SU1684263A1 - Method of preparation of solid solution of uranium and plutonium dioxides - Google Patents
Method of preparation of solid solution of uranium and plutonium dioxides Download PDFInfo
- Publication number
- SU1684263A1 SU1684263A1 SU894696336A SU4696336A SU1684263A1 SU 1684263 A1 SU1684263 A1 SU 1684263A1 SU 894696336 A SU894696336 A SU 894696336A SU 4696336 A SU4696336 A SU 4696336A SU 1684263 A1 SU1684263 A1 SU 1684263A1
- Authority
- SU
- USSR - Soviet Union
- Prior art keywords
- plutonium
- solid solution
- uranium
- mixture
- melt
- Prior art date
Links
Landscapes
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
Abstract
Изобретение относитс к способам получени твердого раствора диоксида урана и плутони и позвол ет повысить выход конечного продукта и сократить длительность процесса. Механическую смесь диоксидов урана и плутони смешивают с эвтектической смесью фторидов лити и натри , содержащей 25-35 мол,% фторида алюмини . Полученную шихту помещают в никелевый тигель, нагревают в атмосфере аргона до 750-800°С и перемешивают солевой расплав в течение 40-60 мин. Затем плав перенос т на металлокерамический фильтр и отдепрют основную массу солевого расплава от оксидного осадка. Выход твердого раствора U02-Pu02 составл ет 97,9-98,4%. 1 з.п ф-лы, 1 табл., 1 ил.The invention relates to methods for producing a solid solution of uranium dioxide and plutonium and allows increasing the yield of the final product and reducing the duration of the process. The mechanical mixture of uranium dioxide and plutonium is mixed with a eutectic mixture of lithium and sodium fluorides containing 25-35 mol,% aluminum fluoride. The resulting mixture is placed in a nickel crucible, heated under argon to 750-800 ° C, and the salt melt is stirred for 40-60 minutes. The melt is then transferred to a sintered metal filter and the bulk of the molten salt is separated from the oxide precipitate. The yield of the U02-Pu02 solid solution is 97.9-98.4%. 1 z.p f-crystals, 1 tab., 1 ill.
Description
Изобретение относитс к способам получени твердого раствора диоксидов урана и плутони , которые могут быть использованы в качестве топливных материалов при изготовлении тепловыдел ющих элементов .This invention relates to methods for producing a solid solution of uranium and plutonium dioxides, which can be used as fuel materials in the manufacture of heat generating elements.
Цель изобретени - повышение выхода конечного продукта и сокращение длительности процесса.The purpose of the invention is to increase the yield of the final product and reduce the duration of the process.
П р и м е р 1. 90,7 г U02 и 22,7 г PuOz смешиваютс47,1 г LiF, 84,7 г и 101,2 г (содержание в смеси фторидов составл ет 35 моль.%). Шихту помещают в никелевый тигель, нагревают в атмосфере аргона до 800°С и перемешивают солевой расплав в течение 40 мин. Затем плав перенос т на металлокерамический никелевый фильтр и отдел ют фильтрацией основную массу солевого расплава от оксидного осадка . Оставшеес количество солевого расплава удал ют вакуумной возгонкой приExample 1: 90.7 g of UO2 and 22.7 g of PuOz are mixed 47.1 g of LiF, 84.7 g and 101.2 g (the content of fluoride in the mixture is 35 mol%). The mixture is placed in a nickel crucible, heated under argon to 800 ° C, and the salt melt is stirred for 40 minutes. The melt is then transferred to a nickel-metal-ceramic filter and the bulk of the salt melt is separated from the oxide precipitate by filtration. The remaining amount of molten salt is removed by vacuum sublimation at
1000°С и остаточном давлении 0,1 мм рт.ст. В результате получено 111,2 г порошкообразного вещества черного цвета (выход 98,4%). Рентгеноструктурным анализом определено , что полученное вещество представл ет собой твердый раствор диоксидов урана и плутони с параметром кристаллической решетки 5,456 А и размерами кристаллов 10-40 мкм. Спектральный анализ показал, что суммарное содержание технологических примесей не превышает величины мае.% о1000 ° C and a residual pressure of 0.1 mm Hg As a result, 111.2 g of a black powder was obtained (yield: 98.4%). It was determined by X-ray diffraction analysis that the substance obtained was a solid solution of uranium and plutonium dioxides with a lattice parameter of 5.456 A and a crystal size of 10-40 µm. Spectral analysis showed that the total content of technological impurities does not exceed the value of May.% O
Примеры 2-5. Осуществл ют как пример 1, но при различном содержании фгорида алюмини в расплаве.Examples 2-5. Carried out as example 1, but with a different content of aluminum fluoride in the melt.
Услови процесса и полученные результаты сведены в таблицу.The conditions of the process and the results obtained are tabulated.
При проведении примера 5 отмечено сильное дымление солевой ванны за счет возгона фторида алюмини .In example 5, strong salting of the salt bath due to the sublimation of aluminum fluoride was noted.
СПSP
сwith
о ооLtd
4 Ю О СО4 SO
Из таблицы видно, ито добавка к эвтектической смеси LIF-NaF фторида алюмини в количестве 25-35 моль.% обеспечивает повышение выхода готового продукта м уменьшает врем процесса. Причем врем процесса зависит от содержани А1Рз в солевой смеси: при большем содержании требуетс меньше времени дл полной перекристаллизации исходных диоксидов урана и плутони к твердый раствор (U, Ри)0. и наоборот.It can be seen from the table that the addition of 25-35 mol.% Of eutectic mixture LIF-NaF of aluminum fluoride provides an increase in the yield of the finished product and reduces the process time. Moreover, the process time depends on the content of A1Pz in the salt mixture: with a higher content, less time is required for complete recrystallization of the initial uranium and plutonium dioxides to the solid solution (U, Pu) 0. and vice versa.
Указанные пределы температуры процесса определ ютс следующим. Нижний предел (750°С) определ етс температурой плавлени эвтектической смеси фторидов лити и натри , величина которой составл ет 650°С. Поэтому, чтобы работать без риска заморозить ванну, прин т нижний предел температуры процесса, равный 750°С. Увеличение температуры выше 800°С нерационально , так как выше этой температуры становитс заметной возгонка фторида алюмини из солевой ванны, что может привести к ухудшению условий протекани процесса .The specified process temperature limits are determined as follows. The lower limit (750 ° C) is determined by the melting point of the eutectic mixture of lithium and sodium fluorides, the value of which is 650 ° C. Therefore, in order to operate without risk of freezing the bath, the lower limit of the process temperature, equal to 750 ° C, is adopted. Increasing the temperature above 800 ° C is not rational, since the sublimation of aluminum fluoride from the salt bath becomes noticeable above this temperature, which can lead to deterioration of the process conditions.
Установлено, чго при образовании твердого раствора лимитирующей стадией процесса вл етс диффузи вследствие незначительной величины коэффициента диффузии .It was established that during the formation of a solid solution, the limiting stage of the process is diffusion due to the insignificant value of the diffusion coefficient.
Дл повышени коэффициента диффузии перекристраллизацию просад т в сопе- вых расплавах. Повышение коэффициента достигаетс за счет растворимости диоксидов в солевых расплавах. Растворенные в солевом расплаве частицы диоксидов урана и плутони , сталкива сь, образуют твердый раствор, который выдел етс в осадок. Поэтому чем больше растворимость диоксидов в солевом расплаве, тем быстрее проходит процесс перекристаллизации и, соответственно, процесс образовани твердого раствора (U, Ри)02.To increase the diffusion coefficient, the recrystallization of the drawdown t in nozzle melts. The increase in the coefficient is achieved due to the solubility of the dioxides in salt melts. The particles of uranium dioxide and plutonium dioxide dissolved in the molten salt collide to form a solid solution, which precipitates. Therefore, the more the solubility of the dioxides in the salt melt, the faster the recrystallization process and, accordingly, the process of formation of the solid solution (U, Pu) 02.
Растворимость диоксидов урана и плутони в расплаве эвтектической смеси фторидов лити и натри невелика и не превышает 0,04 мас.%, Известно, что в расплаве натриевого криолита (2NaF. А1Рз) растворимость оксидов некоторых металлов достигает значительной величины (1-35 мас.%). Относительно растворимости оксидов в литиевом криолите (3ZIF ) сведений не имеетс .The solubility of uranium dioxide and plutonium in the melt of a eutectic mixture of lithium and sodium fluorides is small and does not exceed 0.04 wt.%. It is known that in a melt of sodium cryolite (2NaF. A1Pz) the solubility of oxides of some metals reaches a significant value (1-35 wt.% ). Relative solubility of oxides in lithium cryolite (3ZIF) is not available.
Натриевый криолит имеет температуру плавлени 1000°С, а эвтектическа смесь фторидов лити и натри плавитс при 650°С. Поэтому экспериментально нужноThe sodium cryolite has a melting point of 1000 ° C, and the eutectic mixture of lithium fluoride and sodium melts at 650 ° C. Therefore, experimentally need
определить, какое количество фторида алюмини необходимо добавить к эвтектической смеси LiF-NaF, чтобы существенно повысить растворимость диоксидов урана и плутони и не слишком изменить температуру плавлени солевой смеси.determine how much aluminum fluoride needs to be added to the LiF-NaF eutectic mixture in order to significantly increase the solubility of uranium and plutonium dioxides and not to change the melting point of the salt mixture too much.
На чертеже представлен график растворимости диоксидов урана и плутони в расплаве эвтектической смеси фторидов лити и натри при 800°С в зависимости от добавленного количества фторида алюмини .The drawing shows a graph of the solubility of uranium dioxide and plutonium in the melt of a eutectic mixture of lithium and sodium fluorides at 800 ° C, depending on the added amount of aluminum fluoride.
Как видно из чертежа, при содержании фторида алюмини в смеси более 25 мол.% происходит резкое увеличение растворимости диоксидов урана и плутони ,As can be seen from the drawing, when the content of aluminum fluoride in a mixture of more than 25 mol.%, There is a sharp increase in the solubility of uranium dioxide and plutonium dioxide
Изобретение позвол ет по сравнению с прототипом повысить выход конечного продукта с 62-89 до 97,9-98,4% и сократить длительность процесса в 50 раз за счет сокращени времени растворени (с 5-10 ч доThe invention allows, in comparison with the prototype, to increase the yield of the final product from 62-89 to 97.9-98.4% and to reduce the process time by 50 times due to the reduction of the dissolution time (from 5-10 h to
40-60 мин) и выделени конечного продукта .40-60 min.) And isolation of the final product.
Claims (2)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894696336A SU1684263A1 (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | Method of preparation of solid solution of uranium and plutonium dioxides |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
SU894696336A SU1684263A1 (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | Method of preparation of solid solution of uranium and plutonium dioxides |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
SU1684263A1 true SU1684263A1 (en) | 1991-10-15 |
Family
ID=21449949
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
SU894696336A SU1684263A1 (en) | 1989-05-29 | 1989-05-29 | Method of preparation of solid solution of uranium and plutonium dioxides |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
SU (1) | SU1684263A1 (en) |
-
1989
- 1989-05-29 SU SU894696336A patent/SU1684263A1/en active
Non-Patent Citations (1)
Title |
---|
Устинов О.А. и др. Получение порошков твердых растворов (UiPu)02 из молибдат- ных расплавов. - Радиохими , 1980, т, 22, N° 4, с. 597. * |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
SU1243612A3 (en) | Method of producing titanium alloy powders | |
KR920006603B1 (en) | Neodyme alloy and the method of making | |
CN106978629A (en) | Method for controlling the gallium content in Gd-Ga garnet scintillator | |
US2848310A (en) | Method of making single crystal ferrites | |
CN111945000A (en) | Metal purification method | |
SU1684263A1 (en) | Method of preparation of solid solution of uranium and plutonium dioxides | |
EP1734005A1 (en) | Tantalum oxide and/or niobium oxide and method for preparation thereof | |
JP3127015B2 (en) | Manufacturing method of oxide laser single crystal | |
CA1190416A (en) | Method of alloying calcium and aluminum into lead | |
AT406673B (en) | USE OF METAL OXIDES FOR PREPARING CERAMIC MOLDS | |
US4119437A (en) | Method for removing Y2 O3 or Sm2 O3 cores from castings | |
JPS6311628A (en) | Production of rare earth metal | |
KR940006544B1 (en) | Uo2 pellet fabrication process | |
DE19981324C2 (en) | Process for producing a sputtering target material | |
JPH08510436A (en) | Doped zinc oxide powder, process for its production, and ceramics obtained from said powder | |
CA1079613A (en) | Process for synthesizing and growing single crystalline beryl out of a molten salt | |
JP2001335852A (en) | METHOD FOR RECOVERING Nd-BASED RARE EARTH MAGNET ALLOY WASTE POWDER | |
JP3295687B2 (en) | Method for producing potassium fluorotantalate | |
JPS58174535A (en) | Manufacture of aluminum-zirconium mother alloy | |
JP4044315B2 (en) | Single crystal manufacturing method | |
JP2622165B2 (en) | Method for producing bismuth germanate single crystal | |
CN114769608B (en) | Preparation method of metal thorium | |
JP2647052B2 (en) | Method for producing rare earth vanadate single crystal | |
JP3485120B2 (en) | Method for producing ZnSe single crystal | |
JP2672597B2 (en) | Method for producing barium titanate single crystal |