Отработавшего топлива

К настоящему времени в промышленных масштабах получил распространение только один метод химической регенерации отработавшего топлива – путем его растворения в азотной кислоте с последующей экстракцией урана и плутония из раствора с помощью органического растворителя, например, трибутилфосфата (этот способ называется пьюрекс-процессом).

Перечислим основные стадии радиохимической переработки отработавшего ядерного топлива (пьюрекс-процесса):

а) механическая разделка твэлов и ТВС (рубка прессами, разрезание фрезами);

б) выщелачивание урана и плутония путем растворения отработавшего топлива в азотной кислоте (при этом в раствор переходят и растворимые продукты деления);

в) экстракция урана и плутония из азотнокислого раствора трибутилфосфатом;

г) разделение урана и плутония с помощью вводимого в экстракт восстановителя (например, двухвалентного железа), который изменяет валентность плутония и тем самым уменьшает его способность экстрагироваться трибутилфосфатом;

д) обработка и захоронение радиоактивных отходов (РАО), получающихся при переработке отработавшего топлива.

Рассмотрим материальный баланс радиохимического завода.

Пренебрегая величиной дефекта масс, можно считать, что масса ежегодно выгружаемого отработавшего топлива , т равна . Определим количество интересующих нас веществ , т/год, в направляемом на РХЗ топливе:

а) радиоактивных продуктов деления (РПД):

(3.11)

б) плутония:

(3.12)

в) урана :

(3.13)

где – концентрация в отработавшем топливе, %;

г) урана :

; (3.14)

д) урана :

(3.15)

Количество урана в топливе после регенерации , т , составит:

(3.16)

а концентрация в топливе , %, будет равна:

(3.17)