RU2294027C2 - Способ изготовления смешанного оксидного (мох) ядерного топлива из исходного материала в виде оружейного плутония - Google Patents

Способ изготовления смешанного оксидного (мох) ядерного топлива из исходного материала в виде оружейного плутония Download PDF

Info

Publication number
RU2294027C2
RU2294027C2 RU2004129777/06A RU2004129777A RU2294027C2 RU 2294027 C2 RU2294027 C2 RU 2294027C2 RU 2004129777/06 A RU2004129777/06 A RU 2004129777/06A RU 2004129777 A RU2004129777 A RU 2004129777A RU 2294027 C2 RU2294027 C2 RU 2294027C2
Authority
RU
Russia
Prior art keywords
mox
powder
puo
mixing
scrap
Prior art date
Application number
RU2004129777/06A
Other languages
English (en)
Other versions
RU2004129777A (ru
Inventor
Алан ВАНДЕРГЕЙНСТ (BE)
Алан ВАНДЕРГЕЙНСТ
Эдуард ПЕЛЬКМАН (BE)
Эдуард ПЕЛЬКМАН
ВЛЕСХХАУВЕР Марк ДЕ (BE)
ВЛЕСХХАУВЕР Марк ДЕ
Original Assignee
Белгонюклеэр Са
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Белгонюклеэр Са filed Critical Белгонюклеэр Са
Priority to RU2004129777/06A priority Critical patent/RU2294027C2/ru
Publication of RU2004129777A publication Critical patent/RU2004129777A/ru
Application granted granted Critical
Publication of RU2294027C2 publication Critical patent/RU2294027C2/ru

Links

Images

Classifications

    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E30/00Energy generation of nuclear origin
    • Y02E30/30Nuclear fission reactors

Landscapes

  • Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)

Abstract

Изобретение относится к способу изготовления смешанного (U, Pu) оксидного ядерного топлива (МОХ) из оружейного плутония, легированного галлием. Способ изготовления смешанного (U, Pu)O2 оксидного ядерного топлива из оксида оружейного плутония (W-PuO2), содержащего примеси, в частности галлий, включает в себя
а) изготовление таблеток МОХ-топлива, включающее в себя следующие стадии:
а1) первое смешивание порошка W-PuO2, переработанного способом сухой технологии, и/или порошка UO2, и/или МОХ-скрапа, переработанного способом сухой технологии,
а2) микронизацию и принудительное просеивание этой первой смеси,
а3) второе смешивание и перемешивание микронизированной и просеянной первой смеси с порошком оксида урана,
а4) введение и смешивание смазочного материала и/или порообразующего вещества,
а5) таблетирование этой перемешанной второй смеси,
а6) спекание полученных таблеток и
b) сухую переработку порошка W-PuO2, включающую в себя следующие стадии:
b1) смешивание порошка W-PuO2 с одним или с другим, или с обоими следующими материалами: порошок оксида урана и/или прошедший сухую переработку МОХ-скрап,
b2) микронизацию этой смеси,
b3) прессование этой микронизированной смеси в таблетки,
b4) термообработку в восстановительной среде указанных таблеток, которые после их дробления перемешиваются в первом смешивании, используемом в упоминаемом выше изготовлении таблеток МОХ-топлива, и
c) сухую переработку МОХ-скрапа, включающую в себя следующие стадии:
с1) смешивание порошка МОХ-скрапа и/или дробленых таблеток МОХ-скрапа,
с2) микронизацию этой смеси,
с3) прессование указанной микронизированной смеси в таблетки,
с4) термообработку указанных таблеток, предназначаемых после их дробления к перемешиванию в указанном первом смешивании, используемом в изготовлении таблеток МОХ-топлива. Этот способ можно использовать при выполнении программ по ограничению распространения ядерного оружия путем захоронения излишних запасов оружейного плутония. 4 н. и 20 з.п. ф-лы, 2 ил.

Description

Изобретение относится к способу изготовления смешанного (U, Pu) оксидного ядерного топлива (МОХ) из оружейного плутония (далее - "W-Pu"), легированного галлием.
Этот способ можно использовать при выполнении программ по ограничению распространения ядерного оружия путем захоронения излишних запасов оружейного плутония. Для нейтрализации плутония в условиях, которые предотвращают его будущее извлечение, и изготовление и облучение полученного из этого плутония МОХ-топлива, предусматриваются несколько способов захоронения этих запасов.
В последние десятилетия разработаны несколько способов изготовления МОХ-топлива, и некоторые из них предусматривают полное измельчение исходных порошковых материалов - UO2 и PuO2, чтобы получить однородную смесь; при этом другие способы отличаются тем, что измельчают только часть этих порошков.
Согласно способу MIMAS (MIcronization and MASter blend = микронизация и исходная смесь), созданному и разработанному заявителем данного изобретения, выполняют микронизацию путем измельчения только части конечной смеси и используют две стадии смешивания, чтобы получить нужное содержание плутония в конечной продукции и обеспечить изотопную гомогенизацию оксида плутония.
Признаки этого способа описываются в международной патентной заявке РСТ/ВЕ 99/00012 (WO 00/45394).
W-Pu, как правило, содержит определенные легирующие элементы, нежелательные в указанном изготавливаемом ядерном топливе, и поэтому пользователи МОХ-топлива считают их примесями. Этот плутоний в основном легируется галлием, чтобы стабилизировать δ-фазу металлического плутония, но может также содержать и другие примеси. Поскольку галлий считается примесью, которая может вызвать коррозию оболочки изготовленного МОХ-топлива, поэтому конструкторы требуют, чтобы содержание галлия было снижено примерно до уровня десяти на миллиард по весу.
Для удаления галлия и/или других примесей можно использовать и мокрую, и сухую технологии.
На технические решения разделения плутония и галлия направлены следующие патенты:
US-A-6187163: способ сепарации плутония с помощью анодного растворения твердого сплава плутония и галлия,
RU-A-2131477: способ переработки оружейного плутония,
US-A-3417002: способ и устройство для улучшения регенерации сплавов плутония и галлия путем электролитического рафинирования.
Некоторые из этих патентов связаны с мокрыми технологиями.
Мокрые технологии удаления галлия имеют серьезные недостатки. Эти способы создают крупные количества жидких отходов; предполагают дополнительные риски критичности по сравнению с сухим изготовлением МОХ-топлива; для них требуются особые технологические системы; для них требуется дополнительное упаковочное оборудование и транспортные операции, если указанные особые технологические системы не предусмотрены ни на установке конверсии плутония в оксид, ни на заводе изготовления МОХ-топлива.
Сухие технологии удаления галлия разрабатывались в последние годы несколькими организациями. Они экспериментировали сухую технологию, предусматривающую термообработку оксида W-Pu. Термообработка была названа Термо-Удалением Галлия (ТУГ) и разрабатывалась Лос-Аламосской Национальной Лабораторией (Лос-Аламос, НМ, США): порошок оксида плутония перерабатывается при температуре около 1200°С; размер частиц порошка достаточно крупный, чтобы они не уносились потоком газа в печи термообработки. Эта же организация изготовила МОХ-топливо из оксида W-Pu, с предварительной обработкой для удаления галлия, и без таковой обработки. Еще один сухой способ удаления галлия, разработанный Национальным Ресурсным Центром для Плутония в Амарилло, ТХ, США, осуществляется при высокой температуре и предусматривает улавливание удаленного галлия газопоглотителями. Эти способы, осуществляемые либо с, либо без предварительной обработки для удаления галлия, обеспечивают, по сообщениям, такие показатели по удалению галлия, которые не позволяют обеспечить указанные нужные значения. Галлий присутствует в исходном оксиде плутония как твердый триоксид галлия (Ga2О3), получаемый при окислении металлического плутония ввиду образования оксида плутония (PuO2). Восстановление Ga2O3 восстанавливающим газом (например, Н2) до летучего субоксида галлия (Ga2O) и удаление Ga2O основывается на различных механизмах, согласно которым комбинируются: газовая диффузия в твердых веществах, окисление-восстановление, миграция газа и конвективная массопередача. Химическое уравнение восстановления триоксида галлия:
Ga2O3+2Н2→Ga2O+2Н2O
Согласно настоящему изобретению предлагаемый способ изготовления исключает упоминаемые выше недостатки и включает в себя следующие стадии:
- способ изготовления таблеток МОХ-топлива, содержащий
- первое смешивание W-PuO2, переработанного способом сухой технологии, со скрапом МОХ, переработанного способом сухой технологии, и, возможно, с порошком оксида урана,
- микронизация и принудительное просеивание этой первой смеси,
- второе смешивание и перемешивание микронизированной и просеянной первой смеси с порошком оксида урана,
- введение добавок и прессование этой перемешанной второй смеси в таблетки,
- спекание полученных таблеток и сухая переработка порошка W-PuO2, включающая в себя следующие стадии:
- смешивание порошка W-PuO2 с одним, или другим, или с обоими следующими материалами: порошок оксида урана и/или прошедший сухую переработку МОХ-скрап,
- микронизация этой смеси,
- прессование этой микронизированной смеси в таблетки,
- термообработка, в восстановительной среде, указанных таблеток, которые после их приготовления механическими средствами перемешиваются в первую смесь, используемую в упоминаемом выше изготовлении таблеток МОХ-топлива, и сухая переработка скрапа изготовления МОХ, включающая в себя следующие этапы:
- смешивание порошка МОХ-скрапа или дробленых таблеток МОХ-скрапа с нерегулированным содержанием примесей, нерегулированными гранулометрическими показателями, или с нерегулированной спекаемостыо,
- микронизация этой смеси,
- прессование указанной микронизированной смеси в таблетки,
- термообработка, в восстанавливающей атмосфере, указанных таблеток, предназначаемых после их приготовления механическими средствами к перемешиванию в указанную первую смесь, используемую в изготовлении гранул МОХ-топлива.
Стадии технологии удаления галлия являются только теми технологическими стадиями, которые в настоящее время используются в промышленности изготовления МОХ-топлива, и, в частности, для подразумеваемой при этом последующей переработки скрапа. Поскольку эту же последовательность технологических стадий можно использовать и для удаления галлия, и для переработки скрапа, поэтому указанную переработку можно выполнить в единой последовательности технологических стадий и с помощью одного и того же технологического оборудования. В результате этого ни определенные, ни дополняющие технологические стадии удаления галлия, ни соответствующее оборудование не нужны, и это обстоятельство представляет собой главное преимущество по сравнению с существующими технологиями удаления галлия.
Смешивание оксида W-Pu с порошком оксида урана и/или МОХ-скрапа приводит к такому разбавлению, что партии, содержащие значительные количества W-Pu, можно использовать без неприемлемых рисков критичности.
Стадия микронизации этого способа уменьшает размер частиц и, поэтому, ограничивает время, нужное для миграции галлия внутрь частиц. Прессование при пониженном давлении агломерирует частицы в таблетки, достаточно крупные, чтобы они не уносились потоком газа в печи термообработки, и при этом достаточно пористые, чтобы могла происходить диффузия восстанавливающего газа внутрь таблеток и чтобы субоксид галлия удалялся этим потоком газа.
Прочие подробности и определенные признаки изобретения поясняются в приводимом ниже описании и в прилагаемой формуле изобретения.
Фиг.1 схематически показывает стадии (левая часть) изготовления МОХ, стадии переработки W-PuO2 (средняя часть) и стадии переработки МОХ-скрапа (правая часть).
Фиг.2 показывает комбинацию стадий переработки W-PuO2 со стадиями переработки МОХ-скрапа (правая часть) и их связь со стадиями изготовления МОХ-топлива (левая часть).
На чертежах аналогичные ссылочные обозначения указывают на аналогичные элементы.
Подробности разных стадий фиг.1 излагаются ниже.
Способ согласно настоящему изобретению для изготовления МОХ-топлива из сырья, представляющего собой W-Pu, по существу является способом изготовления топливных таблеток из смешанного оксида (U, Pu)O2, то есть содержит
- первое смешивание (стадия 1) порошка W-PuO2 и/или порошка UO2, и/или скрапа изготовления МОХ,
- микронизация (стадия 2) указанной первой смеси, в частности - с помощью шаровой мельницы и принудительного просеивания (стадия 3) через ячейки размером 250 мкм, например,
- второе смешивание (стадия 4) первой смеси с порошком UO2 и, возможно, скрапом изготовления МОХ,
- добавление и смешивание смазочного материала и/или порообразующего вещества (стадия 5), причем эта стадия предпочтительно объединена с предыдущей стадией,
- прессование (стадия 6) второй смеси в таблетки с помощью прессов (таблетирование),
- спекание (стадия 7) указанных таблеток предпочтительно в среде увлажненных водорода и газа-носителя (аргон или азот),
- сухое шлифование таблеток (стадия 8),
- сортировка таблеток по внешнему виду (стадия 9).
Способ изготовления может также включать в себя следующие стадии:
- штабелирование,
- загрузка таблеток в оболочку,
- сварка концевой заглушки для формирования топливных стержней,
- подпрессовка стержня,
- испытание стержня,
- группирование нескольких стержней для формирования топливной сборки,
- испытание топливной сборки.
Отбракованные визуальной сортировкой на стадии 9 таблетки можно раздробить на стадии 26 и ввести их в излагаемые ниже стадии смешивания 11 или 21.
Способ согласно настоящему изобретению предусматривает предварительную переработку оксида W-Pu. Эта переработка включает в себя следующие стадии:
- смешивание (стадия 11) порошка W-PuO2 с одним, или с другим, или с обоими следующими материалами: порошок оксида урана и/или прошедший сухую переработку МОХ-скрап,
- микронизация (стадия 12) этой смеси, в частности - с помощью шаровой мельницы,
- прессование (стадия 13) микронизированной смеси в таблетки в прессах прессования или гранулирования,
- термообработка (стадия 14) указанных таблеток предпочтительно в среде водорода и газа-носителя (аргон или азот), возможно - в печи с вольфрамовыми нагревательными сопротивлениями,
- дробление термообработанных таблеток (стадия 15), например, в щековой дробилке.
Способ согласно настоящему изобретению также предусматривает предварительную переработку скрапа изготовления МОХ. Эта переработка включает в себя следующие стадии:
- смешивание (стадия 21) порошка скрапа МОХ и/или дробленых таблеток скрапа МОХ,
- микронизация (стадия 22) указанной смеси, в частности - с помощью шаровой мельницы,
- прессование (стадия 23) микронизированной смеси в таблетки в прессах прессования или гранулирования,
- термообработка (стадия 24) указанных таблеток предпочтительно в среде водорода и газа-носителя (аргон или азот),
- дробление термообработанных таблеток (стадия 25), например, в щековой дробилке.
Подробности объединения стадий переработки W-PuO2 со стадиями переработки скрапа МОХ согласно фиг.2 приводятся ниже.
Способ согласно настоящему изобретению также предусматривает предварительную переработку оксида W-Pu и скрапа изготовления МОХ. Эта переработка включает в себя следующие этапы:
- смешивание (стадия 11) порошка W-PuO2, смешанного со скрапом изготовления МОХ, и, возможно, порошком UO2,
- микронизация (стадия 12) этой смеси, в частности - с помощью шаровой мельницы,
- прессование (стадия 13) микронизированной смеси в таблетки в прессах прессования или гранулирования,
- термообработка (стадия 14) указанных таблеток предпочтительно в среде водорода и газа-носителя (аргон или азот), возможно - в печи с вольфрамовыми нагревательными сопротивлениями,
- дробление термообработанных таблеток (стадия 15), например, в щековой дробилке.
Порошковый МОХ-скрап поступает от разных стадий изготовления: излишний порошок остатков таблетируемой партии, пыль от шлифования; порошок, регенерированный из пылевых фильтров и пр.; и при этом таблетки МОХ-скрапа имеют следующее происхождение: пробные таблетки, отбракованные таблетки, излишек изготовления и пр.
Некоторые неограничивающие параметры способа изготовления МОХ-топлива с использованием оксида W-Pu являются следующими:
- топливо изготавливается в партиях. Это обстоятельство позволяет применять одно и то же оборудование для изготовления топлива и для переработки оксида W-Pu и МОХ-скрапа,
- содержание плутония в первой смеси составляет 20-30%. Оксид W-Pu смешивают либо с МОХ-скрапом, либо с оксидом урана, либо с обоими материалами. Количество скрапа в этой первой смеси может доходить до 65%,
- второе смешивание получают введением свободно сыпучего оксида урана в первую смесь после ее микронизации, и просеиванием через ячейки размером 250 мкм,
- значения давления прессования МОХ-топлива находятся в пределах 400-600 МПа; и в смесь вводят 0,2-0,5% смазочного материала,
- спекание МОХ-топлива выполняют при температурах от 1650 до 1760°С в течение минимального 4-часового срока в восстанавливающей среде (водород в смеси с газом-носителем, например, Ar или N2), увлажненной для получения отношения Н22О в пределах значений от 15 до 30,
- оксид оружейного плутония можно перерабатывать отдельно - после разбавления оксидом урана - или смешивать с МОХ-скрапом, либо можно выполнять и то, и другое,
- прессование смесей оксида W-Pu с МОХ-скрапом выполняют под давлением, имеющим значения 100-200 МПа, и в прессуемую смесь вводят 0,2-0,3% смазочного материала,
- термообработку таблеток, сделанных из смесей оксида W-Pu с МОХ-скрапом и/или оксидом урана, выполняют при температурах выше 1600°С в течение минимального 4-часового срока в восстановительной среде, в которой отношение Н22О то же, что и используемое при спекании МОХ-топлива, или более высокое - для улучшения удаления галлия.
Для снижения затрат на оборудование можно использовать основное оборудование изготовления топлива для предварительной обработки смесей оксида W-Pu с МОХ-скрапом: мельницы, смесительные аппараты, прессы для прессования порошков, спекательные печи. Рабочие параметры для предварительной обработки могут быть теми же, что и параметры изготовления МОХ-топлива, либо отличаться от них.
Необходимо отметить, что настоящее изобретение никоим образом не ограничивается описываемыми выше осуществлениями, и что в нем возможны многие модификации в рамках объема прилагаемой формулы изобретения.
Существуют и другие способы изготовления МОХ-топлива, для которых будет целесообразным применение этого изобретения.
Упоминаемые выше фигуры основаны на способе MIMAS, разработанном заявителем настоящего изобретения. Из этих фигур легко вывести другие способы изготовления, которые в основном отличаются признаками полного измельчения порошков UO2 и PuO2 и объединением двух стадий смешивания в одной стадии.

Claims (24)

1. Способ изготовления смешанного (U, Pu)O2 оксидного ядерного топлива из оксида оружейного плутония (W-PuO2), содержащего примеси, в частности галлий, включающий в себя
a) изготовление таблеток МОХ-топлива, включающее в себя следующие стадии:
а1) первое смешивание (1) порошка W-PuO2, переработанного способом сухой технологии, и/или порошка UO2, и/или МОХ-скрапа, переработанного способом сухой технологии,
а2) микронизацию (2) и принудительное просеивание (3) этой первой смеси,
а3) второе смешивание и перемешивание (4) микронизированной и просеянной первой смеси с порошком оксида урана,
а4) введение (5) и смешивание смазочного материала и/или порообразующего вещества,
а5) таблетирование (6) этой перемешанной второй смеси,
а6) спекание (7) полученных таблеток и
b) сухую переработку порошка W-PuO2, включающую в себя следующие стадии:
b1) смешивание (11) порошка W-PuO2 с одним, или с другим, или с обоими следующими материалами: порошок оксида урана и/или прошедший сухую переработку МОХ-скрап,
b2) микронизацию (12) этой смеси,
b3) прессование (13) этой микронизированной смеси в таблетки,
b4) термообработку (14) в восстановительной среде указанных таблеток, которые после их дробления (15) перемешиваются в первом смешивании, используемом в упоминаемом выше изготовлении таблеток МОХ-топлива, и
с) сухую переработку МОХ-скрапа, включающую в себя следующие стадии:
с1) смешивание (21) порошка МОХ-скрапа и/или дробленых таблеток МОХ-скрапа,
с2) микронизацию (22) этой смеси,
с3) прессование (23) указанной микронизированной смеси в таблетки,
с4) термообработку (24) указанных таблеток, предназначаемых после их дробления (25) к перемешиванию в указанном первом смешивании, используемом в изготовлении таблеток МОХ-топлива.
2. Способ по п.1, в котором примеси, в частности галлий, удаляют с помощью комбинации термообработки (14) W-PuO2 и/или процесса спекания (7); при этом параметры спекания выбирают для улучшения указанного удаления галлия.
3. Способ по п.1, в котором термообработку (14) таблеток W-PuO2 выполняют, по меньшей мере, при 1600°С в восстанавливающей среде, в частности в печи с вольфрамовыми нагревательными сопротивлениями.
4. Способ по п.1, в котором применяют шаровую мельницу для микронизации порошка, по меньшей мере, на одной из стадий микронизации (2, 12, 22).
5. Способ по п.1, в котором, по меньшей мере, на одной из стадий (6, 13, 23) прессования вводят смазочный материал до таблетирования или прессования.
6. Способ по п.1, в котором для переработки W-PuO2 и МОХ-скрапа используют оборудование изготовления МОХ-топлива, включающее, по меньшей мере, одну мельницу, один смесительный аппарат, один пресс таблетирования или прессования и одну спекательную печь для обработки W-PuO2 и материала МОХ-скрапа.
7. Способ изготовления смешанного (U, Pu)O2 оксидного ядерного топлива из оксида оружейного плутония (W-PuO)2, содержащего примеси, в частности галлий, включающий в себя
a) изготовление таблеток МОХ-топлива, включающее в себя следующие стадии:
а1) первое смешивание (1) порошка W-PuO2, переработанного способом сухой технологии, и/или порошка UO2, и/или МОХ-скрапа, переработанного способом сухой технологии,
а2) микронизацию (2) и принудительное просеивание (3) этой первой смеси,
а3) второе смешивание и перемешивание (4) микронизированной и просеянной первой смеси с порошком оксида урана,
а4) введение (5) и смешивание смазочного материала и/или порообразующего вещества,
а5) таблетирование (6) этой перемешанной второй смеси,
а6) спекание (7) полученных таблеток и
b) сухую переработку порошка W-PuO2 и МОХ-скрапа, включающую в себя следующие стадии:
b1) смешивание (11) порошка W-PuO2, смешанного с МОХ-скрапом и возможно с порошком UO2,
b2) микронизацию (12) этой смеси,
b3) прессование (13) этой микронизированной смеси в таблетки,
b4) термообработку (14) в восстановительной среде указанных таблеток, которые после их дробления (15) перемешиваются в первом смешивании, используемом в упоминаемом выше изготовлении таблеток МОХ-топлива.
8. Способ по п.7, в котором примеси, в частности галлий, удаляют с помощью комбинации термообработки (14) W-PuO2 и/или процесса спекания (7); при этом параметры спекания выбирают для улучшения указанного удаления галлия.
9. Способ по п.7, в котором термообработку (14) таблеток W-PuQ2 выполняют, по меньшей мере, при 1600°С в восстанавливающей среде, в частности в печи с вольфрамовыми нагревательными сопротивлениями.
10. Способ по п.7, в котором применяют шаровую мельницу для микронизации порошка, по меньшей мере, на одной из стадий микронизации (2, 12, 22).
11. Способ по п.7, в котором, по меньшей мере, на одной из стадий (6, 13, 23) прессования вводят смазочный материал до таблетирования или прессования.
12. Способ по п.7, в котором для переработки W-PuO2 и МОХ-скрапа используют оборудование изготовления МОХ-топлива, включающее, по меньшей мере, одну мельницу, один смесительный аппарат, один пресс таблетирования или прессования и одну спекательную печь для обработки W-PuO2 и материала МОХ-скрапа.
13. Способ изготовления смешанного (U, Pu)O2 оксидного ядерного топлива из оксида оружейного плутония (W-PuO2), содержащего примеси, в частности галлий, включающий в себя
a) изготовление таблеток МОХ-топлива, включающее в себя следующие стадии:
а1) смешивание (1) порошка W-PuO2, переработанного способом сухой технологии, и/или порошка UO2, и/или МОХ-скрапа, переработанного способом сухой технологии,
а2) полную микронизацию (2) этой первой смеси,
а3) введение (5) и смешивание смазочного материала и/или порообразующего вещества,
а4) таблетирование (6) этой перемешанной второй смеси,
а5) спекание (7) полученных таблеток и
b) сухую переработку порошка W-PuQ2, включающую в себя следующие стадии:
b1) смешивание (11) порошка W-PuO2 с одним, или с другим, или с обоими следующими материалами: порошок оксида урана и/или прошедший сухую переработку МОХ-скрап,
b2) микронизацию (12) этой смеси,
b3) прессование (13) этой микронизированной смеси в таблетки,
b4) термообработку (14) в восстановительной среде указанных таблеток, которые после их дробления (15) перемешиваются в первом смешивании, используемом в упоминаемом выше изготовлении таблеток МОХ-топлива, и
с) сухую переработку МОХ-скрапа, включающую в себя следующие стадии:
с1) смешивание (21) порошка МОХ-скрапа и/или дробленых таблеток МОХ-скрапа,
с2) микронизацию (22) этой смеси,
с3) прессование (23) указанной микронизированной смеси в таблетки,
с4) термообработку (24) указанных таблеток, предназначаемых после их дробления (25) к перемешиванию в указанном первом смешивании, используемом в изготовлении таблеток МОХ-топлива.
14. Способ по п.13, в котором примеси, в частности галлий, удаляют с помощью комбинации термообработки (14) W-PuO2 и/или процесса спекания (7); при этом параметры спекания выбирают для улучшения указанного удаления галлия.
15. Способ по п.13, в котором термообработку (14) таблеток W-PuO2 выполняют, по меньшей мере, при 1600°С в восстанавливающей среде, в частности в печи с вольфрамовыми нагревательными сопротивлениями.
16. Способ по п.13, в котором применяют шаровую мельницу для микронизации порошка, по меньшей мере, на одной из стадий микронизации (2, 12, 22).
17. Способ по п.13, в котором, по меньшей мере, на одной из стадий (6, 13, 23) прессования вводят смазочный материал до таблетирования или прессования.
18. Способ по п.13, в котором для переработки W-PuO2 и МОХ-скрапа используют оборудование изготовления МОХ-топлива, включающее, по меньшей мере, одну мельницу, один смесительный аппарат, один пресс таблетирования или прессования и одну спекательную печь для обработки W-PuO2 и материала МОХ-скрапа.
19. Способ изготовления смешанного (U, Pu)O2 оксидного ядерного топлива из оксида оружейного плутония (W-PuO2), содержащего примеси, в частности галлий, включающий в себя
a) изготовление таблеток МОХ-топлива, включающее в себя следующие стадии:
а1) смешивание (1) порошка W-PuO2, переработанного способом сухой технологии, и/или порошка UO2, и/или МОХ-скрапа, переработанного способом сухой технологии,
а2) полную микронизацию (2) этой первой смеси,
а3) введение (5) и смешивание смазочного материала и/или порообразующего вещества,
а4) таблетирование (6) этой перемешанной смеси,
а5) спекание (7) полученных таблеток и
b) сухую переработку порошка W-PuO2 и МОХ-скрапа, включающую в себя следующие стадии:
b1) смешивание (11) порошка W-PuO2, смешанного с МОХ-скрапом, и, возможно, с порошком UO2,
b2) микронизацию (12) этой смеси,
b3) прессование (13) этой микронизированной смеси в таблетки,
b4) термообработку (14) в восстановительной среде указанных таблеток, которые после их дробления (15) перемешиваются в первом смешивании, используемом в упоминаемом выше изготовлении таблеток МОХ-топлива.
20. Способ по п.19, в котором примеси, в частности галлий, удаляют с помощью термообработки (14) W-PuO2 и/или процесса спекания (7); при этом параметры спекания выбирают для улучшения указанного удаления галлия.
21. Способ по п.19, в котором термообработку (14) таблеток W-PuO2 выполняют, по меньшей мере, при 1600°С в восстанавливающей среде, в частности в печи с вольфрамовыми нагревательными сопротивлениями.
22. Способ по п.19, в котором применяют шаровую мельницу для микронизации порошка, по меньшей мере, на одной из стадий микронизации (2, 12, 22).
23. Способ по п.19, в котором, по меньшей мере, на одной из стадий (6, 13, 23) прессования вводят смазочный материал до таблетирования или прессования.
24. Способ по п.19, в котором для переработки W-PuO2 и МОХ-скрапа используют оборудование изготовления МОХ-топлива, включающее, по меньшей мере, одну мельницу, один смесительный аппарат, один пресс таблетирования или прессования и одну спекательную печь для обработки W-PuO2 и материала МОХ-скрапа.
RU2004129777/06A 2002-03-11 2002-03-11 Способ изготовления смешанного оксидного (мох) ядерного топлива из исходного материала в виде оружейного плутония RU2294027C2 (ru)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004129777/06A RU2294027C2 (ru) 2002-03-11 2002-03-11 Способ изготовления смешанного оксидного (мох) ядерного топлива из исходного материала в виде оружейного плутония

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
RU2004129777/06A RU2294027C2 (ru) 2002-03-11 2002-03-11 Способ изготовления смешанного оксидного (мох) ядерного топлива из исходного материала в виде оружейного плутония

Publications (2)

Publication Number Publication Date
RU2004129777A RU2004129777A (ru) 2005-04-10
RU2294027C2 true RU2294027C2 (ru) 2007-02-20

Family

ID=35611660

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
RU2004129777/06A RU2294027C2 (ru) 2002-03-11 2002-03-11 Способ изготовления смешанного оксидного (мох) ядерного топлива из исходного материала в виде оружейного плутония

Country Status (1)

Country Link
RU (1) RU2294027C2 (ru)

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2557086C2 (ru) * 2010-06-16 2015-07-20 Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Э О Энержи Альтернатив Реакционная камера для экзотермического материала
RU2732081C1 (ru) * 2020-01-28 2020-09-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") Способ растворения диоксида плутония, скрапа мокс-топлива и извлечения америция

Cited By (2)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
RU2557086C2 (ru) * 2010-06-16 2015-07-20 Коммиссариат А Л'Энержи Атомик Э О Энержи Альтернатив Реакционная камера для экзотермического материала
RU2732081C1 (ru) * 2020-01-28 2020-09-11 Федеральное государственное унитарное предприятие "Горно-химический комбинат" (ФГУП "ГХК") Способ растворения диоксида плутония, скрапа мокс-топлива и извлечения америция

Also Published As

Publication number Publication date
RU2004129777A (ru) 2005-04-10

Similar Documents

Publication Publication Date Title
RU2551654C2 (ru) Способ получения пористого ядерного топлива на основе по меньшей мере одного младшего актинида
US5841200A (en) Process for the production of nuclear fuel pellets based on mixed (U, Pu)O2 oxide with the addition of an organic, sulphur product
JP2761225B2 (ja) 混合酸化物(U,Pu)O▲下2▼ベースの核燃料ペレットの製造方法
KR100717924B1 (ko) 혼합산화물 핵연료 분말 및 혼합산화물 핵연료 소결체의제조 방법
Turner et al. The use of gadolinium as a burnable poison within U3Si2 fuel pellets
RU2216798C2 (ru) Способ изготовления таблеток ядерного топлива из смешанного оксида (u, pu)o2 из нетекучего порошка uo2
RU2294027C2 (ru) Способ изготовления смешанного оксидного (мох) ядерного топлива из исходного материала в виде оружейного плутония
EP1483765B1 (en) Mox fuel fabrication process from weapon plutonium feed
US6783706B1 (en) Method for dry process recycling of mixed (U,Pu)O2 oxide nuclear fuel waste
Burkes et al. A US perspective on fast reactor fuel fabrication technology and experience. Part II: Ceramic fuels
US7309473B2 (en) Method for sulphurizing a UO2 powder and method for making nuclear fuel pellets based on UO2 or mixed oxide (U,Pu)O2 oxide with added sulphur
US9428401B1 (en) Separation of the rare-earth fission product poisons from spent nuclear fuel
MacLeod et al. Development of mixed-oxide fuel manufacture in the United Kingdom and the influence of fuel characteristics on irradiation performance
US20230223162A1 (en) Method for producing pelletized fuel from uranium-molybdenum powders
RU2225047C2 (ru) Способ сухой переработки скрапа ядерного топлива из смешанного оксида (u, pu) o2
Durand et al. Preliminary developments of MTR plates with uranium nitride
RU2148279C1 (ru) Способ получения топливных таблеток
Kim et al. A recycling process on vanadium beryllium intermetallic compounds as advanced neutron multipliers for DEMO fusion applications
RU2382424C2 (ru) Способ получения ядерного керамического уран-эрбиевого топлива
GB2320800A (en) Nuclear fuel pellets
WO2022075880A1 (ru) Способ изготовления уран-гадолиниевого ядерного топлива
JP3143859B2 (ja) 不溶性タンニンを用いた核燃料顆粒の製造方法
Borland et al. An evaluation of alternate production methods for Pu-238 general purpose heat source pellets
RU2172030C2 (ru) Способ изготовления таблеток ядерного топлива на основе смешанного оксида (u, pu)o2 с добавкой сероорганического продукта
JPH0631761B2 (ja) 硝酸に溶解し得る焼結混合酸化物を硝酸塩溶液から製造する方法

Legal Events

Date Code Title Description
MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20110312

NF4A Reinstatement of patent

Effective date: 20140420

MM4A The patent is invalid due to non-payment of fees

Effective date: 20200312