Küsimus:
Kuidas toimub tuumkütuse ümbertöötlemine?
peterh - Reinstate Monica
2015-01-21 05:14:49 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Minu teada purustatakse ammendunud kütuseelemendid ja lahustatakse lämmastikhappes.

Mis pärast seda tuleb? See lämmastikhape peaks tõenäoliselt sisaldama väga laia spektrit erinevaid sooli (praktiliselt kõik elemendid vahemikus 35-65, kuid siiski palju transuraane ja palju uraani (mõlemad 235 ad 238 ja plutoonium).

Tõhusa ümbertöötlemise saavutamiseks tuleks uraan (või vähemalt aktiinilised elemendid) sellest lahusest kuidagi eraldada. Kuid neil on AFAIK, nende keemilised omadused on väga erinevad. Kuidas on võimalik eraldada ainult transuraanseid materjale?

Kas peaksime sõnastama küsimuse ümber ainult lõhustumistoodete ja uraani eraldamise kohta (mis tundub minu jaoks peamine küsimus)? Sest ka eel- ja järeltöötlus on päris suur inseneriteema.
Kaks vastused:
#1
+6
HDE 226868
2015-01-21 06:32:03 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Võite proovida Vikipeediat, kuid nad märgivad, et artikkel ei pruugi seal kvaliteedistandarditele vastata, seega hoian allikana sealt eemale. Maailma tuumaühendus tundub igatahes usaldusväärsem. Nende leht arutleb protsessi üle. Tsiteerides jaotist pealkirjaga "Tänapäeval ümbertöötamine - PUREX" (rõhuasetus minu jaoks):

Kõik kaubanduslikud ümbertöötlemistehased kasutavad hästi tõestatud hüdrometallurgilist PUREX (plutooniumi uraani ekstraheerimine) protsessi. See hõlmab kütuseelementide lahustamist kontsentreeritud lämmastikhappes. Seejärel toimub uraani ja plutooniumi keemiline eraldamine lahustiga ekstraheerimise etappide abil (vajadusel võib taastada ka neptuuniumi - mida saab kasutada Pu-238 tootmiseks kosmoseaparaatide termoelektrigeneraatorite jaoks). Pu ja U saab tagasi viia kütusetsükli sisendpoolele - uraan muundamistehasesse enne uuesti rikastamist ja plutoonium otse MOX-kütuse valmistamiseks.

Tekstiplokk $ \ to $ koherentne kokkuvõte: kasutatakse keemilisi lahusteid.

Allpool on WNA märkused

Kasutatud kütus tükeldatakse ja lahustatakse kuumas kontsentreeritud lämmastikhappes. Esimeses etapis eraldatakse uraan ja plutoonium lämmastikhappe vesilahuses lõhustumistoodetest ja väiksematest aktiniididest vastassuunalise lahusti ekstraheerimisprotsessiga, kasutades petrooleumis või dodekaanis lahustatud tributüülfosfaati. Pulseerivas kolonnis sisenevad uraan ja plutoonium orgaanilisse faasi, samal ajal kui lõhustumisproduktid ja muud elemendid jäävad rafinaadi vesilahusesse. voog. Seejärel viiakse plutoonium vesifaasi, samal ajal kui U4 + ja U6 + segu jääb orgaanilisse faasi. Seejärel eemaldatakse see orgaanilisest lahustist lahjendatud lämmastikhappega Plutooniumnitraat kontsentreeritakse aurustamise teel, seejärel toimub oksalaadiga sadestamine, millele järgneb kaltsineerimine PuO2 saamiseks pulbrina. Uraaninitraat kontsentreeritakse aurustamise teel ja kaltsineeritakse UO3 saamiseks pulbrina. Seejärel muundatakse see vesiniku redutseerimise teel UO2-produktiks.

Olulised ühendid: lämmastikhappe järel kasutatakse lahustitena tributüülfosfaati, petrooleumi ja dodekaani ning vesilahust. Siis toimub reaktsioon $ U ^ {4 +} $ ning uraan ja plutoonium on eraldatud.


See on see kemikaal osa. Ma pole suutnud leida palju teavet konkreetsete mehaaniliste meetodite (st puhta tehnika kohta, mida otsisite) kohta. Tegelikult ei hõlma PUREXi algne patent mehaanilisi protsesse, mis paneb mind uskuma, et täpne seadistus võib olla erinev.

See pdf on mõnevõrra abivalmis. See ütleb, et kõigepealt hakitakse sisendmaterjalid tükeldama. Seejärel kasutatakse selle masina eraldamiseks ülejäänud lahusest perforeeritud korve; võib kasutada "ratta lahustit".

Mul on siiski natuke teavet, ehkki mitte-PUREX meetodi kohta. Veepõhise ümbertöötlemise jaoks (vaadake lk 12) on segisti põhjasetted (segamiskambrid settekambritega), kolonnid ja tsentrifuugid.

#2
+6
John H. K.
2015-01-22 01:34:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Lõhustumistoodete ekstraheerimine

Muudest lõhustumistoodetest eraldatakse plutiumium ja uraan orgaanilise molekuliga tributüülfosfaat vedelik-vedelik-ekstraheerimine. Teil on kaks faasi, üks orgaaniline ja teine ​​vesifaas. Lõhustumissaadused lahustuvad vesifaasis ja uraan / plutoonium lahustuvad orgaanilises faasis koos tributüülfosfaadiga.

Uraani / plutooniumi eraldamine

eraldage uraan plutooniumist, peate vähendama plutooniumi uraannitraadiga. Teil on jällegi kaks voogu: üks eelmise uraani / plutooniumi ja üks uraannitraadiga (U4 +) vesivoog. Plutoonium redutseeritakse ja lahustub vesilahuses.

Eespool nimetatud keemiliste protsesside saavutamiseks võite vedeliku-vedeliku ekstraheerimisel kasutada järgmisi seadistusi:

Segisti-settija

Mixer-Settler ( allikas)

Pulsi veerg

Column ( allikas)

Põhimõte on alati: orgaaniline faas on veefaasist kergem. Mõlemad faasid eraldatakse kõigepealt, segatakse ja seejärel jälle. Segamise ajal toimuvad keemilised reaktsioonid.

Lisateavet leiate mainitud allikast.



See küsimus ja vastus tõlgiti automaatselt inglise keelest.Algne sisu on saadaval stackexchange-is, mida täname cc by-sa 3.0-litsentsi eest, mille all seda levitatakse.
Loading...