Способность топлива к растворению зависит от способа изготовления топлива и его облучения. В растворе будут присутствовать небольшие фракции нерастворимых частиц рутения, родия, теллурия, молибдена, палладия и небольшого количества топлива. Благородные металлы, входящие в состав продуктов деления, такие, как рутений, родий и палладий, имеют тенденцию к образованию сплавов с плутонием при высокой глубине выгорания топлива. Если в этой фракции нерастворимых частиц окажется более 0,5% всего плутония, она должна быть растворена на стадии сепарации с помощью добавления плавиковой кислоты.
Как и при переработке топлива LWR, растворенное топливо LMFBR в первую очередь подается на очистку, которая выполняется с помощью центрифуг или фильтров. Далее в пурекс-процессе осуществляется противоточная экстракция топлива. При этом в отличие от топлива LWR время контакта растворителя и раствора данного топлива в азотной кислоте должно быть меньше, чтобы ограничить радиолиз органического растворителя. С этой целью применяются пульсационные колонны или центрифужные контакторы.
Последующий процесс разделения плутония и урана требует больших объемов химического восстановителя из-за значительного содержания в топливе плутония. Это приводит к увеличению объемов растворов и росту потока отходов. При очистке урана и плутония из-за большего содержания последнего необходимо предусмотреть меры, направленные на то, чтобы как можно меньшая доля плутония попала в отходы. Процесс перевода нитрата плутония и уранилнитрата в РuО2 и U02 остается таким же, как и в перерабатывающей установке LWR. Здесь также сразу может быть получена смесь нитрата плутония и уранилнитрата для совместного преобразования и осаждения в виде смеси (Pu, U) О2.
Описанная выше модификация пурекс-процесса с включением специальных технологических операций и уменьшение размеров всех емкостей (большее содержание плутония, критичность) в конечном счете требуют создания специальной установки для переработки топлива LMFBR.
При изготовлении топлива LMFBR используются в основном те же процессы, которые описаны в пп. 7.2.2 для смешанного оксидного топлива LWR с замкнутым топливным циклом. Если заводы по переработке и изготовлению топлива LMFBR расположены на разных площадках, то переработанные РuО2 и U02 перевозятся с одного завода на другой. Из буфернбго хранилища порошки UО2 и РuО2 в нужной пропорции (для обеспечения заданного обогащения смешанного топлива) поступают на механическое смешивание. Это и есть начало процесса изготовления. Далее процесс изготовления проходит стадии прессования, спекания, шлифования и сушки топливных таблеток. Затем таблетки, предназначенные для активной зоны, собираются в столбы и к ним добавляются таблетки торцевых зон воспроизводства. Образованные таким образом топливные столбы вводятся в трубки оболочек и в инертной атмосфере завариваются. После этого твэлы собирают в ТВС. Смешанное (Рu, U) О2 -топливо должно обладать хорошей растворимостью в азотной кислоте. Для того чтобы свести к минимуму объем осадка в растворе и уменьшить потери топлива при последующей переработке, топливо LMFBR даже после выгорания примерно 100 МВт • сут/кг должно быть растворено в азотной кислоте не менее чем на 99%. Эти требования необходимо специально учитывать при осуществлении процессов получения порошка и спекания таблеток.
Топливные таблетки LMFBR имеют меньший диаметр, чем таблетки топлива LWR. Их изготовление, а также сборка твэлов выполняются в защитных перчаточных камерах. На линиях производства топлива должна быть предусмотрена радиационная защита от γ-излучения и потока нейтронов, источниками которых являются нуклиды Рu и их дочерние продукты [спонтанное деление и (а, n-реакции на кислороде]. Предполагается, что в будущем при производстве топлива для LMFBR в значительной степени будет применяться дистанционное обслуживание. Кроме описанных выше технологических процессов при изготовлении топлива LMFBR используется также технология золь-гельного осаждения, виброуплотнения и AUPuC-процесс.
Уважаемый посетитель!
Чтобы распечатать файл, скачайте его (в формате Word).
Ссылка на скачивание - внизу страницы.