Техника - молодёжи 1955-09, страница 27
ВОДА ОХЛАПИТЕЛЬ «X ну щ С. р. >4 t- h МОЛЕКУЛЫ УРАНА КОМПРЕССОР Схема разделения изотопов урана на газодиффузионном заводе. С ле в а—устройство одной камеры; справа — последовательное каскадное соединение нескольких камер. в диэтиловый эфир. Примеси же остаются в кислотном растворе или, как говорят, в «водной фазе». Плотность водного и эфирного растворов различна, и при отстаивании они разделяются, как сливки и молоко в бутылке, причем уран в эфирной фазе остается наверху, а более тяжелая водная фаза остается внизу и выпускается оттуда (вместе с примесями. Из оставшегося ш сосуде чистого раствора ураиил-нитрата уран осаждается в виде яркого твердого желтого вещества, называемого ди-уранатом аммония. Этот цвет всем давно знаком по фарфоровой и фаянсовой посуде, для окраски которой уран применялся до открытия атомной энергии. Нельзя думать, что весь этот процесс так прост, как он здесь описан. На практике встречается немало трудностей. Взять хотя бы то обстоятельство, что эфир чрезвычайно горюч. Поэтому на заводах по переработке урановой руды предусматривается мощнейшее противопожарное оборудование. Стоит нажать кнопку, как весь завод будет залит растворами, способными погасить вспыхнувший эфир. Следующий этап производства — восстановление металлического урана. Здесь уже наступает собственно металлургическая стадия производства. Вот как происходит этот процесс. Диуранат аммония превращают сначала в твердый четырехфтористый уран, который затем смешивают со стружками кальция и в стальном тигле помещают в изложницу, а последнюю—в стальную камеру, снабженную сборником пыли. Раздается звонок. Рабочие уходят. Стальные двери камеры закрываются, включается подогрев, начинает итти химическая реакция. Сначала сквозь толстое стекло можно видеть, как докрасна накаливается весь материал, затем во мраке камеры вспыхивает яркое, как солнце, свечение, разбрызгивающее сноп искр. Реакция заканчивается. Масса урана остывает, и вскоре из камеры может быть вынут тяжелый цилиндр с неровной поверхностью. В дальнейшем полученный уран переплавляется и изготовляется уже в виде стержней, которые покрываются алюминиевыми оболочками, для того чтобы пре ИСХОДНЫЕ МАТЕРИАЛЫ дотвратить выделение в атмосферу некоторых продуктов расщепления и не допустить окисления урана во время облучения его в атомном котле. Из четырехфтористого урана можно также получить и продукты для последующего производства урана 235. Это достигается путем обработки четырехфтористого урана элементарным фтором. В результате получают шестифтористый уран, который и направляется на газодиффузионный завод. Таким образом, завод, производящий уран и его соединения, представляет собой в основном химическое предприятие. Специфика технологических процессов на этих заводах состоит в том, что в результате переработки сотен тонн урановых концентратов необходимо выделить исключительно чистый продукт, содержание примесей в котором не превышало бы миллионных долей процента. С особой тщательностью удаляются бор, кадмий, индий и некоторые редкоземельные элементы, жадно поглощающие нейтроны. Их должно содержаться менее грамма на тонну урана. В противном случае ядра этих примесей будут поглощать слишком много нейтронов в атомном реакторе, ! вследствие чего цепная ядерная реакция будет замедляться или даже не пойдет совсем. Производство урана предъявляет особые требования к технике безопасности. Ведется борьба с пылью, которая может содержать радиоактивные вещества, вредные для организма рабочих. В каждом цехе предусматривается сложная система вентиляции, по всему заводу установлены аппараты для контроля за количеством радиоактивной пыли в воздухе. Персонал на заводе работает в специальных комбинезонах и колпаках. Процесс получения металлического тория из руды сходен с процессом получения урана. Торий выделяется из руды (чаще всего монацита) продолжительным выпариванием из раствора с концентрированной серной кислотой. Из полученного раствора тория путем реакций осаждения с фосфорной и щавелевой кислотами удаляются все виды затрязнений, в том числе и примеси, способные жадно захватывать нейтроны. Дополнительной задачей при получении тория является удаление из него малейших примесей урана, мешающих получению из него при последующем облучении ней тронами изотопа урана 233. После удаления этих примесей осуществляется процесс восстановления металлического тория, который, как и металлический уран, может уже быть использован в реакторах для получения ядерного горючего. ПРОИЗВОДСТВО ЯДЕРНОГО ГОРЮЧЕГО С реди делящихся веществ важнейшее значение имеет изотоп урана 235. Он содержится в естественном уране, и, казалось бы, получить его проще простого. Однако это далеко не так. Известно, что уран 235 нужно отделить от другого изотопа урана 238, а они химически неразличимы: нет такого вещества, в котором «можно было бы растворить один и оставить нетронутым другой. Единственное различие изотопов — небольшая разница в массе, чуть больше одного процента. Поэтому разделение изотопов урана связано с большими трудностями. Процесс получения урана 235 можно было бы назвать «поимкой неуловимого». Дело в том, что для его от Технологический процесс производства металлическою урана для использования в ядерных реакторах и шести-фтористого урана, поступающего в газодиффузионные установки для последующего выделения из него расщепляемого изотопа — урана 235. СТАДИИ ПРОИЗВОДСТВА отходы иода диэтиловып эфир РАСТВОР чистого YPAHHA - НИТРАТА д в ЭФИРЕ водная часть раствора с осадками дяэтиаовыи ЭФИР |
