ПОИСК Статьи Рисунки Таблицы Технологические проблемы при экстракции жидкими металлами из "Химическая переработка ядерного топлива " Очистка металлов с помощью зонной плавки является особым случаем экстракции жидкими металлами, так как она определяется разницей в растворимости примесей в жидкой и твердой фазах одного и того же металла-растворителя. При зонной плавке можно достичь высокой очистки, например германий [17] рафинируется до содержания примесей менее 1 атома на 10 . Но этим способом очищаются небольшие количества металлов и выход высокочистого металла низок. [c.184] Метод заключается в передвижении расплавленной зоны вдоль стержня очищаемого металла. Зона передвигается настолько медленно, что на каждой стадии достигается равновесие между содержаниями растворенных примесей в жидкой и твердой фазах. Те металлические примеси, которые снижают точку плавления металла, будут преимущественно концентрироваться в расплаве и передвигаться вдоль стержня вместе с расплавленной зоной. Те примеси, которые повышают точку плавления, будут передвигаться в направлении, противоположном движению зоны. За одно прохождение зоны не достигается полной очистки обычно для получения нужной степени концентрирования при,ме-сей на обоих концах стержня необходимо многократное продвижение зоны. Для получения чистого металла концы стержня удаляют. Потери металла при этом могут достигать 20%. [c.184] Исчерпывающую математическую обработку этого вопроса дали также Браун и Маршалл [19]. [c.185] В некоторых случаях, если фазовой диаграммы не имеетс.я, приблизительное значение К можно найти из некоторых экспериментальных наблюдений. Например, в случае щелочных и щелочноземельных продуктов деления применение критерия Гильдебранда (см. раздел 14. 1) дает основание ожидать, что они не будут смешиваться с ураном, следовательно, К будет, вероятно, менее 0,1. В других случаях может быть сделана оценка по растворимостям так, для системы уран—церий не имеется фазовой диаграммы, но опыты по экстракции жидкими металлами (см. раздел 14.5) показывают, что растворимость церия в жидком уране (около 1%) значительно больше растворимости в твердом уране. В этом случае К опять, вероятно, менее 0,1. Так как плутоний легко образует сплавы с ураном [20] и точка плавления плутония ниже, чем урана, величина К должна быть меньше единицы, но едва ли меньше 0,5. Применяя аналогичные рассуждения, можно следующим образом оценить значения К для некоторых наиболее распространенных продуктов деления в уране (табл. 42). [c.185] На первый взгляд метод зонной плавки кажется вполне пригодным для переработки облученных тепловыделяющих элементов. Однако этот процесс очень медленный и по сравнению с простой переплавкой, описанной в разделе 16. 2, мало улучшает очистку. [c.186] ЛИТ снизу вверх через распла вленное топливо, а потом отгоняется в 1виде паров и возвращается в процесс. [c.187] В каждом из описанных процессов после экстракции требуется отделять плутоний от экстрагента и от продуктов деления. Магний или серебро можно отделить дистилляцией. Для отделения церия или лантана, как это видно из сравнения летучестей плутония и резкоземельных металлов, потребуются химические методы разделения. [c.187] Как и в других пирохимических процессах, все операции, например разделение фаз, усложняются тем, что их нужно производить дистанционно вследствие высокой радиоактивности веществ. В Соединенных Штатах экстракция серебром производилась лишь в лабораторных масштабах на пробах в десятки миллиграммов, а экстракция магнием — на Ъ-кг пробах. [c.187] Вернуться к основной статье