Техника - молодёжи 1975-09, страница 17

представлялись весьма внушительной величиной. И все же, несмотря на чрезвычайно сжатые сроки, не-хватчу особо чистых реактиьоь и многочисленные, подчас непредеи-I енные трудности (ведь в таких количествах уран нам получать не приходилось!} — несмотря на все это, контрольные цифры для содержания примесей надо было еыдержетр- во что бы то ни стало Некондиционный уран мог внести ошибки в серию последующих экспериментов, от которых зависело сооружение первого советского атомного реактора.

Как тут не вспомнить историю, ставшую известной уже после войны, хотя дело было в январе 1941 года. Группа немецких физиков под руководством В. боте изучала в Гейдельберге вопрос о возможности сооружения атомного котла на природном уране и графите. То ли измерения были неточными, то ли графит оказался нецосгаточно чистым. только полуденные результаты сильно отличались от ожидаемых. И тогда Боте решительно поставил крест на дальнейших попытках построить именно такой реак. ор

Авторитет ученого-экс. iepi-.мента-тора не поз! олил другим немецким физикам, работавшим в гитлеровской Германии, усомниться, в справедливости сделанного им вывода. Отк 13 от графита в качестве замедлителя поставил немецкий атомный проект в зависимость от тяжелой воды, поступавшей из оккупированной Норвегии.

Но вскоре норвежские патриоты в хо/~е отважной партизанской операции нанесли установкам по производству тяжелой воды серьезные повреждения, а позднее, когда фашисты попытались вывезти в Германию ее запасы, отправили эти запасы на дно озера, подорвач грузовой паром.

В нашей стране разработка технологии промышленного получения урана и графита ядерной чис.о.ы началась еще во время Великой Отечественной войны и продолжалась в послевоенные годы. Многие ученые и инженеры тогда приходили в лаборатории в гимнастерках, еще не успев обзавестись штатской одеждой Получая продовольствие по карточкам, живя в стесненных условиях, они с комсомольским задором, прямо-тлки с энтузиазмом решали поставленные перег ними задт-чи. И они их решили.

В становление советской металлургии 92-го элемента внесли свой вклад многие научные, проектно-тех-нологические и произюдственные коллективы. Одноьр^менно были найдены надежные способы определения микроколичеств примесей в сал.ом уране и его соединениях. Это было сдепано в то время, когда все страны сохоаняли в наибольшей

Разрез вакуумной индунционнои лечи дл.. рафинирования черноесо ур >на: 1 — лгнсвание ,j3nr и<н нцы, 2 — нижняя ЧоСТЬ изложницы, " — П1 рачм, 4 — держатель излож |И'(ы, ! — держате/■ - гнеупоьногз экрана, С — Н->льцевое осноган ie титлн, 7 — ползун для поднятия прр">нк, Р — кольца для поддержрния муф.ы, У — внутренняя чзол-il' 10ннэя муф1< — I ирг Т1ПЯ 11 — ин^у-1Г р, 12 — смотоовое OI.HO, 13 — верхгня и j-лцж .иная нр| 1шка, 1 ■ — ... уф. J. 15 — ну „.жна тигля, 16 — тигель, 1# — пдоока, 18 изоляционно основание, i9 — верхняя часть изло кн цы. 20 — рычг кное сос цине-ни<_, 21 — донна., футеровка, 77 — руоашка изложницы.

тайне именно технологическуго сторону работ по атомной проблеме.

Теперь в мировой практике известно несколько технологических схем получения металлического урана как в порошке, так и в слитках Вот одна из таких схем. химический концентрат урана — получение его чистых соединений — получение двуокиси урана — приготовление шихты из двуокиси урана и чистого кальция — восстановительная плавка в атмосфере аргона или гелия — пром ,1вка порошка урана слабым раствором кислоты — промывка водой или спиртом — сушка порошка — сплавление порошка в слиток.

Подобным способом и было получено в нашей с. ране первое атомное «топливо» И первые же партии заводского урана оказались пригодными для загрузки в реакторы.

Приведенную схему в научной литературе называю^ кальцие.ермиче-скнм восстановлением. Основной процесс ведут в плотно закрытом тигле из нержавеющей стали Для футеровки оказались пригодными окись кальция, окись магния или электроплавленный доломит. Футеровку изготовляют перед каждой плавкой заново, потому что при разгрузке тигля она разрушается.

В прокаленный тигель загружают измельченную шихту — смесь двуокиси урана и кальцит. Закрывают крышку откгчивают из тигля воздух и напускиот туда аргог или гелий под давлением. Это необходимо, чтобы вытеснить азот — он легко соединяется и с ураном, и с кальцием и потому может снизить выход металла и ухудшить его качество.

Тигель с шчхтой нагреваю" в электрической печи до 1250—1300" С. Восстановленный уран получаете», в виде мельчайших жидких капель. Пленка окисла кальции вокруг них препяте.вует их слиянию. Для полноты восстановления продуктч реакции выдерживают при 1200^ С не менее получаса.

Полученный ':пек измельчают на щековой дробилке, в >|щелачиеают уксусной кислотой, а затем промывают оставшийся порошок урана слабым раствором соляной кислоты. Тем самым удаляют примеси и поверхностную окисную пленку. Промытый еще и водой металлический порошок сушат в вакууме при комнатной температуре, а затем, если необходимо, сплавляют в слитки.

Способ, позволяющий ср.~зу получить слитки весом от нескольких граммов до десятког тонн, несколько иной. Исходным продуктом служит тетрафторид урана, ко.орый получают в процессе обработки окиси урана газообразным фтористым чодородом. В качестве восстановителя выступает опять-таки кальций. Возбужденная нагревом электроспирали реакция с выделением тепла протекает бурно, в течение нескольких секунд. Смесь Hai ревается до высокой температ фы и плавится, тяжелый жидкий уран сливается на дно аппарата, шлак всплывает ввэрх. Выход урана в слиток достигает 99%-

Но это лишь так называемый черновой слиток. Ei о окончательная очистка О! примесей достигается переплавкой и выдержкой расплава в вакуумной индукционной печи.

В печи легкие примеси — карбиды, нитриды и окчелы урана, нерастворимые в самом металле, всплывают на поверхность расплава в видь шлака Разливаю, очищенный (или рафнииро-танный) металл в графиторые из.южпицы чере? дно тигля. Рафинированный уран содержит минимальное количество примесей и вполне пригоден для применения в г>^томкых реакторах.

15