ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Тлеющий разряд постоянного тока из "Плазменные и высокочастотные процессы получения и обработки материалов в ядерном топливном цикле - настоящее и будущее" Большинство экспериментов по получению потоков уран-фторной плазмы проводили, имея практическую задачу — безреагентное восстановление урана из гексафторида урана и регенерация фтора, затраченного в свое время для синтеза UFg. Однако часть этих экспериментов имела целью установить состав уран-фторной плазмы в зависимости от температуры для решения практических задач создания транспортного ядерного реактора на гексафториде урана. Часть экспериментов проведена для решения другой практической задачи — выяснения технической возможности осугцествить разделение изотопов урана в плазменном состоянии нри использовании в качестве сырья UFq. в данном случае речь шла об устойчивости молекул UFg в электроразрядной плазме низкого давления, когда температура нейтральных частиц может быть сравнительно мала ( 1000 К), но температура электронов может превышать кинетическую температуру атомов и молекул. Ниже приведены практические результаты поведения гексафторида урана в плазме тлеюш,его разряда на постоянном токе, в радиочастотном безэлектродном и в микроволновом разрядах. [c.499] Несмотря на то, что на электроды разрядной трубки можно было подавать напряжение до 1 кВ, разряд в UFe не удавалось возбудить до давлений 13 На. Для решения проблемы разработана специальная методика разрядная система была прокалибрована (определен объем разрядной трубки 1 и всех коммуникаций) в откаченную систему вводили заданное количество UFg из контейнера 8, вымораживали его в ловушку 9, охлаждаемую жидким азотом, повторно откачивали систему до остаточного давления 0,1 На, подавали на электроды выпрямленное напряжение 1000 В, быстро нагревали ловушку 9 и переводили UFe в газовую фазу, возбуждали разряд в UFe- Параметры разряда начальное давление UFg 0,05 -Ь 3 кНа напряжение на электродах — 0,4 -Ь 1 кВ разрядный ток — 0,05 -j- 0,6 А. [c.500] В первой фазе возбуждения тлеюш его разряда в UFe возникало ослепительно яркое свечение разряд сначала заполнял разрядную трубку, но по мере роста давления при нагреве ловушки 9 происходило сильное сжатие канала разряда к оси, причем свечение в разрядном канале оставалось таким же ослепительно ярким, как и в момент возбуждения разряда. При возрастании давления до 30 мм Hg-разряд при напряжении ниже 500 -Ь 600 В менял конфигурацию (начинал изгибаться, иногда плазма распадалась). При понижении давления или повышении напряжения до предельного распада плазмы не происходило. [c.501] Через 0,5 -Ь 1 мин характер разряда менялся в результате разложения гексафторида урана возникали низшие, менее летучие фториды урана (UFs) и, наконец, UF4. Низшие фториды урана конденсировались на охлаждаемой стенке разрядной трубки, в результате чего уран уходил из зоны разряда, а в последней оставался фтор. Цвет разряда менялся на фиолетовый, напряжение на электродах понижалось на 150 4-300 В, ток возрастал на 70-Ь 120 А. Результаты эксперимента показали, что в отсутствии потока плазмы и при наличии охлаждаемой стенки вокруг разрядной зоны глубина восстановления урана сравнительно невелика из-за конденсации промежуточных продуктов разложения UFe на стенках разрядного объема, при которой из зоны разряда выводятся низшие фториды урана. Состав продуктов разложения находился обычно в интервале UF4-UF5, но ближе к UF4, что вполне объяснимо, поскольку объем разряда был сравнительно невелик и охлаждаемые стенки разрядной камеры вносили сильное возмущение в разрядный объем кроме того, отсутствовал продольный поток газа. [c.501] Прикладное значение полученных результатов состоит в следующем оказалось невозможно количественно разделить изотопы урана в плазме низкого давления в так называемой бегущей электромагнитной волне из-за распада молекул UFe и образования большого количества других молекул, различающихся по массе гораздо больше, чем изотопы урана. Было исследовано влияние добавок элементного фтора на устойчивость молекул UFe действительно, добавки фтора при мольном соотношении UFe F2 — 1 1 снижали степень разложения UFe па 15-ь20% однако это явление не сказывается радикально па эффективности плазменного процесса разделения изотопов урана. [c.501] Рассмотрим результаты реализации перечисленных выше методов получения и обработки уран-фторной плазмы. [c.502] Вернуться к основной статье