DE1197630B

DE1197630B - Verfahren zum Trennen von Kernbrennstoffen

Info

Publication number: DE1197630B
Application number: DEG40566A
Authority: DE
Inventors: Dipl-Chem Dr Phil Werner Baehr; Dr Rer Nat Hubert Vo Dipl-Chem; Dr Rer Nat Wilhelm O Dipl-Chem
Original assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Current assignee: Gesellschaft fuer Kernforschung mbH
Priority date: 1963-05-15
Filing date: 1964-05-09
Publication date: 1965-07-29

Description

BUNDESREPUBLIK DEUTSCHLAND

DEUTSCHES

PATENTAMT

AUSLEGESCHRIFT

Int. CL:

C22b

Deutsche Kl.: 40 a - 3/00

Nummer: 1197 630

Aktenzeichen: G 40566 VI a/40 a

Anmeldetag: 9. Mai 1964

Auslegetag: 29. Juli 1965

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Trennen von Kernbrennstoffen, wie z. B. Uran von Plutonium bzw. Uran von Thorium.

Bei den bisher bekannten Trennverfahren werden die Brennstoffe gemeinsam in Säure (HNO₃) aufgeschlossen und dann in mehreren Verfahrensstufen extrahiert. Schließlich wird das Plutonium zur Wertigkeit 3 reduziert, wodurch die Trennung erst möglich wird. Diese Verfahren sind aber mit erheblichem Aufwand verbunden, da sie verhältnismäßig viele Einzelverfahrensschritte benötigen.

Durch die vorliegende Erfindung soll ein wesentlich einfacheres Trennverfahren geschaffen werden. Erfindungsgemäß werden die Kernbrennstoffe in einer oxydierenden alkalischen Schmelze aufgeschlossen, worauf der Schmelzkuchen mit Wasser ausgelaugt, die Lauge vom Niederschlag abgetrennt und der Niederschlag mit Säure, z. B. verdünnter Salpetersäure, aufgenommen wird.

Will man Plutonium und Uran oder Thorium und Uran voneinander trennen, so ist die Verwendung einer reinen Nitrat- bzw. Nitritschmelze als oxydierende alkalische Schmelze ausreichend. Dabei geht das Uran bei etwa 500° C in Uranate über, die leicht durch verdünnte Salpetersäure aufgelöst und abgetrennt werden können. Plutonium und Thorium bilden unter den genannten Reaktionsbedingungen Oxyde, die in schwacher Salpetersäure unlöslich sind und deshalb im Rückstand zurückbleiben.

Das erfindungsgemäße Verfahren ist in den folgenden Beispielen näher erläutert. Die darin enthaltenen Größen- und Zahlenangaben sollen jedoch keine Beschränkung der Erfindung bedeuten. Vielmehr kann man unter den vorstehenden Richtlinien das Verfahren auch in abgewandelter Form mit Erfolg durchführen.

Beispiel 1

1,097 g PuO₂/UO₂ (hergestellt durch inniges Vermischen von 137 mg PuO₂ und 960 mg UO₂) wurden in eine oxydierende Schmelze eingesetzt, die aus 3 bis 4 g NaNO₃ besteht. Die Schmelze wird während der Reaktion auf einer Temperatur von 500 bis 550° C gehalten. Nach erfolgtem Aufschluß wird der Schmelzkuchen erkalten gelassen und mit Wasser ausgelaugt. Nach der Trennung von Niederschlag und Mutterlauge wurde der Niederschlag mit Wasser gewaschen. Die U-Pu-Konzentration in der wäßrigen Mutterlauge sowie im Waschwasser war gleich Null. Anschließend wurde der Niederschlag mit 10 ml l-m-HNOg gelöst, wobei das Uran (durch Reaktion Verfahren zum Trennen von Kernbrennstoffen

Anmelder:

Gesellschaft für Kernforschung m. b. H.,

Karlsruhe, Weberstr. 5

Als Erfinder benannt:

DipL-Chem. Dr. phil. Werner Bahr, Speyer;

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Hubert Vogg,

Leopoldshafen über Karlsruhe;

Dipl.-Chem. Dr. rer. nat. Wilhelm Ochsenfeld,

Karlsruhe-Durlach

in der Schmelze als Na₂U₂O₇ vorliegend) zu 99,9% in Lösung ging, während das Plutonium als PuO₂ quantitativ unlöslich im Rückstand verblieb.

Beispiel 2

Wie Beispiel 1, nur an Stelle von NaNO₃ 3 bis g NaNO₂. In diesem Fall genügte eine Reaktionstemperatur von 300° C. Der Verlauf der Reaktion und die Ergebnisse waren dieselben wie im Beispiel 1.

Beispiel 3

Analog Beispiel 1, nur an Stelle von UO₂ ThO₂ und an Stelle von PuO₂ UO₂. 1,35 g UO₂-ThO₂ (hergestellt durch inniges Vermischen von 1,15 g ThO₂ und 0,2 g UO₂) wurden in einer Schmelze, bestehend aus 3 bis 4 g NaNO₃, zur Reaktion gebracht. Die weitere Behandlung erfolgte analog Beispiel 1. Uran ging mit verdünnter Säure quantitativ in Lösung, Thorium blieb als ThO₂ quantitativ im Rückstand.

Claims

Patentansprüche:

1. Verfahren zum Trennen von Kernbrennstoffen, wie z. B. Uran von Plutonium bzw. Uran von Thorium, dadurch gekennzeichnet, daß die Kernbrennstoffe in einer oxydierenden alkalischen Schmelze aufgeschlossen werden, worauf der Schmelzkuchen mit Wasser ausgelaugt, die Lauge vom Niederschlag abgetrennt und der Niederschlag mit Säure, z. B. verdünnter Salpetersäure, aufgenommen wird.

2. Verfahren nach Anspruch 1, insbesondere zum Abtrennen des Plutoniums oder Thoriums, dadurch gekennzeichnet, daß der Kernbrennstoff aus einer Nitrat- oder Nitritschmelze als in verdünnter Säure unlösliches Oxyd gewonnen wird.