Способ получения гексафторида низкообогащенного урана из высокообогащенного урана

Изобретение относится к ядерному топливному циклу и может быть использовано в производстве топлива ядерных реакторов путем перевода высокообогащенного урана в энергетический низкообогащенный уран. Способ получения гексафторида низкообогащенного урана из высокообогащенного урана, включает наработку в каскаде газовых центрифуг из гексафторида урана отвальной кондиции урана-разбавителя, содержащего изотоп U-235 выше натурального значения, смешивание в газовой фазе гексафторида высокообогащенного урана с гексафторидом урана-разбавителя из условия достижения в гексафториде низкообогащенного урана энергетической кондиции изотопа U-235 и ограниченного содержания минорных изотопов урана. Гексафторид урана-разбавителя нарабатывают из гексафторида первичных отвалов обогащения натурального урана при подмешивании гексафторида первичных отвалов обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива. Гексафторид первичных отвалов обогащения урана подмешивают в межступенные потоки отборной части каскада с близкой или равной концентрацией изотопа U-235. Результат изобретения: сокращение затрат на получение НОУ-разбавителя с пониженным содержанием минорных изотопов; минимизация разделительных мощностей, предназначенных для наработки НОУ-разбавителя; ликвидация дефицита первичных отвалов обогащения натурального урана, пригодных для производства НОУ-разбавителя; снижение потерь работы разделения при перестройке конфигурации уранового завода для наработки НОУ-разбавителя, 4 з.п. ф-лы, 4 табл., 2 ил.

 

Изобретение относится к ядерному топливному циклу и может быть использовано в производстве топлива ядерных реакторов путем перевода высокообогащенного урана в энергетический низкообогащенный уран.

Высокообогащенный уран (ВОУ) представляет собой уран с обогащением по изотопу U-235 выше 20%; среднеобогащенный уран (СОУ) от 5 до 20%; низкообогащенный уран (НОУ) от 1,5 до 5%; сырьевой уран природного происхождения 0,711%; обедненный уран менее 0,711%.

Гексафторид низкообогащенного урана, из которого изготавливается топливо для ядерных реакторов АЭС, обычно получают из натурального урана, обогащая его изотопом U-235 до 2,0÷5,0 мас.% в каскадах газовых центрифуг. На это затрачивается некоторое количество работы разделения, выражаемой в единицах работы разделения (ЕРР) и определяемой массовым расходом гексафторида урана (UF₆) через разделительный каскад, исходной и конечными концентрациями делящего изотопа U-235 в обогащенном (товарном) и обедненном (отвальном) потоках гексафторида урана в отборах каскада. Реальные условия работы центрифужных разделительных каскадов зависят от рыночной цены на урановое сырье и стоимости работы разделения. От соотношения последних зависит концентрация изотопа U-235 в отвальных потоках каскада.

В последние годы для получения гексафторида НОУ начато использование ВОУ, извлекаемого при демонтаже ядерных боеприпасов, критических сборок исследовательских ядерных установок или поступающего в топливный цикл из складских запасов. В этом случае гексафторид НОУ получают разбавительным смешиванием гексафторида ВОУ с гексафторидом урана-разбавителя более низкого обогащения для перевода концентрации делящегося изотопа U-235 в реакторный интервал значений.

Снижение уровня обогащения для высокообогащенного материала представляет собой довольно сложную проблему, поскольку значительная часть ВОУ слишком загрязнена изотопами, нежелательными в производстве топлива для легководных реакторов. Считается, что смешивание - единственный способ борьбы с присутствием в ВОУ четных (минорных) изотопов урана, такими как U-232 (изотоп, формирующий основную дозовую нагрузку внешнего облучения персонала на всех этапах работы с урановым сырьем), U-234 (примесь, ухудшающая радиационную обстановку на стадии изготовления топлива) и U-236 (поглотитель нейтронов, снижающий пригодность ядерного материала для производства топлива).

Количество минорных изотопов в гексафториде НОУ складывается из U-232, U-234 и U-236, содержащихся в ВОУ, и U-232, U-234 и U-236, содержащихся в уране-разбавителе. Для гарантированного перевода ВОУ в НОУ-продукты известны две группы способов:

- очистка гексафторида ВОУ от младших минорных изотопов U-232 и U-234 в каскаде газовых центрифуг;

- использование НОУ-разбавителя с пониженным содержанием минорных изотопов.

Независимо от способа получения изотопный состав гексафторида НОУ должен соответствовать требованиям стандартной спецификации ASTM С 996-2004, согласно которой содержание изотопов U-234 и U-236 в гексафториде НОУ не должно превышать 10000 мкг U-234 на 1 г U-235 (или 0,05 мас.% в общем уране) и 250 мкг U-236 на 1 г общего урана (или 0,025 мас.% в общем уране) [см. Стандартные технические условия на гексафторид урана с обогащением менее 5% по изотопу уран-235. ASTM Disignation С 996-2004].

Так для получения гексафторида НОУ из оружейного ВОУ известен способ [Патент RU 2225362 С2, МПК 7 С01G 43/06. Приоритет от 13.06.2001. Опубл. 10.03.2004], включающий окисление металлического высокообогащенного урана, фторирование окислов высокообогащенного урана, смешение гексафторида высокообогащенного урана с разбавителем и десублимацию гексафторида низкообогащенного урана в контейнеры, где содержание минорных изотопов в высокообогащенном уране уменьшают в каскаде газовых центрифуг одновременно с очисткой высокообогащенного урана от химических примесей. Режим работы каскада газовых центрифуг устанавливают из условия ограничения содержания в высокообогащенном уране минорных изотопов их предельными значениями, определенными соотношением

где Z - массовое число минорного изотопа урана; A_Z - предельное содержание в высокообогащенном уране минорного изотопа урана, мас.%; B_Z - содержание минорного изотопа в разбавителе, мас.%; С_Z - требуемое содержание минорного изотопа в гексафториде низкообогащенного урана, мас.%; А₂₃₅, В₂₃₅, С₂₃₅ - содержание изотопа U-235 в высокообогащенном уране, разбавителе и низкообогащенном уране соответственно, мас.%.

Недостаток упомянутого способа-аналога и других аналогичных способов заключается в том, что для их реализации необходимо иметь специальный очистительный каскад газовых центрифуг. Однако центрифужные каскады стоят очень дорого и строятся годами. Кроме того, при изотопной корректировке состава ВОУ в потоке чистки очистительного каскада концентрируются радиационно опасные младшие минорные изотопы, которые не представляется возможным утилизировать. Долговременное хранение контейнеров гексафторида урана потока чистки проблематично из-за радиолиза.

Из-за наличия в составе минорных изотопов ни промышленный натуральный уран, ни первичные отвалы обогащения натурального урана напрямую не годятся для смешивания с ВОУ. Гексафторид слабообогащенного (не более 1,5 мас.%) урана (НОУ-разбавитель), наработанный из промышленного натурального сырья, пригоден для разбавительного смешивания только с частью ВОУ.

Известно [Микерин Е.И. и др. Российская промышленная переработка ВОУ из ядерного оружия в энергетический НОУ, соответствующего спецификации ASTM С 996-90 для обогащенного урана, полученного из коммерческого природного урана // Доклад на симпозиуме ASTM. - Балтимор, 31.07.1996], что для наработки кондиционного урана-разбавителя необходимо использовать гексафторид изотопной смеси урана с пониженным относительно натурального значения отношением содержания изотопа U-234 к содержанию изотопа U-235. Таковыми являются первичные отвалы разделительного производства, образующиеся при получении товарных низкообогащенных урановых продуктов с использованием натурального (природного) сырья.

Наиболее близким по совокупности существенных признаков аналогом предлагаемого изобретения является способ получения гексафторида НОУ из ВОУ [см. Кондаков В.М., Лазарчук В.В., Малый Е.Н. и др. Переработка оружейного урана в энергетический на Сибирском химическом комбинате. - Ядерный топливный цикл. - 2004, №1. С.30-36], состоящий в переводе ВОУ из компактного металла в гексафторид и разбавлении гексафторида ВОУ гексафторидом урана с более низким содержанием изотопа U-235, который включает следующие основные переделы:

- экстракционную очистку оксидов ВОУ от следовых количеств актиноидов, продуктов распада ряда нуклидов и легирующих добавок;

- переработку оксидов урана в гексафторид ВОУ путем их прямого фторирования элементным фтором;

- наработку НОУ-разбавителя с содержанием изотопа U-235 1,5 мас.% из гексафторида урана природной или отвальной (обедненной) кондиции и пониженным содержанием изотопов U-234, U-236, последующее смешивание его в газовой фазе с гексафторидом ВОУ для получения низкообогащенного энергетического урана, содержащего 4,4 мас.% изотопа U-235. Смешивание ведут примерно в пропорции 1 вес. часть гексафторида ВОУ к 29 вес. частям гексафторида урана-разбавителя. Гексафторид НОУ-продукта десублимируют в контейнеры и помещают в автоклав для жидкофазной гомогенизации. Гомогенизированный продукт переливают в транспортные контейнеры типа "30 В", которые затем отправляют потребителю.

Этот способ выбран в качестве прототипа.

Недостатки способа-прототипа заключаются в том, что используемые для наработки НОУ-разбавителя первичные отвалы обогащения натурального урана имеют тенденцию к снижению исходного содержания изотопа U-235 и поэтому не могут быть использованы в полном объеме. Получение НОУ-разбавителя из такого сырья связано с большими затратами работы разделения и отвлечения на наработку НОУ-разбавителя значительных мощностей разделительных предприятий. При разбавительном смешивании весовой расход НОУ-разбавителя в десятки раз превышает весовой расход гексафторида ВОУ, поэтому работа разделения, затраченная на наработку гексафторида слабообогащенного урана, определяет экономику реализуемой схемы получения гексафторида НОУ. Наблюдается дефицит первичных отвалов обогащения натурального урана с экономически приемлемой концентрацией изотопа U-235.

Настоящее изобретение направлено на решение следующих задач:

- сокращение затрат работы разделения на получение НОУ-разбавителя с пониженным содержанием минорных изотопов;

- минимизация разделительных мощностей, предназначенных для наработки НОУ-разбавителя;

- ликвидация дефицита первичных отвалов обогащения натурального урана, пригодных для производства НОУ-разбавителя;

- снижение потерь работы разделения при перестройке конфигурации уранового завода для наработки НОУ-разбавителя.

Перечисленные выше задачи достигаются техническим решением, сущность которого состоит в том, что в способе получения гексафторида низкообогащенного урана из высокообогащенного урана, включающем наработку в каскаде газовых центрифуг из гексафторида урана отвальной кондиции урана-разбавителя, содержащего изотоп U-235 выше натурального значения, смешивание в газовой фазе гексафторида высокообогащенного урана с гексафторидом урана-разбавителя из условия достижения в гексафториде низкообогащенного урана энергетической кондиции изотопа U-235 и ограниченного содержания минорных изотопов урана, гексафторид урана-разбавителя нарабатывают из гексафторида первичных отвалов обогащения натурального урана при подмешивании гексафторида первичных отвалов обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива, последние подмешивают в межступенные потоки отборной части каскада с близкой или равной концентрацией изотопа U-235.

Кроме того, перечисленные выше задачи достигаются также дополнительными техническими решениями, заключающимися в том, что используют первичные отвалы обогащения натурального урана с концентрацией изотопа U-235 преимущественно в интервале 0,20÷0,28 мас.%; что используют первичные отвалы обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива, с концентрацией изотопа U-235 преимущественно в интервале 0,36÷0,40 мас.%; что отношение массового расхода гексафторида первичных отвалов обогащения натурального урана к массовому расходу гексафторида первичных отвалов обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива, во внешнем потоке питания каскада поддерживают преимущественно в интервале 1:(0,14÷0,28); что первичные отвалы обогащают по изотопу U-235 до содержания не выше 1,5 мас.% при концентрации изотопа U-235 во вторичных отвалах не более 0,15 мас.%.

Основной отличительной особенностью способа является подмешивание в межступенный поток каскада газовых центрифуг, в котором ведется центрифужное обогащение гексафторида урана из первичных отвалов обогащения натурального урана, гексафторида первичных отвалов обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива.

Первичные отвалы обогащения натурального урана (т.е. гексафторид обедненного урана, образовавшийся при первичном обогащении гексафторида урана с исходным содержанием изотопа U-235, близким к натуральному значению) имеют изотопный состав урана с наименьшим содержанием легких минорных изотопов. Изотоп U-236 в их составе полностью отсутствует. С уменьшением содержания U-235 в первичных натуральных отвалах уменьшается и отношение концентрации легких минорных изотопов к концентрации изотопа U-235. Однако для перевода изотопно чистых натуральных отвалов в категорию НОУ-разбавителя требуются дополнительные затраты работы разделения, что делает прямое центрифужное обогащение таких отвалов экономически невыгодным.

В то же время при разбавительном смешивании гексафторида ВОУ с НОУ-разбавителем, наработанным из обедненных по изотопу U-235 натуральных отвалов, в НОУ-продукте в сравнении с требованиями ASTM С 996-2004 образуется запас по содержанию изотопов U-234 и U-236. Это позволяет при наработке НОУ-разбавителя подмешивать к гексафториду натуральных отвалов гексафторид первичных отвалов обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива. Последние отвалы образовались при газодиффузионном обогащении вторичного урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива промышленных уран-графитовых реакторов, и хранятся в виде складских запасов обедненного урана прошлых лет.

В сравнении с отвалами обогащения урана, образующимися на центрифужных заводах в настоящее время, складские запасы обедненного урана газодиффузионного обогащения имеют повышенное содержание изотопа U-235, и, в принципе, позволяют дообогатить (т.е. обогатить подмешиванием) натуральные отвалы и этим существенно снизить удельные затраты работы разделения на получение слабообогащенного урана для НОУ-разбавителя.

Вторичный (облученный) уран выделен из отработавшего ядерного топлива. Ввиду малого выгорания металлического ядерного топлива вторичная смесь изотопов урана имеет незначительное фиксированное в узком диапазоне концентраций содержание минорных изотопов. Одновременно в смеси изотопов облученного урана содержание делящегося изотопа U-235 близко к натуральному значению. Это предполагает его использование для приготовления низкообогащенного энергетического урана путем прямого обогащения.

Поскольку первичные отвалы обогащения натурального урана и первичные отвалы обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива, имеют существенное различие в содержании изотопа U-235, то для исключения потерь работы разделения при смешивании изотопных смесей урана, различающихся концентрациями делящегося изотопа U-235, дообогащение предлагается вести подмешиванием гексафторида урана с более высокой концентрацией изотопа U-235 непосредственно в межступенный поток каскада, в котором в это время ведется обогащение натуральных отвалов. Для этого в каскаде выбирают ступень с межступенным потоком, имеющим идентичную (близкую или равную) концентрацию изотопа U-235 к отвалам вторичного урана. Такое подмешивание исключает обесценивание работы разделения, основной составляющей затрат в стоимостном выражении в процессе производства ядерного топлива для LWR [см. Синев И.М., Батуров Б.Б. Экономика атомной энергетики: Основы технологии и экономики ядерного топлива. - М.: Энергоатомиздат, 1984, с.379], содержащейся в компоненте с более высокой концентрацией делящегося изотопа U-235.

Экономически целесообразный диапазон минимальных концентраций изотопа U-235 в первичных натуральных отвалах для их использования в наработке НОУ-разбавителя находится преимущественно в интервале 0,20-0,28 мас.%. Для дообогащения таких отвалов требуются первичные отвалы обогащения облученного урана с концентрацией изотопа U-235 преимущественно в интервале 0,36-0,40 мас.%.

Использование богатых изотопом U-235 отвалов обогащения облученного урана позволяет компенсировать потребности в дополнительных разделительных мощностях для перевода бедных натуральных отвалов в разряд слабообогащенного урана. При этом получение НОУ-разбавителя происходит только в одном, сформированном для этих целей, каскаде газовых центрифуг без перестройки конфигурации уранового завода под обогащение различного исходного уранового сырья.

При использовании отвалов различного происхождения необходимое содержание минорных изотопов в НОУ-разбавителе обеспечивает отношение массовых расходов основного и дополнительного потоков во внешнем питании каскада преимущественно в интервале 1:(0,14÷0,28).

Требования ASTM С 996-2004 при необходимой кратности разбавления гексафторида ВОУ обеспечиваются также тем, что слабообогащенного урана нарабатывают при обогащении первичных отвалов не более 1,5 мас.% и при концентрации U-235 во вторичных отвалах не более 0,15 мас.%.

Таким образом, предложенное использование для приготовления НОУ-разбавителя отвалов различного происхождения и предложенные для этого технологические операции, являющиеся существенными признаками способа, обеспечивают достижение нового технического результата.

К настоящему описанию приложены фиг.1, где в соответствии с общепринятыми обозначениями приведены блок-схема центрифужного каскада 1 для обогащения гексафторида первичных отвалов обогащения натурального урана с дополнительным потоком внешнего питания гексафторидом первичных отвалов обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива, и схема фиг.2 направления межступенных потоков гексафторида урана в каскаде 1, который состоит из N числа ступеней 2, последовательно объединенных межступенными потоками и представляющих собой параллельно соединенные группы газовых центрифуг.

На блок-схеме фиг.1 показаны поток 3 внешнего питания каскада гексафторидом первичных отвалов обогащения натурального урана, поток 4 внешнего питания каскада гексафторидом первичных отвалов обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива, поток 5 отбора в отборной части каскада - НОУ-разбавитель, поток 6 отбора в отвальной части каскада - отвал обогащения обедненного урана (вторичный отвал обогащения). Кроме того, на блок-схеме показано место установки критических шайб 7, 8 и Р для создания требуемого отношения массового расхода потоков 3, 4 и 5. Позиции 10 и 11 - контейнеры, предназначенные для затаривания гексафторида НОУ-разбавителя и гексафторида вторичных отвалов обогащения соответственно.

На схеме фиг.2 позиции 12, 13 и 14 (с номером ступени в индексе) - межступенный поток внутреннего питания ступени каскада, отборный межступенный поток ступени каскада, обогащенный по делящемуся изотопу U-235, отборный межступенный поток ступени каскада, обедненный по делящемуся изотопу U-235 соответственно.

Российская урановая промышленность работает над выполнением конкретных заказов, различающихся как конечным обогащением товарного гексафторида урана, так и изотопным составом исходного уранового сырья. Поэтому при периодической наработке НОУ-разбавителя на урановом заводе схему центрифужного каскада перестраивают специально под обогащение натуральных отвалов.

Контейнеры с гексафторидом исходного уранового сырья с площадки временного хранения транспортируют на установку центрифужного разделения изотопов. Масс-спектрометрическими измерениями определяют содержание изотопа U-235 в натуральных отвалах и в отвалах обогащения облученного урана. Схему каскада корректируют с учетом дообогащения основного питания. Для подачи дополнительного потока внешнего питания в отборной части каскада подбирают ступень с номером m, имеющую концентрацию изотопа U-235 в межступенном потоке, идентичную (близкую или равную) к содержанию изотопа U-235 в отвалах обогащения облученного урана.

Гексафторид урана переводят в газовую фазу (газифицируют) нагревом исходных контейнеров выше 323 К, после чего направляют в коллектор внешнего питания каскада 7 в виде потоков 3 и 4. На выходе каскада 1 получают поток 5 отбора гексафторида слабообогащенного (до 1,5 мас.% по U-235) урана - НОУ-разбавитель - и поток 6 отвала, содержащий не более 0,15 мас.% U-235. Массовый расход потоков 3-5 устанавливают и поддерживают давлением перед критическими шайбами 7-9. Контроль концентрации делящегося изотопа U-235 в потоках ведут масс-спектрометрическими измерениями.

Гексафторид урана потоков 5 и 6 отбора направляют на холодные ловушки для десублимации и затаривания в транспортные контейнеры 10 и 11. Контейнер 10 отправляют на участок смешивания в газовой фазе с гексафторидом ВОУ. Контейнер 11, содержащий вторичный отвал обогащения, направляют на площадку контролируемого хранения до возникновения потребности в гексафториде обедненного урана.

Конкретные примеры наработки НОУ-разбавителя приведены в таблицах 1-4.

Разбавитель НОУ-1,5% нарабатывали из натуральных отвалов со средневзвешенными концентрациями по U-235 0,30 мас.%, 0,28 мас.%, 0,26 мас.% и 0,20 мас.%. Обогащение проводили в сформированном прямоугольно-ступенчатом центрифужном каскаде. Предварительно были рассчитаны количество и размеры ступеней каскада под суммарный поток внешнего питания. Основной поток 3 внешнего питания каскада подавали в межступенный поток 13_n питания ступени с номером n, где концентрация делящегося изотопа U-235 соответствовала концентрации U-235 в натуральных отвалах. Концентрация U-235 в межступенных потоках от 13₂-15₂ до 13_N-1-15_N-1 каскада дискретно изменялась в соответствии с коэффициентом обогащения изотопа U-235 в ступенях газовых центрифуг от величины, близкой к необходимому обогащению, например 1,5 мас.%, до величины, близкой к выбранной концентрации вторичного отвала в интервале 0,10÷0,15 мас.%.

Дообогащение натуральных отвалов проводили отвалами вторичного урана, выделенного при переработке облученного металлического ядерного топлива уран-графитовых промышленных реакторов (сырья типа "PC"), со средневзвешенной концентрацией изотопа U-235 0,36 и 0,40 мас.%. Гексафторид урана отвалов "PC" подмешивали в ступень m в отборной части каскада на участке смешения межступенных потоков 13_m, 14_m-1 и 15_m+1. Ступень каскада для подмешивания отвалов "PC" при каждом использовании различающихся натуральных отвалов корректировали в соответствии с данными масс-спектрометрических измерений концентрации изотопа уран-235 в натуральном отвале и данными последующих результатов математического расчета каскада.

Из приведенных в табл.1-4 данных следует, что в интервале предложенных отношений массовых расходов натуральных отвалов и отвалов "PC" в потоках внешнего питания каскада был наработан НОУ-разбавитель, при смешивании с которым гексафторида ВОУ был получен гексафторид товарного НОУ-продукта обогащением от 3,6 до 4,95 мас.%, концентрации минорных изотопов урана в котором не выходили за пределы требований ASTM 996-2004. Однако при использовании натуральных отвалов с концентрацией изотопа U-235, равной 0,30 мас.%, изотоп U-236 в НОУ-продукте не имел запаса по содержанию, что, в конечном итоге, препятствует гарантированному использованию таких натуральных отвалов.

Таблица 1 - Изотопный состав отвалов, разбавителя НОУ-1,5% и товарного НОУ-3,6%
Параметры	Обогащение	Разбавитель НОУ-1,5%	Товар НОУ-3,6%
Отвал "Н"	Отвал "PC"
Доля	1	0,149	1	1,0244
U-235, мас.%	0,20	0,40	1,5	3,6
U-232, мас.%	2,5×10-11	1,72×10-10	4,58×10-10	2,71×10-9
U-234, мас.%	0,00076	0,0021	0,0079	0,0324
U-236, мас.%	0	0,0076	0,0068	0,0162

Таблица 2 - Изотопный состав отвалов, разбавителя НОУ-1,5 % и товарного НОУ-4,4%
Параметры	Обогащение	Разбавитель НОУ-1,5%	Товар НОУ-4,4%
Отвал "Н"	Отвал "PC"
Доля	1	0,288	1	1,0341
U-235, мас.%	0,26	0,36	1,5	4,4
U-232, мас.%	5,4×10-11	1,5×10-10	5,08×10-10	3,62×10-9
U-234, мас.% U-236, мас.%	0,0011 0	0,0019 0,0070	0,0083 0,0068	0,0420 0,0198

Таблица 3 - Изотопный состав отвалов, разбавителя НОУ-1,5 % и товарного НОУ-4,4%
Параметры	Обогащение	Разбавитель НОУ-1,5%	Товар НОУ-4,4%
Отвал "Н"	Отвал "PC"
Доля	1	0,149	1	1,0341
U-235. мас.%	0,28	0,40	1,5	4,4
U-232, мас.%	6,7×10-11	1,72×10-10	5,90×l0-10	3,70×10-9
U-234, мас.%	0,0013	0,0021	0,0086	0,0424
U-236, мас.%	0	0,0076	0,0068	0,0198

Таблица 4 - Изотопный состав отвалов, разбавителя НОУ-1,5 % и товарного НОУ-4,95%
Параметры	Обогащение	Разбавитель НОУ-1,5%	Товар НОУ-4,4%
Отвал "Н"	Отвал "PC"
Доля	1	0,149	1	1,0408
U-235, мас.%	0,30	0,40	1,5	4,95
U-232, мас.%	8,2×10-11	1,72×10-10	6,25×10-10	4,32×10-9
U-234, мас.%	0,0015	0,0021	0,0090	0,0491
U-236, мас.%	0	0,0076	0,0068	0,0223

Понятно, что изобретение не ограничивается приведенными примерами. Возможны и другие варианты реализации способа в части приготовления НОУ-разбавителя.

Наработка гексафторида слабообогащенного урана-разбавителя из смеси первичных натуральных отвалов и первичных отвалов обогащения облученного урана позволяет на действующем изотопно-разделительном урановом производстве иметь значительную экономию разделительных мощностей и ликвидировать дефицит натуральных отвалов, пригодных для экономически приемлемой наработки НОУ-разбавителя.

1. Способ получения гексафторида низкообогащенного урана из высокообогащенного урана, включающий наработку в каскаде газовых центрифуг из гексафторида урана отвальной кондиции урана-разбавителя, содержащего изотоп U-235 выше натурального значения, смешивание в газовой фазе гексафторида высокообогащенного урана с гексафторидом урана-разбавителя из условия достижения в гексафториде низкообогащенного урана энергетической кондиции изотопа U-235 и ограниченного содержания минорных изотопов урана, отличающийся тем, что гексафторид урана-разбавителя нарабатывают из гексафторида первичных отвалов обогащения натурального урана при подмешивании гексафторида первичных отвалов обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива, последние подмешивают в межступенные потоки отборной части каскада с близкой или равной концентрацией изотопа U-235.

2. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют первичные отвалы обогащения натурального урана с концентрацией изотопа U-235 преимущественно 0,20÷0,28 мас.%.

3. Способ по п.1, отличающийся тем, что используют первичные отвалы обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива, с концентрацией изотопа U-235 преимущественно 0,36÷0,40 мас.%.

4. Способ по пп.1-3, отличающийся тем, что отношение расхода гексафторида первичных отвалов обогащения натурального урана к расходу гексафторида первичных отвалов обогащения урана, выделенного из облученного металлического натурального уранового топлива, во внешнем потоке питания каскада поддерживают преимущественно в интервале 1:(0,14÷0,28).

5. Способ по любому из пп.1-4, отличающийся тем, что первичные отвалы обогащают до содержания изотопа U-235 не более 1,5 мас.% при концентрации U-235 во вторичных отвалах не более 0,15 мас.%.