Соединения урана: ..диоксид урана – C01G 43/025

Изобретение относится к порошковой металлургии и может быть использовано для получения исходного сырья для изготовления нитридного ядерного топлива. Способ получения порошка нитрида урана включает нагрев металлического урана, который осуществляют в вакуумируемой реакционной емкости при остаточном давлении 10 ^-1÷10^-2 мм рт.ст. и температуре 250÷300°С, с последующим напуском водорода до давления 750÷800 мм рт.ст. Гидрирование урана проводят в течение времени, которое определяют по заданной формуле. Реакционную емкость с полученным порошком гидрида урана подвергают повторному вакуумированию при температуре, не превышающей 220°С, до достижения остаточного давления в реакционной емкости 10^-1÷10^-2 мм рт.ст. Азотирование полученного порошка гидрида урана осуществляют в протоке азота при температуре 250÷300°С, при этом регулируют давление в реакционной емкости от 1 до 800 мм рт.ст. в зависимости от изменения площади реакционной поверхности порошка гидрида урана. Обеспечивается увеличение дисперсности порошков нитрида урана и снижение длительности процесса их получения. 1 з.п. ф-лы, 1 табл., 1 пр.

Изобретение относится к области неорганической химии, в частности к металлургии урана и производству соединений урана, и может быть использовано в химической и ядерных технологиях. Способ получения диоксида урана заключается в гидрировании металлического урана при температуре 200-220°С, дегидрировании при температуре 470-500°С и окислении при температуре 600-800°С в потоке смеси водорода и паров воды в соотношении 40:1-1,2 (мольн. доли). Изобретение обеспечивает повышение дисперсности и удельной поверхности порошка диоксида урана, получения диоксида урана с кислородным коэффициентом близким к стехиометрическому, а также сокращение длительности процесса. 1 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к способу приготовления оксалатов актиноидов. Способ включает осаждение одного актиноида или соосаждение большего числа актиноидов в форме частиц оксалата в псевдоожиженном слое приведением в контакт водного раствора, содержащего актиноид или актиноиды, с водным раствором щавелевой кислоты или соли щавелевой кислоты и сбор частиц оксалата. Изобретение обеспечивает получение оксалатов актиноидов в форме порошков с высокими гранулометрическими и морфологическими характеристиками. 2 н. и 14 з. п. ф-лы, 9 ил., 2 пр.

Изобретение относится к области ядерной энергетики и может быть использовано в технологии производства спеченных керамических топливных таблеток с выгорающим поглотителем для ядерных реакторов. Для прессования таблеток используют смесь порошка диоксида урана, приготовленного по одной из известных технологий, с удельной поверхностью частиц 2,0-2,2 м² /г, ультрадисперсного порошка UO₂ с удельной поверхностью 10,5-11 м²/г и нанокристаллических порошков оксидов Gd₂O₃, ТiO₂, Nb₂O ₅, Аl₂О₃, Сr₂О₃ . Содержание ультрадисперсного порошка UO₂ в смеси - 5-10 % масс., нанокристаллических оксидных порошков Gd ₂O₃ - 3-5 % масс., других оксидов - 0,02-0,1 % масс. Такое топливо существенно превосходит стандартное по показателю среднего размера зерна (25-60 мкм вместо 10-20 мкм). Технический результат - увеличение глубины выгорания топлива при его эксплуатации за счет увеличения зерна топливных таблеток, улучшение его технологических и эксплуатационных свойств за счет увеличения пластичности и, как следствие, повышение надежности работы тепловыделяющих элементов. 4 з.п. ф-лы, 2 табл.

Изобретение относится к способу получения сферических частиц горючего или ядерного топлива из оксида группы тяжелых металлов урана, плутония или их смесей. Способ включает следующие стадии: получение исходного раствора нитрата тяжелого металла, добавление первого реагента из группы мочевины и/или карбоната аммония, и/или гидрокарбоната аммония, и/или цианата аммония, и/или биурета при комнатной температуре, нагревание полученного раствора до температуры 80°C T<T_s, где Т_s=температура кипения раствора, выдерживание его в течение времени 2 ч t 8 ч, охлаждение до температуры T_A комнатной температуры, прибавление второго реагента в виде PVA и/или THFA для установления вязкости раствора, стекание раствора по каплям с образованием микрошариков, поверхностное отверждение микрошариков в атмосфере, содержащей аммиак, улавливание микрошариков в растворе, содержащем аммиак, последующая промывка, сушка и термическая обработка. Изобретение обеспечивает получение горючего или ядерного топлива с хорошими свойствами простым способом, при этом исключается использование проблематичных органических веществ. 9 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к ядерной энергетике и касается технологии получения смешанного диоксида урана и плутония (UO ₂-PuO₂) для изготовления ядерного топлива. Способ получения твердого раствора диоксида плутония в матрице диоксида урана включает взаимодействие нитратных растворов урана и плутония с относительным содержанием их в растворе 95÷70 и 5÷30 мас.% соответственно с гидроксиламином, что приводит к восстановлению плутония до трехвалентного состояния и соосаждению урана и плутония в виде гомогенной смеси гидроксиламината уранила с гидроксидом плутония, и дальнейшее разложение полученного осадка на воздухе при 200-300°C. Изобретение позволяет получать твердый раствор диоксида плутония в матрице диоксида урана несложным способом при низких энергозатратах. 1 з.п. ф-лы, 1 ил., 2 табл., 2 пр.

Изобретение может быть использовано при изготовлении ядерного топлива для атомных электростанций. Порошок диоксида урана получают осаждением урана в виде дигидроксиаминатных комплексов уранила либо из нитратных, либо хлоридных, либо сульфатных растворов. Полученные осадки разлагают в инертной атмосфере при 200÷500°С. Осаждение урана проводят гидроксиламином при мольном отношении NH₂OH:U 2. Изобретение позволяет получать продукт, характеризующийся содержанием в своем гранулометрическом составе 7÷10 об.% частиц размером менее 100 нм при относительно низких энергозатратах. 2 ил., 2 табл.

Предложенная группа изобретений относится к области металлургии, а именно к получению порошка диоксида урана методом пирогидролиза. В предварительно разогретую реакционную камеру подают гексафторид урана, водород и водяной пар, которые вступают друг с другом в реакцию с образованием порошка уранилфторида. Снизу камеры подают смесь водяного пара, водорода и азота с созданием над газораспределительной решеткой зоны псевдоожиженного слоя для восстановления в ней полученного уранилфторида до диоксида урана. В электрическую печь вводят смесь водяного пара, водорода и азота для обеспечения довосстановления непрореагировавшего порошка. Охлаждают и стабилизируют полученный порошок. Подают порошок в помольное устройство и через магнитный сепаратор загружают в бункер-влагомер, в котором измеряют влажность порошка по количеству проскоков нейтронов от излучателя к приемнику с последующей отбраковкой готового порошка с влажностью более 1%. Техническим результатом является повышение качества получаемого порошка диоксида урана путем обеспечения контроля влажности полученного порошка и отбраковки порошка с влажностью выше допустимой. 2 н. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области ядерной технологии и может найти применение на предприятиях по изготовлению таблетированного ядерного топлива для энергетических реакторов. В способе изготовления таблетированного топлива для ядерных реакторов смешение исходных порошков оксидов урана проводят в две стадии: предварительное смешение в планетарно-шнековом смесителе в количествах и последующее смешение в агрегате комплексной обработки на основе молотковой мельницы-дробилки или кольцевого помольно-рассеивающего устройства. Линия для осуществления способа дополнительно снабжена агрегатом смешения и агрегатом комплексной обработки, которые установлены последовательно перед агрегатом смешивания порошков оксидов урана с сухим пластификатором. Расширяется ассортимент исходных порошков диоксида урана, повышается производительность технологического процесса, повышается выход годных таблеток и их качество, уменьшается пылеобразование и снижается экологическая опасность производства. 2 н. и 4 з.п. ф-лы, 2 табл., 5 ил.

Изобретение относится к области получения ТВЭЛ для атомных электростанций и может быть использовано в технологии изготовления ядерного керамического топлива с введением жидкой смазки. Способ получения порошка диоксида урана для изготовления таблетированного топлива с введением жидкой смазки включает испарение и гидролиз гексафторида урана, растворение закиси-окиси урана, диоксида урана и урансодержащих отходов, экстракцию и реэкстракцию урана, осаждение полиураната аммония с поддержанием значения рН при осаждении не менее 6,6, фильтрацию, сушку, термическое разложение, восстановление продукта прокалки при температуре 660-730°С. В процессе получения порошка диоксида урана реэкстракцию урана ведут раствором минеральных или органических кислот или их аммонийных солей, приготовленных с использованием очищенной воды, имеющей удельное электросопротивление не менее 20000 Ом/см. Осаждение полиураната аммония проводят при поддержании температуры 60±5°С и вышеуказанного рН, поддерживая за счет таких условий скорость отстаивания полиураната аммония не более 19 мм/мин. Результат изобретения: создание способа получения порошков диоксида урана ядерной чистоты и керамического сорта, пригодных для производства топливных таблеток, обладающих более высоким качеством. 8 з.п. ф-лы, 1 табл.

Настоящее изобретение относится к способу сульфидирования порошка UO₂ и к способу изготовления таблеток ядерного топлива на основе двуокиси урана или смесей окислов урана и плутония типа МОХ на основе смешанных окислов (U, Pu)O₂, которые можно использовать в реакторах любого типа. Порошок UO₂ сульфурируют путем ввода его в контакт с газообразным сульфидирующим агентом. Таблетки ядерного топлива на основе окисла урана или смеси окислов урана и плутония производят из навески полностью или частично сульфурированного порошка UO₂ или порошка UO₂ и порошка PuO₂ путем смазывания, таблетирования и обжига. Изобретение позволяет получать спеченные таблетки ядерного топлива с улучшенными свойствами в отношении микроструктуры указанных таблеток, в частности с увеличенным размером частиц материала по сравнению с обычным их размером. 2 н. и 14 з.п. ф-лы, 10 ил.

Изобретение относится к области атомной техники. Сущность изобретения: способ переработки фторидов тяжелых металлов, при котором фториды тяжелых металлов смешивают с восстановителем, не содержащим атомов водорода, и фторсвязующим компонентом. Подвергают термообработке и образующиеся аэрозоли охлаждают с последующим их разделением на твердую и газообразную фракции. Восстановитель включает в себя фторсвязующую компоненту, в качестве которой применяют углерод, серу, легкие металлы и их кислородсодержащие соединения. Преимущества изобретения заключаются в упрощении технологического процесса и повышении его эффективности. 2 з.п. ф-лы, 1 ил.

Изобретение относится к порошковой металлургии, в частности к получению гранул и порошков диоксида урана. В металлическом секционированном водоохлаждаемом тигле индукционной печи с частотой индукционных токов 60 000-12 000 000 Гц расплавляют полидисперсный порошок диоксида урана или диоксид урана, полученный в этом же тигле восстановлением полидисперсных порошков оксидов урана высших степеней валентности. Полученный расплав сливают из тигля на вращающуюся охлаждаемую поверхность. Перед расплавлением исходного сырья в тигель загружают легирующие компоненты. Расплавление исходного материала осуществляют путем нагрева шихты, содержащей восстановитель, металлический уран, легирующий компонент или их сплавы и соединения. Используют восстановитель, образующий с кислородом летучие оксиды. Процесс осуществляют в вакууме, восстановительной или инертной атмосфере. Обеспечивается повышение производительности, повышение размера получаемых гранул и порошков, сокращение количества отходов, увеличение срока службы оборудования и снижение себестоимости. 5 з.п. ф-лы.

Изобретение относится к области атомной энергетики и используется при производстве керамического ядерного топлива для тепловыделяющих элементов ядерных реакторов. Способ получения топливных таблеток для тепловыделяющих элементов из диоксида урана включает приготовление пресс-порошка из диоксида урана керамического сорта, прессование и спекание таблеток. Пресс-порошок получают измельчением брака некондиционных спеченных таблеток в мельнице с мелющими телами и с добавлением 2-4 мас.% порообразующего вещества, а также из смеси диоксида урана, полученного по АДУ-процессу, и диоксида урана, полученного измельчением брака некондиционных спеченных таблеток в мельнице с мелющими телами и с добавлением 2-4 мас.% порообразующего вещества. Изобретение позволяет повысить качество таблетированного ядерного топлива с одновременной переработкой брака в виде некондиционных спеченных таблеток. 2 с. и 4 з.п. ф-лы, 1 табл.

Изобретение относится к атомной энергетике и используется при изготовлении тепловыделяющих сборок ядерных энергетических реакторов типа ВВЭР. В процессе конверсии гексафторида урана UF₆ в диоксид урана UO₂ в воздушно-водородном пламени подачу в зону горения гексафторида UF₆ осуществляют до момента снижения скорости потока газообразного гексафторида, подачу переключают на новый поток газообразного гексафторида, а поток со сниженной скоростью направляют на конденсацию в промежуточную емкость, по мере наполнения которой, определяемого взвешиванием, испаряют, и газообразный поток гексафторида вновь направляют в зону горения. Обесфторивание твердых частиц фторокислов урана термической обработкой в водороде и перегретом водяном паре во вращающейся печи осуществляют при 650-660°С в первой зоне, глубокое обесфторивание от находящегося в соединении с ураном фтора осуществляют при 660-665°С во второй зоне, а в третьей зоне при 665-670°С осуществляют формование порошка диоксида урана сфероидизацией частиц порошка, полученный порошок диоксида урана UO₂ охлаждают в газовой среде азота до 18-20°С, подвергают магнитной сепарации, просеиванию через сетку с ячейками не более 1,25 мм и с содержанием не более 15% мелкой 70 мкм фракции гомогенизации в газовой среде азота. Измерения осуществляют по формуле N=No × е^-mpd, где N - число фотонов, регистрируемых детектором при наличии топливной таблетки; No - число фотонов, регистрируемых детектором в отсутствие топливной таблетки; m - массовый коэффициент ослабления; р - плотность топливной таблетки; d - толщина контролируемой зоны топливной таблетки, определяют плотность топливной таблетки по формуле р=ln (No/N)/md и отбраковывают топливные таблетки с плотностью до 10,4 г/см³ и выше 10,7 г/см³. 1 ил.

Предлагаемое изобретение относится к системе теплообмена для реактора с псевдоожиженным слоем, предназначенного для преобразования гексафторида урана в двуокись урана. Указанный реактор содержит гидролизную камеру 9, сообщенную в своей нижней части с пирогидролизной зоной, тогда как ее верхняя часть сообщена с камерой 10 фильтрации реакционных газов, причем стенки гидролизной камеры 9 и стенки камеры 10 фильтрации газов оборудованы средствами, позволяющими обеспечить перенос тепла от указанных стенок или к указанным стенкам. Технический результат: изобретение обеспечивает большую гибкость и маневренность в эксплуатации реактора, увеличивает срок службы фильтровальных элементов и позволяет сократить их число. 3 с. и 9 з.п. ф-лы, 2 ил.

Изобретение относится к области изготовления керамического ядерного топлива, в частности к получению порошка диоксида урана. Гексафторид урана подвергают пирогидролизу в плазменном теплоносителе при температуре 2000-2300 К водяным паром при молярном соотношении 6-8 моль воды на один моль гексафторида урана и давлении в реакторе 5-10 кПа. Результат изобретения: порошок диоксида урана имеет низкое содержание фтора, сниженный размер кристаллитов и обладает высокой активностью при спекании. 2 табл.