Способ выделения протактиния

 

О П И С А Н И Е (п)666760

ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

Союз Советских

Социалистических

Республик (61) Дополнительное к авт. свид-ву (22) Заявлено 16.12.77 (21) 2555817/23-26 с присоединением заявки № (51) M. Кл.

С 016 56/00

Гт 21С 19/46 (53) УДК 546.796 (088.8) (43) Опубликовано 07.11.80. Бюллетень ¹ 41 (45) Дата опубликования описания 07.11.80 по делам изобретений и открытий (72) Авторы изобретения

В. Д. Брайко, В. А. Майоров, В. П. Маширев, В. М. Новиков, В. H. Прусаков, H. Ф. Симонов и В. Н. Чередников (71) Заявитель (54). СПОСОБ ВЫДЕЛЕНИЯ ПРОТАКТИНИЯ

ТЮ (1).

Государственный комитет (23) Приоритет

Изобретение относится к области переработки топлива в ядерной и термоядерной энергетике.

Так при создании теплового бридера с циркулирующим топливом в виде расплавленных солей LiF — ВеРз — ThF4 — UFI, необходимо осуществлять процесс непрерывного выделения протактиния, который в дальнейшем путем радиоактивного распада переходит в уран-233. При использовании солевой композиции данного состава рабочая температура соли не превышает 800 С.

В высокотемпературных реакторах на расплавах солей используют фторидные композиции, имеющие более высокие температуры плавления.

При разработке гибридного реактора представляется возможным использовать в бланкетной зоне в качестве теплоносителя и стартового материала для наработки урана-233 расплав фторидных солей LiF— — BeF — ThF4. В технологическом процессе переработки этой соли также необходим способ непрерывного выделения протактиния.

Известен способ, основанный на взаимодействии тетрафторида протактиния сокислами некоторых металлов, например ВеО, Недостатками этого способа являются сложность организации непрерывного процесса и недостаточная степень выделения протактиния.

5 Кроме того, известен способ непрерывного выделения протактиния из облученного нейтронами расплава фторпстых солей с использованием восстановительной экстракцпи при помощи жидкого висмута, содержащего добавки лития (2). Процесс выделения прот-ктиния может быть записан в следующем виде:

PaF, (соль) + nLi (Bi) фп1.1Р (соль)+Р a(Bi).

Количественно распределение протактиния в этом процессе определяется коэффициентом распределения, представляющим отношение мольной доли протактиния в висмутовой фазе к мольной доле РаР, в соли.

Недостатками этого способа являются низкие степень выделения и скорость Ilpoцесса.

Цель изобретения — повышение степени выделения протактиния и ускорение процесса.

Это достигается тем, что протактиний выделяют из облученного торпя в расплаве фторидпых солей барботированпем через расплав при 700 — 750 С.

666760

Состави гель В. Дубровская

Текред H. Заболотнова

Корректор В. Дод

Редактор Л. Письман

Заказ 2545/5 Изд. № 60! Тираж 569 Подписное

НПО «Поиск» Государственного комптс"a СССР по делам изобретений и открытий

113035, Москва, )К-35, Раушская наб., д. 4, 5

Типография, пр. Сапунова, 2

Пример. Соль ThF< в количестве 1,5 г облучают нейтронами ядерного реактора.

За одно облучение получают 2.10 — г протактиния-233. После облучения соль ThF4 растворяют в смеси солей LiF — BeFq и по- 5 мещают во фторатор. При температуре

-750 С и давлении фтора -400 мм рт. ст. скорость выделения пентафторида протактиния с поверхности соли в холодную зону фторатора с температурой стенки 400 С 10 составляет 10- г/ч. Полнота извлечения протактиния-233 из соли достигает 98% .

Для осуществления предлагаемого способа не требуется сложной аппаратуры. Сам процесс барботирования фтора через расплав соли достаточно устойчивый и легко поддается управлению. В области разработки аппаратуры для газофазного фторирования в промышленности накоплен большой опыт, Предлагаемый способ позволяет выделять пентафторид протактиния и шестифтористый уран из расплава фтористых солей совместно и раздельно. При раздельном выведении образование шсстифтористого урана проводится при 450 — 500 С. Все это свидетельствует о том, что способ является достаточно простым и универсальным.

Высокотемпературное фторирование протекает с гораздо более высокими скоростями, нежели скорости процесса восстановительной экстракции. Это позволяет увеличить в предлагаемом способе производительность процесса выделения протактиния в два раза и более.

Формула изобретения

Способ выделения протактипия нз облученного торпя в расплаве фторпстых солей, о тл и ч а ю щи и с я тем, что, с целью повышения степени выделения и ускорения процесса, через расплав барботируют фтор при 700 — 750"С.

Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

1. I. Н. Shaffer at аll., Nuch Sci. Eng., 18, 177, 1964.

2. М. W. Rosental at all., Atomic Energy

Review, 9.03, 601 — 650, 1971.