DE1592440A1 - Verfahren zum Aufbereiten beschichteter Kernbrennstoffe - Google Patents
Verfahren zum Aufbereiten beschichteter KernbrennstoffeInfo
- Publication number
- DE1592440A1 DE1592440A1 DE19651592440 DE1592440A DE1592440A1 DE 1592440 A1 DE1592440 A1 DE 1592440A1 DE 19651592440 DE19651592440 DE 19651592440 DE 1592440 A DE1592440 A DE 1592440A DE 1592440 A1 DE1592440 A1 DE 1592440A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- peroxide
- nuclear fuel
- melts
- oxide
- coated nuclear
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/42—Reprocessing of irradiated fuel
- G21C19/44—Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
- G21C19/48—Non-aqueous processes
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Physics & Mathematics (AREA)
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Inorganic Compounds Of Heavy Metals (AREA)
- Carbon And Carbon Compounds (AREA)
Description
Kernforschungsanlage Julien
des Landes Nordrhein-Westfalen e. V.
Verfahren zum Aufbereiten beschichteter
Kernbrennstoffe
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zun Aufbereiten
von beschichteten Kernbrennstoffen für Hochtemperaturreaktoren, insbesondere von beschichteten Kembrennstoffpartikeln,
die unter der Bezeichnung »coated particles* bekannt sind. Diese bekannten Brennstoffpartikel haben
eine Größe von einigen 100 H . Zur Beschichtung solcher
Partikel hat man eine ganze Reihe von Stoffen verwendet. So werden diese Teilchen beispielsweise mit pyrolytischem
Kohlenstoff und/oder Siliciumkarbid, Zirkoniumkarbid, Berylliumkarbid, Aluminiumoxid, Berylliumoxid,
Zirkoniumoxid oder dergleichen beschichtet.
Bisher war es erforderlich, vor dem Aufbereiten von Brennstoffpartikeln
die Beschichtung in einer besonderen Verfahrensstufe zu zerstören. Diese Zerstörung wurde bei der
Verwendung von pyrolytischem Kohlenstoff mittels Salpetersäure und zugeführtem Sauerstoff unter Druck durchgeführt.
Es ist auch schon bekannt, die Beschichtung von Brennstoff partikeln durch Verbrennen mit Sauerstoff, Luft oder
sauerstoffabgebenden Verbindungen, wie beispielsweise
illUt/UII
2,zu zerstören. Zum Stand der Technik gehört ferner
ein Verfahren, nach dem die Beschichtung elektrolytisch zerstört wird. Alle diese vorgenannten Verfahren haben
jedoch den Nachteil, daß sie auf Karbid- und Oxydbeschichtungen nicht anwendbar sind. Darüberhinaus ist
die Behandlung von beschichteten karbidischen Brennstoffpartikeln mit Salpetersäure mit Gefahr 'verbunden, da in
diesem Falle Kohlenwasserstoffe gebildet werden, die zu Explosionen führen können. Die Verbrennung von Brennstoff
beschichtungen mit Sauerstoff, Luft oder sauerstoff abgebenden Verbindungen hat den weiteren Nachteil,
daß eine große Menge von Abgasen entsteht, so daß weitere umfangreiche Maßnahmen zur Dekontaminierung dieser
Gase notwendig sind. Man hat daher auch schon Brennstoffbeschichtungen
aus Pyrokohlenstoff und/oder Siliciumkarbid mechanisch zerstört. Dazu sind jedoch zusätzliche
gasdichte Apparaturen motwendig, die ein Entweichen der bei der Kernspaltung entstandenen gasförmigen, radioaktiven
Stoffe verhindern sollen. Dies ist deshalb umständlich, weil es notwendig ist, die weitere für die
Aufbereitung erforderliche Verfahrensstufe von der ersten Verfahrensstufe räumlich abzutrennen.
Man hat auch schon Beschichtungen aus Pyrokohlenstoff und/oder Siliciumkarbid in Alkalihydroxid- oder Alkalikarbonatschmelzen
gegebenenfalls unter Zusatz von Sauerstoff zerstört. Dieses Verfahren erfordert jedoch wegen
des langsamen Reaktionsablaufs einen großen Zeitaufwand.
Hinzu kommt, daß die Reaktion in einigen Fällen nur unvollständig abläuft.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, ein Aufbereitungsverfahren für beschichtete Brennstoffpartikel zu schaffen,
bei dem die Nachteile der bisher bekannten Verfah-
BAD ORIGINAL
109833/U61
1592Λ40
ren vermieden sind, das auf einfache Weise ohne aufwendige
Anlagen durchführbar ist und das mithin besonders wirtschaf tlich ist.
Diese Aufgabe wird gemäß der Erfindung dadurch gelöst, daß beschichtete Brennstoffpartikel, d. h. mit Pyrokohlenstoff-,
Karbid-, Oxydbeschichtungen oder dergleichen versehene Partikel mit Hyperoxid- und/oder
Peroxidschm^elzen oder auch mit Oxj'dschmelzen, in die
in an sich bekannter Weise zusätzlich Sauerstoff eingeleitet wird, zur Reaktion gebracht werden. Diese Schmelzen
sind gemäß der Erfindung in an sich bekannten Schmelzmitteln wie Natriumhydroxid oder dergleichen gelöst, wobei
die Konzentration der Hyperoxid- und/oder Peroxidoder auch der Oxidschmelzen zwischen 25 und 70 Gewichtsprozent
liegt. Das neue Verfahren wird bei Temperaturen zwischen
geführt.
zwischen 350 und 300° C, vorzugsweise bei 450 C, durch-
Der große Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
darin, daß sich die als Brennstoff verwendeten Uranverbindungen ebenso wie die Beschichtungen in der zur Aufbereitung
verwendeten Schmelze auflösen, so daß es leicht möglich ist, das Uran mittels eines der bekannten Verfahren
aus der Schmelze wieder abzutrennen. Sehr vorteilhaft ist die Verwendung von Kaliurihyperoxid "KO2, Natriumperoxid
Na0C0, Bariumoxid BaO0. Doch ist es selbstverständlich
auch möglich, andere Hyperoxide oder Peroxide zu verwenden. Durch die erfindungsgemäße Sumischung von
leicht schmelzenden Verbindungen, wie beispielsweise Natriumhydroxid oder Natriumkarbonat, ist die Ableitvin:;
der Reaktionswärme in der gewünschten Yfeise beeinflußbar
.
Ein weiterer Vorteil des erfindungsgemäßeu Verfahrens
besteht darin, daß es in Gegenwart von überschüssiger: Kohlenstoff anwendbar ist, der beispielsweise in der
BAD ORIGINAL
109833/U61 -'--
Verwendung von Graphit als Moderator und Strukturmaterial eingebracht wird.
Es hat sich weiterhin als zweckmäßig erwiesen, das neue Verfahren zum Aufbereiten beschichteter Kernbrennstoffe
in der Weise durchzuführen, daß man die Schmelze aus einem Vorratsbehälter über eine flache geneigte Rinne
fließen läßt, an deren unterem Ende eine gekühlte Metallplatte so angeordnet ist, daß die abtropfende Schmelze
zu Granulat erstarrt. Die Brennstoffpartikel werden am oberen Ende der Rinne der Schmelze kontinuierlich zugemischt
. Die Rinne ist in an sich bekannter Weise heizbar ausgebildet. Dadurch ist es möglich, die über die
Rinne abfließenden Reaktionspartner auf die gemäß der
Erfindung erforderliche Reaktionsteriiperatur aufzuheizen.
Durch die Wahl der Länge der Rinne und die ihr erteilte Neigung hat nan es in der Hand, den Reaktionsablauf den jeweils erforderlichen Bedingungen anzupassen.
Die Vorrichtung zur Durchführung des neuen Verfahrens ist in einem gasdichten ilaum so angeordnet, daß es ohne
weiteres möglich ist, die frei werdenden Spaltgase abzuführen
.
Vorteilhaft ist es auch, die Brennstoffpartikel gegebenenfalls
in Gegenwart von überschüssigen Kohlenstoff in einen flachen Gefäß zur Rea-.tion zu bringen, dadurch
wird die Möglichkeit eines unkontrollierten Reaktionsablaufes ausgeschlossen. Verwendet man gemäß der Erfindung
anstelle von Hyperoxiden oder Peroxiden oder einer Mischung dieser beiden Verbindungen das entsprechende
Oxyd unter Zuleitung von Sauerstoff in die Schmelze, so geschieht dies ebenfalls zweckmäßig in einem flachen
Reaktionsgefäß. Der Sauerstoff wird dabei im Bedarfsfalle
unter Druck eingeleitet.
Als Werkstoff für die zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens erforderlichen Reaktionsgefäße oder
1 09833/U61 bad
1592U0
für die Reaktionsrinne haben sich insbesondere Eisen oder Nickel oder auch Legierungen dieser beiden Metalle
als vorteilhaft erwiesen. Statt dessen ist es auch zweckmäßig, Magnesiumoxid oder Thoriumoxid zu
verwenden.
Die Vorzüge des erfindungsgemäßen Verfahrens bestehen
außer in der Einfachheit und der Wirtschaftlichkeit darin, daß es auf Beschichtungen aus pyrolytischem Koklenstoff
ebenso anwendbar ist wie auf Beschichtungen aus Karbiden oder Oxyden. Bei dem neuen Verfahren entstehen
verhältnismäßig geringe Mengen an Gasen, die somit auch leicht zu dekontaminieren sind. Aufgrund der
verhältnismäßig großen Reaktionsfähigkeit der Hyperoxid- und/oder Peroxidschmelzen wird der zur Durchführung des
Verfahrens erforderliche Zeitaufwand gegenüber den bisher bekannten Verfahren erheblich verringert. Ein ganz
besonderer Vorzug des erfindungsgemäßen Verfahrens besteht
ferner darin, daß die bei der Reaktion gebildeten Schmelzen unmittelbar im Anschluß an die erfindungsgemäße
Behandlung in einer weiteren an sich bekannten Stufe des Aufbereitungsprozesses, beispielsweise nach
Lösen in Wasser und anschließender Neutralisation mit Säure, einem der herkömmlichen Extraktionszyklen zugeführt
werden können.
109833/U61
Claims (1)
1592UÖ
Patentanspruch
Verfahren zum Aufbereiten von beschichteten Kernbrennstoffen
für Hochtemperaturreaktoren dadurch gekennzeichnet, daß die
beschichteten Kernbrennstoffe mit Hyperoxid- und/ oder Peroxidschmelzen oder mit Oxydschraelzen unter
Zuführung von Sauerstoff, die mit an sich bekannten Schmelzmitteln, wie Natriumhydroxid oder dergleichen,
gemischt sind, wobei der Anteil der Hyperoxid- und/oder Peroxidschmelzen zwischen 25
und 70 Gewichtsprozent liegt, bei Temperaturen zwischen 350 und 300 C, vorzugsweise bei etwa
450° C, zur Reaktion gebracht werden.
840
109833/U61
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DEK0056340 | 1965-06-10 |
Publications (3)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE1592440A1 true DE1592440A1 (de) | 1971-08-12 |
DE1592440B2 DE1592440B2 (de) | 1973-03-22 |
DE1592440C3 DE1592440C3 (de) | 1973-10-11 |
Family
ID=7227811
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE1592440A Expired DE1592440C3 (de) | 1965-06-10 | 1965-06-10 | Verfahren zum Aufbereiten von mit pyrolytischem Kohlenstoff und/oder Carbiden oder Oxiden beschichteten, Uran enthaltenden Kernbrennstoffen fur Hochtemperaturreaktoren |
Country Status (5)
Country | Link |
---|---|
US (1) | US3403985A (de) |
JP (1) | JPS4837959B1 (de) |
BE (1) | BE682373A (de) |
DE (1) | DE1592440C3 (de) |
GB (1) | GB1099331A (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0081773A2 (de) * | 1981-12-16 | 1983-06-22 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Verfahren zur Abtrennung des Strukturgraphits vom Kernbrennstoff bei Kernreaktorbrennelementen und dafür geeigneter Ofen |
Families Citing this family (5)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US3755074A (en) * | 1968-04-25 | 1973-08-28 | Gulf Oil Corp | Method for separating particles |
US4145396A (en) * | 1976-05-03 | 1979-03-20 | Rockwell International Corporation | Treatment of organic waste |
DE4001897C2 (de) * | 1990-01-21 | 1999-11-25 | Atp Arbeit Tech Photosynthese | Verfahren zur umweltfreundlichen Auflösung von Platinen |
US9793019B1 (en) | 2014-03-26 | 2017-10-17 | Savannah River Nuclear Solutions, Llc | Low temperature chemical processing of graphite-clad nuclear fuels |
EP3123479B1 (de) * | 2014-03-26 | 2019-09-04 | Savannah River Nuclear Solutions, LLC | Chemische niedrigtemperaturverarbeitung von graphitumkleideten nuklearen brennstoffen |
Family Cites Families (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE1199748B (de) * | 1963-05-15 | 1965-09-02 | Kernforschung Mit Beschraenkte | Verfahren zum Aufarbeiten von bestrahlten Kernbrennstoffen |
-
1965
- 1965-06-10 DE DE1592440A patent/DE1592440C3/de not_active Expired
-
1966
- 1966-05-25 JP JP3306266A patent/JPS4837959B1/ja active Pending
- 1966-06-01 US US55433966 patent/US3403985A/en not_active Expired - Lifetime
- 1966-06-08 GB GB2548466A patent/GB1099331A/en not_active Expired
- 1966-06-10 BE BE682373D patent/BE682373A/xx not_active IP Right Cessation
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP0081773A2 (de) * | 1981-12-16 | 1983-06-22 | Forschungszentrum Jülich Gmbh | Verfahren zur Abtrennung des Strukturgraphits vom Kernbrennstoff bei Kernreaktorbrennelementen und dafür geeigneter Ofen |
EP0081773A3 (en) * | 1981-12-16 | 1984-04-04 | Kernforschungsanlage Julich Gesellschaft Mit Beschrankter Haftung | Method of separating textured graphite and nuclear fuel in nuclear fuel pins and oven suitable therefor |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS4837959B1 (de) | 1973-11-14 |
BE682373A (de) | 1966-11-14 |
DE1592440C3 (de) | 1973-10-11 |
DE1592440B2 (de) | 1973-03-22 |
GB1099331A (en) | 1968-01-17 |
US3403985A (en) | 1968-10-01 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
Halas et al. | Kurze Originalmitteilungen: A Modified Method of SO2 Extraction from Sulphates for Isotopic Analysis Using NaPO3 | |
DE1592440A1 (de) | Verfahren zum Aufbereiten beschichteter Kernbrennstoffe | |
DE1926827A1 (de) | Verfahren zum Aufarbeiten von Brenn- und/oder Brutelementen fuer Kernreaktoren | |
DE1032432B (de) | Verfahren zur Durchfuehrung von Kernreaktionen in einem Brutreaktor | |
DE1244143B (de) | Verfahren zur Aufbereitung uranhaltiger Kernbrennstoffe | |
DE1467322B2 (de) | Verfahren zur wiederaufbereitung von oxydischen kernreaktorbrennstoffen | |
DE2613537A1 (de) | Verfahren zur konditionierung von metallischen, aus zirkonium oder zirkoniumlegierungen bestehenden huelsenabfaellen aus der aufarbeitung bestrahlter kernreaktor-brennelemente zur umweltschuetzenden endlagerung | |
EP0720766A1 (de) | Kernbrennstoffsinterkörper und verfahren zu seiner herstellung | |
US2758024A (en) | Method of dissolving binary alloys | |
DE1533091B2 (de) | Verfahren zur Aufbereitung von zum Teil aus Graphit bestehenden Schalenkörnern und Brenn- oder Brutelementen | |
DE1223563B (de) | Entfernung von pyrolytischen Kohlenstoff-ueberzuegen | |
DE1592485C3 (de) | Verfahren zum Zerstören von Graphit enthaltenden Kernbrennstoff-Formkörpern zur Wiedergewinnung der eingebetteten Kernbrennstoffe | |
DE1139116B (de) | Verfahren zur Herstellung von aliphatischen und cycloaliphatischen Sulfonsaeuren | |
AT128310B (de) | Verfahren zur Darstellung von Alkali- und Erdalkalimetallen. | |
AT236344B (de) | Verfahren zur Herstellung neuer Metall-Stickstoff-Wasserstoff-Halogen-Verbindungen | |
DE102009005893B3 (de) | Verfahren zur Erzeugung von 11C sowie Targetkörper | |
DE3313251C2 (de) | Verfahren zur Vorbereitung von kugelförmigen Brennelementen zur Endlagerung | |
DE1667662A1 (de) | Verfahren zum Zerlegen von Graphitkoerpern,insbesondere zum Zerlegen von Brennstoffeinsaetzen fuer Kernreaktoren | |
DE1951036A1 (de) | Verfahren zum Aufbereiten von Kernreaktorbrennstoffen | |
DE1592129C (de) | Verfahren zum Wiederaufarbeiten von Kernbrennstoffelementen | |
DE2051923A1 (de) | Verwendung von Amencium Aluminium Legierungen zur Gewinnung von Transuran Nukhden und Verfahren zur Herstellung von Amencium Aluminium Legierungen | |
DE1208596B (de) | Verfahren zum Erzeugen von Chromdiffusions-zonen mit extrem niedriger Oberflaechenrauhigkeit | |
DE1514366B1 (de) | Brennstoffelement fuer einen Kernreaktor | |
DE2262881A1 (de) | Vorrichtung zur durchfuehrung von chlorierungsreaktionen | |
CH345780A (de) | Korrosionsbeständiger Metallbestandteil von Verbrennungsanlagen und Verfahren zu dessen Herstellung |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
C3 | Grant after two publication steps (3rd publication) | ||
E77 | Valid patent as to the heymanns-index 1977 |