный уран обогащают изотопом U-235 до 5,0÷10,0 мас.% при поддержании соотношения массовых расходов потока отвала и потока отбора каскада в интервале (6,9÷18,4):1, потоки отвала и отбора первого каскада направляют на питание второго каскада, при этом изотопно восстановленный регенерированный уран отбирают из разделительной ступени газовых центрифуг центральной части второго каскада.The above technical problems are achieved by the fact that in the method of isotopic reduction of regenerated uranium for reuse in a nuclear reactor, which consists in increasing the content of the U-235 isotope in the hexafluoride of regenerated uranium to a value specified in the range 2.0 ÷ 5.0 wt.% values and lower the relative concentration of the U-232 isotope in a mixture of uranium isotopes, including the direct enrichment of regenerated uranium hexafluoride with the U-235 isotope in a two-stage installation from separation stages of gas centrifuges, in the first regenerated uranium is enriched in the U-235 isotope to 5.0 ÷ 10.0 wt.% while maintaining the ratio of the mass flow rates of the dump stream and the cascade selection stream in the range (6.9 ÷ 18.4): 1, dump and selection flows of the first cascade sent to the power of the second cascade, while the isotopically reduced regenerated uranium is taken from the separation stage of gas centrifuges of the central part of the second cascade.
Кроме того, перечисленные выше задачи достигаются также тем, что изотопно восстановленный регенерированный уран отбирают в количестве, не превышающем 0,13 массовой доли величины потока внешнего питания двухкаскадной установки.In addition, the above tasks are also achieved by the fact that isotopically reduced regenerated uranium is selected in an amount not exceeding 0.13 mass fraction of the external power flow of a two-stage installation.
На фигуре представлена блок-схема двухкаскадной установки для изотопного восстановления регенерированного урана.The figure shows a block diagram of a two-stage installation for isotopic reduction of regenerated uranium.
Второй каскад двухкаскадной установки выполнен в виде пятипоточного (пятитрубного) каскада, имеющего два потока питания в обогатительной и обеднительной ветвях каскада и три потока отбора: отборный поток в крайней ступени обеднительной ветви (поток "отвала"); отборный поток в крайней ступени обогатительной ветви каскада, именуемый потоком "чистки", и отборный поток гексафторида изотопно восстановленного регенерированного урана, организуемый из разделительной ступени центральной части каскада. При этом под центральной частью каскада подразумевается участок разделительных ступеней газовых центрифуг, расположенный между потоками питания каскада.The second cascade of the two-stage installation is made in the form of a five-stream (five-pipe) cascade having two power flows in the enrichment and depletion branches of the cascade and three selection flows: a selective stream in the extreme stage of the depletion branch (“dump” stream); a selective stream at the extreme stage of the enrichment branch of the cascade, referred to as the “purge” stream, and a selective stream of isotopically reduced regenerated uranium hexafluoride, organized from the separation stage of the central part of the cascade. In this case, the central part of the cascade means a section of the separation stages of gas centrifuges located between the cascade supply flows.
Питание второго каскада потоками отвала и отбора каскада с внешним питанием каскадной установки при соотношении массовых расходов потоков (6,9÷18,4):1 обеспечивает такое распределение нежелательного изотопа U-232 по каскадной установке, при котором U-232 концентрируется преимущественно в обогатительной ветви второго каскада и имеет пониженное содержанием в его центральной части. Дополнительный отбор гексафторида регенерированного урана, организуемый из центральной части второго каскада, таким образом, будет содержать уменьшенную концентрацию нуклида U-232.The supply of the second cascade with the dump and cascade selection flows with external power supply to the cascade unit with a ratio of mass flow rates (6.9 ÷ 18.4): 1 provides such a distribution of the undesired U-232 isotope over the cascade installation, in which U-232 is concentrated mainly in the beneficiation plant branches of the second cascade and has a low content in its central part. An additional selection of regenerated uranium hexafluoride, organized from the central part of the second cascade, will thus contain a reduced concentration of U-232 nuclide.
Содержание изотопа U-235 в потоке отбора первого каскада (с внешним питанием) каскадной установки в интервале 5,0÷10,0 мас.% позволяет отбирать из разделительной ступени центральной части второго каскада гексафторид урана с концентрацией изотопа U-235 2,0÷5,0 мас.%, который соответствует по нежелательным изотопам требованиям патента RU 2110855 без дополнительных операций изотопной корректировки ураном-разбавителем природного происхождения.The content of the U-235 isotope in the selection stream of the first cascade (with external power) of the cascade installation in the range of 5.0 ÷ 10.0 wt.% Allows uranium hexafluoride with a concentration of U-235 2.0 ÷ to be selected from the separation stage of the central part of the second cascade 5.0 wt.%, Which corresponds to the requirements of the patent RU 2110855 for undesired isotopes without additional operations of isotopic adjustment by natural uranium diluent.
Величина отбора изотопно восстановленного регенерированного урана из центральной части второго каскада влияет на распределение нуклида U-232 по длине последнего. Это может привести к увеличению концентрации U-232 в товарной продукции при повышенных потоках отбора. Ограничение величины потока отбора изотопно восстановленного регенерированного урана массовой долей в 0,13 от величины потока внешнего питания двухкаскадной установки гексафторидом регенерированного урана позволяет не выйти за пределы требований патента RU 2110855 по нежелательным изотопам.The amount of selection of isotopically reduced regenerated uranium from the central part of the second cascade affects the distribution of the nuclide U-232 along the length of the latter. This can lead to an increase in the concentration of U-232 in marketable products with increased selection flows. The restriction of the magnitude of the selection stream of isotopically reduced regenerated uranium by a mass fraction of 0.13 of the magnitude of the external supply stream of the two-stage installation of regenerated uranium hexafluoride allows us not to go beyond the requirements of patent RU 2110855 on undesired isotopes.
Каскадная установка (см. чертеж) сформирована из двух каскадов газовых центрифуг - первого трехпоточного каскада 1 и второго пятипоточного каскада 2. На блок-схеме показаны поток 3 внешнего питания каскада гексафторидом сырьевого уранового регенерата из контейнера 12; промежуточный отвальный поток 4 гексафторида урана первого каскада 1, обедненный по изотопу U-235 относительно потока 3 внешнего питания; отборный поток 5 первого ординарного каскада, обогащенный по изотопу U-235 относительно потока 3 внешнего питания. Потоки 4 и 5 служат потоками питания второго каскада, соответственно, в обеднительную и обогатительную ветви последнего. Второй каскад в обедненной ветви имеет поток 6, являющийся потоком отвала каскадной установки, и в обогатительной ветви поток 7 отбора, являющийся потоком отбора ("чистки") каскадной установки. Отборный поток 7 «чистки» каскадной установки может быть обогащен делящимся изотопом U-235 до 90 мас.% (желательно до 20 мас.%) и содержит радиационно-опасный изотоп U-232 с повышенной концентрацией, а поток 6 отвала обеднен по изотопу U-235 до 0,1-0,3 мас.%. Поток 8 дополнительного отбора изотопно восстановленного регенерированного урана (целевого товарного продукта) организован в центральной части каскада из разделительной ступени, где содержание изотопа U-235 соответствует заказанному значению товарного продукта в интервале 2,0-5,0 мас.%. Целевой продукт затаривают десублимацией в контейнер 9 для отправки на фабрикацию реакторного топлива.The cascade installation (see drawing) is formed of two cascades of gas centrifuges - the first three-
Позиции 10 и 11 - контейнеры, предназначенные для затаривания гексафторида урана потока 6 отвала и гексафторида урана потока 7 "чистки" соответственно.
Заполненные контейнеры 10 и 11 направляют на хранение или на участок смешения, где содержимое контейнера 11 перетаривают в контейнер 10, в результате чего гексафторид урана, обогащенный по изотопу U-235 до 20 мас.% и более, разбавляется до категории обедненного урана. Одновременно происходит снижение изотопным составом обедненного урана концентрации U-232 потока 7 «чистки». Причем в контейнере 10 гамма-излучение изотопа U-232 дополнительно экранируется гексафторидом обедненного урана, как веществом высокой плотности. Данное решение минимизирует риски долговременного хранения невостребованных продуктов изотопной корректировки регенерированного урана.The filled
Конкретные примеры изотопного восстановления регенерированного урана с исходной концентрацией по делящемуся изотопу U-235 0,8 мас.% приведены в таблицах 1-7.Specific examples of isotopic reduction of regenerated uranium with an initial concentration of fissile isotope U-235 of 0.8 wt.% Are shown in tables 1-7.
В табл.1 приведены результаты изотопного восстановления регенерированного урана до содержания по изотопу U-235 4,0 мас.% прямым обогащением в ординарном каскаде, в табл.2-7 - результаты изотопного восстановления регенерированного урана до содержания по U-235 4,0 мас.% прямым обогащением в двухкаскадной установке газовых центрифуг по предлагаемому способу.Table 1 shows the results of the isotopic reduction of regenerated uranium to a U-235 content of 4.0 wt.% By direct enrichment in an ordinary cascade, Table 2-7 shows the results of the isotopic reduction of regenerated uranium to a content of U-235 4.0 wt.% direct enrichment in a two-stage installation of gas centrifuges according to the proposed method.
Изотопному восстановлению подвергали партии по 148 тонн гексафторида (или 100 тонн по урану) сырьевого уранового регенерата, изотопный состав которого приведен в табл.1-7, столбец 2.A batch of 148 tons of hexafluoride (or 100 tons of uranium) of raw uranium regenerate was subjected to isotopic reduction, the isotopic composition of which is given in Tables 1-7,
Как видно из табл.1, прямое обогащение сырьевого уранового регенерата в ординарном каскаде не обеспечивает достижения требований экономически целесообразного диапазона концентраций нуклида U-232, приведенного в патенте RU 2110855.As can be seen from table 1, the direct enrichment of raw uranium regenerate in an ordinary cascade does not ensure the achievement of the requirements of the economically feasible concentration range of the nuclide U-232 given in patent RU 2110855.
Результаты изотопного восстановления уранового регенерата по предложенному техническому решению с промежуточным обогащением в первом ординарном каскаде каскадной установки по изотопу U-235 5,0 мас.% при соотношении массовых потоков отвала и отбора, равном 91,304:8,696≈10,5:1, и с промежуточным обогащением в первом ординарном каскаде каскадной установки по изотопу U-235 10 мас.% при соотношении массовых потоков отвала и отбора, равном 94,84:5,155≈18,4:1, приведены в табл.2-5. Обогащение по изотопу U-235 во втором каскаде в табл.2 и 3 (столбец 6) составляло 20 мас.%, в табл.4 и 5 (столбец 6) - соответственно 40 и 60 мас.%.The results of the isotopic reduction of the uranium regenerate according to the proposed technical solution with intermediate enrichment in the first ordinary cascade of the cascade installation using the U-235 isotope 5.0 wt.% With a ratio of the mass flows of the dump and selection equal to 91.304: 8.696≈10.5: 1, and intermediate enrichment in the first ordinary cascade of a cascade installation using the U-235 isotope of 10 wt.% with a ratio of the mass flows of the dump and selection equal to 94.84: 5.155≈18.4: 1, are given in Table 2-5. The U-235 isotope enrichment in the second cascade in Tables 2 and 3 (column 6) was 20 wt.%, In Tables 4 and 5 (column 6) - 40 and 60 wt.%, Respectively.
В табл.6 приведены результаты изотопного восстановления уранового регенерата с обогащением в первом ординарном каскаде каскадной установки по изотопу U-235 5,0 мас.% при соотношении массовых потоков отвала и отбора, равном 6,9:1, а в табл.7 - результаты изотопного восстановления уранового регенерата с обогащением в первом ординарном каскаде каскадной установки по изотопу U-235 10,0 мас.% при соотношении массовых потоков отвала и отбора, равном 15,4:1.Table 6 shows the results of isotopic reduction of the uranium regenerate with enrichment in the first ordinary cascade of the cascade unit using the U-235 isotope of 5.0 wt.% With a ratio of the mass flows of the dump and selection equal to 6.9: 1, and in Table 7 - the results of the isotopic reduction of the uranium regenerate with enrichment in the first ordinary cascade of the cascade installation using the U-235 isotope 10.0 wt.% with the ratio of the mass flows of the dump and selection equal to 15.4: 1.
В таблицах 2 и 6 концентрация нуклида U-232 в целевом продукте, равная соответственно величинам 5,91×10-7 мас.% и 5,37×10-7 мас.% (столбцы 6), снижена по сравнению с концентрацией нуклида U-232 в сырьевом урановом регенерате, и хотя остается весьма высокой, однако укладывается в интервал, указанный в патенте RU 2110855 (4,9×10-7 мас.%+35%).In tables 2 and 6, the concentration of the nuclide U-232 in the target product, respectively equal to 5.91 × 10 -7 wt.% And 5.37 × 10 -7 wt.% (Columns 6), is reduced compared with the concentration of the nuclide U -232 in the raw uranium regenerate, and although it remains very high, it falls within the interval specified in patent RU 2110855 (4.9 × 10 -7 wt.% + 35%).
В таблицах 3, 4, 5, 7 концентрация нуклида U-232 в потоке отбора 8 снижена значительно, и составила величины 1,69×10-7 мас.% (табл.3, столбец 6), 1,50×10-7 мас.% (табл.4, столбец 6), 1,44×10-7 мас.% (табл.5, столбец 6), и 1,194×10-7 мас.%, (табл.7, столбец 6), которые соответствуют нормам, заявленным в RU 2110855.In tables 3, 4, 5, 7, the concentration of U-232 nuclide in the
Как видно из приведенных результатов табл.3-5, увеличение обогащения по изотопу U-235 во втором каскаде с 20 до 60 мас.% при соотношении массовых потоков отвала и отбора, равном 94,84:5,155≈18,4:1, мало влияет на концентрацию нуклида U-232 в смеси изотопов урана восстановленного уранового регенерата (см. столбец 6). Увеличение соотношения массовых потоков отвала и отбора в первом каскаде более 18,4:1 также не целесообразно, поскольку концентрацию нуклида U-232 в смеси изотопов урана восстановленного уранового регенерата можно уменьшить лишь незначительно.As can be seen from the results of Table 3-5, the increase in enrichment for the U-235 isotope in the second cascade from 20 to 60 wt.% With a ratio of the mass flows of the dump and selection equal to 94.84: 5.155≈18.4: 1 is small affects the concentration of U-232 nuclide in a mixture of uranium isotopes of reduced uranium regenerate (see column 6). An increase in the ratio of the mass flows of the dump and the selection in the first cascade of more than 18.4: 1 is also not advisable, since the concentration of the U-232 nuclide in the mixture of uranium isotopes of reduced uranium regenerate can be reduced only slightly.
Повлиять на извлечение нуклида U-232 из смеси изотопов уранового регенерата можно варьированием величины потока отбора изотопно восстановленного уранового регенерата (товара). Изотопно восстановленный регенерированный уран отбирают в количестве, не превышающем 0,13 массовой доли величины потока внешнего питания двухкаскадной установки.You can influence the extraction of the nuclide U-232 from a mixture of isotopes of uranium regenerate by varying the flow rate of the selection of isotopically reduced uranium regenerate (product). Isotopically reduced regenerated uranium is selected in an amount not exceeding 0.13 mass fractions of the external feed stream of a two-stage installation.
В табл.2 величина отбора изотопно восстановленного регенерированного урана из центральной части второго каскада составляла 0,11 массовой доли потока внешнего питания каскадной установки (11,030:100=0,11, где «11,030» - это масса потока товара, столбец 6, «100» - это масса потока питания, столбец 2). В таблицах 3-7 величины отбора изотопно восстановленного регенерированного урана из центральной части второго каскада составляли соответственно 0,036; 0,048; 0,051; 0,129 и 0,042.In Table 2, the amount of selection of isotopically reduced regenerated uranium from the central part of the second cascade was 0.11 mass fraction of the external power supply stream of the cascade installation (11.030: 100 = 0.11, where “11.030” is the mass of the product flow,
Предлагаемый способ коррекции изотопного состава регенерированного урана обеспечивает получение товарного низкообогащенного гексафторида урана при минимальной перестройке промышленных каскадов газовых центрифуг завода.The proposed method for correcting the isotopic composition of regenerated uranium provides for obtaining commodity low enriched uranium hexafluoride with minimal restructuring of industrial cascades of gas centrifuges of the plant.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119424/05A RU2497210C1 (en) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | Method of isotopic recovery of regenerated uranium |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2012119424/05A RU2497210C1 (en) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | Method of isotopic recovery of regenerated uranium |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2497210C1 true RU2497210C1 (en) | 2013-10-27 |
Family
ID=49446869
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2012119424/05A RU2497210C1 (en) | 2012-05-11 | 2012-05-11 | Method of isotopic recovery of regenerated uranium |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2497210C1 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702620C1 (en) * | 2019-04-04 | 2019-10-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method for isotope recovery of regenerated uranium |
RU2759155C1 (en) * | 2020-12-29 | 2021-11-09 | Акционерное Общество "Производственное Объединение "Электрохимический завод" (АО "ПО ЭХЗ") | Method for recovery of isotopic regenerated uranium |
Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4167244A (en) * | 1976-11-11 | 1979-09-11 | Exxon Nuclear Company, Inc. | Gas-centrifuge unit and centrifugal process for isotope separation |
RU2113022C1 (en) * | 1997-05-20 | 1998-06-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Method for recovery of burnt-up nuclear fuel by mixing it with hexafluoride of uranium isotope mixture for its reuse in nuclear reactor |
RU2236053C2 (en) * | 2002-11-04 | 2004-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" Министерства Российской Федерации по атомной энергии | Method for isotope recovery of regenerated uranium |
RU2242812C2 (en) * | 2002-12-17 | 2004-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" Министерства Российской Федерации по атомной энергии | Isotope reduction of regenerated uranium |
-
2012
- 2012-05-11 RU RU2012119424/05A patent/RU2497210C1/en not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US4167244A (en) * | 1976-11-11 | 1979-09-11 | Exxon Nuclear Company, Inc. | Gas-centrifuge unit and centrifugal process for isotope separation |
RU2113022C1 (en) * | 1997-05-20 | 1998-06-10 | Открытое акционерное общество "Машиностроительный завод" | Method for recovery of burnt-up nuclear fuel by mixing it with hexafluoride of uranium isotope mixture for its reuse in nuclear reactor |
RU2236053C2 (en) * | 2002-11-04 | 2004-09-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" Министерства Российской Федерации по атомной энергии | Method for isotope recovery of regenerated uranium |
RU2242812C2 (en) * | 2002-12-17 | 2004-12-20 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Сибирский химический комбинат" Министерства Российской Федерации по атомной энергии | Isotope reduction of regenerated uranium |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2702620C1 (en) * | 2019-04-04 | 2019-10-09 | Федеральное государственное бюджетное учреждение "Национальный исследовательский центр "Курчатовский институт" | Method for isotope recovery of regenerated uranium |
RU2759155C1 (en) * | 2020-12-29 | 2021-11-09 | Акционерное Общество "Производственное Объединение "Электрохимический завод" (АО "ПО ЭХЗ") | Method for recovery of isotopic regenerated uranium |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Smirnov et al. | A method to enrich reprocessed uranium with various initial contents of even-numbered isotopes | |
RU2569543C1 (en) | Method of producing nickel-63 radionuclide for beta-voltaic current sources | |
RU2497210C1 (en) | Method of isotopic recovery of regenerated uranium | |
WO2015059445A1 (en) | Chromatographic separation of nuclear waste | |
JP6802902B2 (en) | Method for producing nickel-63 radionuclide | |
RU2702620C1 (en) | Method for isotope recovery of regenerated uranium | |
Palkin et al. | Purification of Regenerated Uranium Hexafluoride by Removal of 232,234,236 U in the Intermediate Product of a Two-Feed-Flow Cascade | |
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 | |
Palkin | Reprocessed uranium purification in cascades with 235U enrichment to 5% | |
RU2399971C1 (en) | Method of isotopic recovery of regenerated uranium | |
US4432955A (en) | Process for desorbing fission iodine from nitric acid fuel solution | |
Palkin | Application of quasi-ideal cascades and the dilution operation for purification of regenerated uranium hexafluoride | |
Palkin | Purification of regenerated uranium in a two-cascade scheme using intermediate product extraction in one of the cascades | |
RU2282904C2 (en) | Method for recovered-uranium isotope reduction | |
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 | |
RU2321544C2 (en) | Method of preparing diluent for processing military highly enriched uranium into reduced-enrichment uranium | |
Gusev | Multy-cascade enrichment schemes for reprocessed uranium recycling | |
RU2242812C2 (en) | Isotope reduction of regenerated uranium | |
RU2759155C1 (en) | Method for recovery of isotopic regenerated uranium | |
US3962401A (en) | Method of recovering neptunium from spent nuclear fuel | |
RU2361297C2 (en) | Method of isotopic recycling uranium | |
RU2236053C2 (en) | Method for isotope recovery of regenerated uranium | |
RU2377674C1 (en) | Method of treating contaminated uranium material | |
Palkin | Purification of depleted uranium hexafluoride in a cascade with intermediate product flow | |
RU2292303C2 (en) | Method of preparing reduced-enrichment uranium hexafluoride from high-enrichment arms uranium |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20170512 |