Техника - молодёжи 1955-09, страница 26
РАДИОАКТИВНЫЕ изотопы ОБЛАСТИ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ЯДЕРНОГО ГОРЮЧЕГО УРАНОВЫЙ КОНЦЕНТРАТ^ производство ME ГАЛЛИЧЕСКОГО ш УРАНОВАй РУДА ЧЕТЫРЕХ<РТОРИСТЫИ УРАН ПРОИ з воде Т ВО Ж£ с TM>TQpHcigrg урднл восстановленный металлический уран производство ПлутоКи^ восстановленный уран отработанного урана 4 + отходы урана 238 ОТХОДЫ ШЕСТИ ФТОРИСТОГО УРАНА 258 РАЗДЕЛЕНИЕ 'урана 235 Общая схема производственного цикла добычи и переработки урановых руд и получения ядерною горючего. Какие же вещества в природе могут служить источником водородного ядерного горючего? Это прежде всего тяжелая вода, из которой выделяется тяжелый водород — дейтерий. Тяжелая вода отличается от обычной более высоким удельным весом. Кипит она не при 4-100°, а при +101,4°, замерзает не при нуле, а при +3,8° по Цельсию. Растения и животные в тяжелой воде жить не могут. Тяжелая вода широко распространена в природе. Она содержится в небольших количествах во всех водных источниках земного шара, три четверти которого, как известно, покрыто водой. Таким образом, ресурсы получения одного из видов водородного ядерного горючего'—дейтерия — весьма велики. Другой изотоп водорода — тритий, — наоборот, в природе встречается лишь в ничтожнейших количествах и получается искусственным путем при облучении лития нейтронами. Литий хотя и считается одним из редких элементов, но по распространению в природе занимает далеко не последнее место. Он встречается в составе более 20 минералов, но наибольшее значение для промышленности имеют такие руды, как сподумен, пета лит, амблигонит и другие. Месторождения литиевых руд имеются в Канаде, США, Юго-Западной Африке, Бразилии. В Советском Союзе залежи литиевых руд находятся в Забайкалье, восточной части Казахстана, Средней Азии и в других районах. В последнее время найден путь добычи лития из рассолов озер. ЗАВОДЫ ПО ПРОИЗВОДСТВУ УРАНА И ТОРИЯ В ажнейшими предприятиями современной атомной промышленности считаются заводы по производству 24 металлического урана и тория. Познакомимся сначала с тем, как производится металлический уран. На урановый завод поступает руда, представляющая собой твердую плотную горную породу, содержащую весьма небольшое количество урана —1—2%", а часто даже десятые доли процента. Поэтому прежде всего необходимо обогатить урановую руду, то-есть отделить содержащиеся в ней урановые минералы от пустой породы. На обогатительных фабриках руда подается на дробилку, где она дробится на мелкие куски. Так как уран и продукты его распада (свинец и пр.) очень ядовиты, то при дроблении руды большое внимание обращается «а то, чтобы предотвратить попадание пыли в окружающую атмосферу. Из дробилки руда попадает на грохот — большое трясущееся сито, отсеивающее наиболее крупные куски руды, которые возвращаются обратно в дробилку. Мелкие куски руды подаются в специальную мельницу. Измельченная руда поступает в классификатор. В этой машине частички руды разделяются на несколько классов по размерам. Так, например, если руда содержала частички размером от 0,1 до 5 мм, то она может быть разделена на классы: от 0,1 до 1 мм, от 1 до 2 мм и от 2 до 5 мм. Это делается для того, чтобы во время следующей основной операции — обогащения—можно было добиться наиболее полного отделения урановых минералов от пустой пароды и других минералов. Измельченная и разделенная на классы руда поступает в обогатительные машины, где и происходит отделение урановых минералов. При этом в зависимости от вида урановой руды применяются различные методы обогащения. Они основаны или на том, что урановые минералы отличаются по весу от пустой породы и других минералов, по-разному смачиваются некоторыми жидкостями, или обладают различной растворимостью. В результате обогащения получают так называемые урановые концентраты, содержание урана в которых уже достигает нескольких десятков процентов. Урановые концентраты направляются на предприятия по извлечению из них металлического урана или его соединений. На этих заводах производят или исключительно чистый металлический уран, идущий затем на производство плутония в ядерных реакторах, или шестифто-ристый уран, использующийся для отделения от него изотопа урана 235. В зависимости от вида уранового концентрата используются и различные методы получения чистого урана. Например, в одном из них урановый концентрат сначала обрабатывают смесью азотной и серной кислот. При этом уран переходит в раствор, а такие металлы, как свинец, барий, радий и другие, образующие нерастворимые сульфаты, вместе с нерастворимыми в кислоте силикатами остаются в осадке. Далее урановый раствор перекачивают в другие химические реакторы, где к нему добавляют избыток соды. При этом уран остается в растворе в виде комплексного карбоната, а в осадок переходят такие элементы, как железо, алюминий, хром, цинк и 'другие, образующие .нерастворимые карбонаты, гидроокиси или основные карбонаты. Затем раствор комплексного уранового карбоната перекачивают в следующие химические реакторы и добавляют к нему азотной кислоты до кислой реакции. В результате этого в растворе образуется уранил-нитрат, который хорошо растворим в диэтиловом эфире. Добавляя к раствору уранил-нитрата нужное количество диэтилового эфира и энергично перемешивая их в больших сосудах из нержавеющей стали, добиваются того, что почти весь ура-нил-нитрат из раствора переходит Часть установки по производству неочищенной окиси урана в г. Спрингфилъдс (Англия). |
