Топливные циклы: открытый, закрытый. Способы реализации, достоинства и недостатки
Кислотное выщелачивание руд редкоземельных элементов и процессы разделения РЗЭ и актинидов
Скачать 2,4 Mb.
|
хим тех 1-5 (Восстановлен)
| Кислотное выщелачивание руд редкоземельных элементов и процессы разделения РЗЭ и актинидов
Церий- как разбавитель и имитатор плутония Иттрий- перспективный конструкционный материал, не взаимодействует с ураном (тигли для плавки металлического урана) Европий, самарий, гадолиний – в виде оксидов или боридов как компонент поглощающих и регулирующий стержней ЯР Гадолиний и эрбий- как добавка к перспективному ядерному топливу. Уран-гадолиниевое и уран-эрбиевое топливо повышает выгорание и продолжительность кампании уранового ядерного топлива большинство лантаноидов имеют большие значения сечения захвата тепловых нейтронов, особенно Sm (6500 бн), Eu (4500 бн), Gd (44000 бн). При делении урана-235 легкие Ln и Y составляют около 22 % всех продуктов деления (ПД). Многие изотопы обладают очень высокими сечениями захвата тепловых нейтронов: Sm149 – 66000 бн, Gd157 – 150000 (!) бн – эти изотопы являются наиболее опасными нейтронными «ядами». Накопление их и других осколочных элементов приводит к затуханию ядерной реакции и ядерное топливо (ЯТ) приходится отправлять на переработку, когда делящийся изотоп уран-235 «выгорел» далеко не полностью (не более 10 %). В силу того, что некоторые изотопы Gd, Sm, Eu обладают очень высокими сечениями захвата тепловых нейтронов, намного превышающими таковые для B, Cd, Hf, их можно применять в регулирующих стержнях атомных реакторов, а также в качестве выгорающих добавок в составе твэлов для регулирования нейтронного баланса в активной зоне реактора (в ядерном топливе) по мере выгорания делящегося изотопа и накопления «нейтронных ядов». Для защиты от радиации разработаны высокоэффективные материалы, в состав которых входят редкоземельные металлы, поглощающие нейтроны – это сплавы Dy или Gd с Pb или W. Соли La применялись в качестве соосадителей плутония при переработке ОЯТ (отработавшего ядерного топлива) «промышленных (военных)» реакторов при разделении урана, плутония, трансплутониевых элементов и продуктов деления методом сокристаллизации. Это был исторически первый реализованный проект по выделению Pu радиохимическим методом. Оксиды самария, европия, гадолиния используются в красках для покрытий, защищающих от радиации. Для изготовления портативных γ-излучателей (радиоактивных источников) могут быть использованы изотопы Tm170 и Eu155. Кроме того, изотопы РЗЭ образуются при делении ядер урана в атомных реакторах. Общее число всех образующихся при делении урана стабильных и радиоактивных изотопов РЗЭ (более 65) составляет примерно 22 % продуктов деления. Однако большинство из них является короткоживущими. Из четырех долгоживущих изотопов РЗЭ, образующихся в ядерном реакторе, только три – Ce144 (T1/2=284 дн.), Pm147 (T1/2=2,65 года) и Eu155 (Т1/2=1,81 года) – являются перспективными для промышленного использования, в частности, в качестве тепловых генераторов тока. Для разделения РЗМ используются различные методы: дробной кри-сталлизации, дробного осаждения, избирательного окисления или восста-новления, термического разложения солей, ионного обмена и экстракции органическими растворителями. Скачать 2,4 Mb. Поделитесь с Вашими друзьями:
|