DE1119521B - Process for the enrichment of plutonium and / or uranium in aluminum alloys - Google Patents
Process for the enrichment of plutonium and / or uranium in aluminum alloysInfo
- Publication number
- DE1119521B DE1119521B DEU6262A DEU0006262A DE1119521B DE 1119521 B DE1119521 B DE 1119521B DE U6262 A DEU6262 A DE U6262A DE U0006262 A DEU0006262 A DE U0006262A DE 1119521 B DE1119521 B DE 1119521B
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- aluminum
- plutonium
- uranium
- alloys
- temperature
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims description 21
- 229910000838 Al alloy Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- 229910052778 Plutonium Inorganic materials 0.000 title claims description 16
- OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N plutonium atom Chemical compound [Pu] OYEHPCDNVJXUIW-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 16
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 title claims description 10
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 title claims description 10
- 229910052782 aluminium Inorganic materials 0.000 claims description 19
- JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L zinc dichloride Chemical group [Cl-].[Cl-].[Zn+2] JIAARYAFYJHUJI-UHFFFAOYSA-L 0.000 claims description 16
- XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N aluminium Chemical compound [Al] XAGFODPZIPBFFR-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 14
- KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K Aluminium flouride Chemical compound F[Al](F)F KLZUFWVZNOTSEM-UHFFFAOYSA-K 0.000 claims description 12
- 229910045601 alloy Inorganic materials 0.000 claims description 12
- 239000000956 alloy Substances 0.000 claims description 12
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 claims description 8
- 229910001507 metal halide Inorganic materials 0.000 claims description 8
- 150000005309 metal halides Chemical class 0.000 claims description 8
- 235000005074 zinc chloride Nutrition 0.000 claims description 8
- 239000011592 zinc chloride Substances 0.000 claims description 8
- 229910001066 Pu alloy Inorganic materials 0.000 claims description 6
- -1 aluminum halide Chemical class 0.000 claims description 6
- WKWXKXHUNSNGQH-UHFFFAOYSA-N aluminum plutonium Chemical compound [Al].[Pu] WKWXKXHUNSNGQH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 6
- 230000004992 fission Effects 0.000 claims description 6
- 239000000203 mixture Substances 0.000 claims description 5
- NFWJMSOGSFHXFH-UHFFFAOYSA-N aluminum uranium Chemical compound [Al].[U] NFWJMSOGSFHXFH-UHFFFAOYSA-N 0.000 claims description 4
- 229910001610 cryolite Inorganic materials 0.000 claims description 4
- 150000004820 halides Chemical class 0.000 claims description 4
- 230000008929 regeneration Effects 0.000 claims description 4
- 238000011069 regeneration method Methods 0.000 claims description 4
- 229910000711 U alloy Inorganic materials 0.000 claims description 3
- 238000010438 heat treatment Methods 0.000 claims 1
- IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 2,2,3,3,3-pentafluoropropanal Chemical compound FC(F)(F)C(F)(F)C=O IRPGOXJVTQTAAN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 9
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 7
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 7
- VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K aluminium trichloride Chemical compound Cl[Al](Cl)Cl VSCWAEJMTAWNJL-UHFFFAOYSA-K 0.000 description 6
- 239000000463 material Substances 0.000 description 6
- XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N Silicon Chemical compound [Si] XUIMIQQOPSSXEZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- QNJPYBOCFFOTGM-UHFFFAOYSA-J [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Pu+4] Chemical compound [Cl-].[Cl-].[Cl-].[Cl-].[Pu+4] QNJPYBOCFFOTGM-UHFFFAOYSA-J 0.000 description 3
- 230000015572 biosynthetic process Effects 0.000 description 3
- 239000000446 fuel Substances 0.000 description 3
- 239000000155 melt Substances 0.000 description 3
- 229910052710 silicon Inorganic materials 0.000 description 3
- 239000010703 silicon Substances 0.000 description 3
- VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M Chloride anion Chemical compound [Cl-] VEXZGXHMUGYJMC-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 2
- 229910052784 alkaline earth metal Inorganic materials 0.000 description 2
- 230000000717 retained effect Effects 0.000 description 2
- 239000010948 rhodium Substances 0.000 description 2
- 239000007787 solid Substances 0.000 description 2
- 229910052727 yttrium Inorganic materials 0.000 description 2
- VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N yttrium atom Chemical compound [Y] VWQVUPCCIRVNHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 2
- 229910016569 AlF 3 Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052684 Cerium Inorganic materials 0.000 description 1
- KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M Fluoride anion Chemical compound [F-] KRHYYFGTRYWZRS-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 229910052777 Praseodymium Inorganic materials 0.000 description 1
- KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N Ruthenium Chemical compound [Ru] KJTLSVCANCCWHF-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N Zinc Chemical compound [Zn] HCHKCACWOHOZIP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N Zirconium Chemical compound [Zr] QCWXUUIWCKQGHC-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910001297 Zn alloy Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000000654 additive Substances 0.000 description 1
- 239000003513 alkali Substances 0.000 description 1
- 150000001342 alkaline earth metals Chemical class 0.000 description 1
- QAXZPSYBHUXKNN-UHFFFAOYSA-N alumane;plutonium Chemical compound [AlH3].[Pu] QAXZPSYBHUXKNN-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- CKYKNSRRNDUJPY-UHFFFAOYSA-N alumane;uranium Chemical compound [AlH3].[U] CKYKNSRRNDUJPY-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000007864 aqueous solution Substances 0.000 description 1
- 229910052788 barium Inorganic materials 0.000 description 1
- DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N barium atom Chemical compound [Ba] DSAJWYNOEDNPEQ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052792 caesium Inorganic materials 0.000 description 1
- TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N caesium atom Chemical compound [Cs] TVFDJXOCXUVLDH-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N cerium Chemical compound [Ce] GWXLDORMOJMVQZ-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000004140 cleaning Methods 0.000 description 1
- 239000000470 constituent Substances 0.000 description 1
- 238000000354 decomposition reaction Methods 0.000 description 1
- 230000003247 decreasing effect Effects 0.000 description 1
- 230000008020 evaporation Effects 0.000 description 1
- 238000001704 evaporation Methods 0.000 description 1
- UPFKFPDKDJPNJZ-UHFFFAOYSA-M fluoroalumane Chemical compound [AlH2]F UPFKFPDKDJPNJZ-UHFFFAOYSA-M 0.000 description 1
- 239000006260 foam Substances 0.000 description 1
- 150000002739 metals Chemical class 0.000 description 1
- 229910052758 niobium Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010955 niobium Substances 0.000 description 1
- GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N niobium atom Chemical compound [Nb] GUCVJGMIXFAOAE-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 230000003647 oxidation Effects 0.000 description 1
- 238000007254 oxidation reaction Methods 0.000 description 1
- PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N praseodymium atom Chemical compound [Pr] PUDIUYLPXJFUGB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 238000011084 recovery Methods 0.000 description 1
- 238000004064 recycling Methods 0.000 description 1
- 229910052703 rhodium Inorganic materials 0.000 description 1
- MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N rhodium atom Chemical compound [Rh] MHOVAHRLVXNVSD-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 229910052707 ruthenium Inorganic materials 0.000 description 1
- 229910052712 strontium Inorganic materials 0.000 description 1
- CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N strontium atom Chemical compound [Sr] CIOAGBVUUVVLOB-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
- 229910052725 zinc Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000011701 zinc Substances 0.000 description 1
- 229910052726 zirconium Inorganic materials 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21C—NUCLEAR REACTORS
- G21C19/00—Arrangements for treating, for handling, or for facilitating the handling of, fuel or other materials which are used within the reactor, e.g. within its pressure vessel
- G21C19/42—Reprocessing of irradiated fuel
- G21C19/44—Reprocessing of irradiated fuel of irradiated solid fuel
- G21C19/48—Non-aqueous processes
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B60/00—Obtaining metals of atomic number 87 or higher, i.e. radioactive metals
- C22B60/02—Obtaining thorium, uranium, or other actinides
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E30/00—Energy generation of nuclear origin
- Y02E30/30—Nuclear fission reactors
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02W—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO WASTEWATER TREATMENT OR WASTE MANAGEMENT
- Y02W30/00—Technologies for solid waste management
- Y02W30/50—Reuse, recycling or recovery technologies
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Manufacture And Refinement Of Metals (AREA)
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Anreicherung von Plutonium und/oder Uran in Aluminiumlegierungen, und zwar besonders die Regenerierung metallischer Brennelemente, die Plutonium und/oder Uran als Spaltstoff in Form von Aluminiumlegierungen enthalten.The invention relates to a method for the enrichment of plutonium and / or uranium in aluminum alloys, especially the regeneration of metallic fuel elements, the plutonium and / or Contains uranium as a fissile material in the form of aluminum alloys.
Aluminiumlegierungen der beschriebenen Art werden z. B. als Brennstoffmaterial für Leistungsreaktoren, wie den sogenannten Plutoniumkreislauf-Versuchsreaktor, verwendet. In diesen Reaktoren wird der Spaltstoff gewöhnlich bis zu maximal etwa 50%, aber vorzugsweise in geringerem Grade ausgebrannt. Die quasi erschöpften Aluminiumlegierungen müssen aus wirtschaftlichen Gründen wieder brauchbar gemacht werden, d. h., man muß ihren Plutoniumgeihalt auf einen höheren Wert bringen, um sie für die Wiederverwendung in Reaktoren geeignet zu machen.Aluminum alloys of the type described are z. B. as fuel for power reactors, such as the so-called plutonium cycle test reactor, used. In these reactors, the fissile material is usually up to a maximum of about 50%, but preferably to a lesser extent, burned out. The almost exhausted aluminum alloys must be made usable again for economic reasons, d. that is, you have to have their plutonium content to a higher value to make them suitable for reuse in reactors.
Die Erfindung stellt ein Verfahren zur Verfügung, um Uran oder Plutonium in Aluminiumlegierungen anzureichern, ohne daß dabei in einer Zwischenstufe eine wäßrige Lösung gebildet zu werden braucht. Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren brauchen nur kleine Massenvolumina gehandhabt zu werden, so daß die Behandlung auf kleinem Raum und bei verhältnismäßig geringer Abschirmung möglich ist. Dabei werden die Spaltprodukte in hochkonzentrierter Form erhalten und können daher leicht beseitigt werden. Die Erfindung ermöglicht es schließlich, bei der Anreicherung von Plutonium oder Uran in neutronenbeschossenen Aluminiumlegierungen die Brennstofflegierung während der Wiederbrauchbarmachung im metallischen Zustand zu belassen, wodurch die Arbeitsstufen der Metallbildung wegfallen.The invention provides a method available to enrich uranium or plutonium in aluminum alloys without doing any intermediate stage an aqueous solution needs to be formed. In the method according to the invention only need small mass volumes to be handled, so that the treatment in a small space and with relatively less shielding is possible. The decomposition products are in a highly concentrated form and can therefore be easily eliminated. The invention finally makes it possible in the case of enrichment of plutonium or uranium in neutron-bombarded aluminum alloys, the fuel alloy to be left in the metallic state during the recycling process, thereby eliminating the work stages the formation of metal disappear.
Es ist bekannt, aus Aluminiumlegierungen durch Verdampfen bei hohen Temperaturen unter Zusatz von Metallhalogenide^ wie Aluminiumfluorid oder Kryolith, und Kondensieren der Dämpfe reines metallisches Aluminium zu gewinnen. Insbesondere ist es bekannt, daß sich bei diesem Verfahren Aluminiumsubhalogenide bilden und daß ζ. B. im Falle des Zusatzes von Aluminiumtrifluorid die Bildungsgeschwindigkeit von Aluminiummonofluorid bei einem Druck von 1 mm Hg und einer Temperatur von 900° C so groß ist, daß eine wirksame Gewinnung von reinem Aluminium durchgeführt werden kann. Es ist ferner bekannt, daß die Verflüchtigung des Aluminiums als Aluminiumsubchlorid bei Temperaturen über 1000° C möglich ist.It is known from aluminum alloys by evaporation at high temperatures with additives of metal halides, such as aluminum fluoride or cryolite, and condensing the vapors of pure metal To win aluminum. In particular, it is known that aluminum subhalides are formed in this process form and that ζ. B. in the case of the addition of aluminum trifluoride, the rate of formation of aluminum monofluoride at a pressure of 1 mm Hg and a temperature of 900 ° C is so great that an effective recovery can be carried out from pure aluminum. It is also known that the volatility of the Aluminum as aluminum subchloride at temperatures above 1000 ° C is possible.
Das erfindungsgemäße Verfahren macht von dieser bekannten Reaktion Gebrauch, um Plutonium bzw. Uran in Aluminium-Plutonium-Legierungen bzw. Aluminium-Uran-Legierungen anzureichern. Es handelt Verfahren zur Anreicherung von Plutonium und/oder Uran in AluminiumlegierungenThe method according to the invention makes use of this known reaction in order to convert plutonium or Enrich uranium in aluminum-plutonium alloys or aluminum-uranium alloys. It deals Process for the enrichment of plutonium and / or uranium in aluminum alloys
Anmelder:Applicant:
United States Atomic Energy Commission,
Germantown, Md. (V. St. A.)United States Atomic Energy Commission,
Germantown, Md. (V. St. A.)
ίο Vertreter: Dr.-Ing. W. Abitz, Patentanwalt,ίο Representative: Dr.-Ing. W. Abitz, patent attorney,
München 27, Gaußstr. 6Munich 27, Gaußstr. 6th
Beanspruchte Priorität:
V. St. v. Amerika vom 20. Juni 1958 (Nr. 743 479)Claimed priority:
V. St. v. America, June 20, 1958 (No. 743 479)
Ward Lewis Lyon, Richland, Wash. (V. St. Α.),
ist als Erfinder genannt wordenWard Lewis Lyon, Richland, Wash. (V. St. Α.),
has been named as the inventor
sich bei der Erfindung also um die Anwendung eines Verfahrens zur Verflüchtigung von Aluminium in Form eines Aluminiumhalogenides durch Umsetzung von Aluminiurnlegierungen mit Metallhalogeniden bei höherer Temperatur zur Regenerierung von Spaltstoffelementen aus Aluminium-Plutonium-Legierungen oder Aluminium-Uran-Legierungen, die Spaltprodukte enthalten. Das Verfahren besteht darin, daß dem geschmolzenen Spaltstoffelement ein Metallhalogenid zugesetzt, das erhaltene Gemisch auf eine zur Verflüchtigung des sich bildenden Aluminiumhalogenides ausreichende Temperatur erhitzt und die zurückbleibende, das Plutonium oder Uran in höherer Konzentration enthaltende Legierung gewonnen wird. Besonders geeignete Metallhalogenide sind Zinkchlorid und Aluminiumfluorid. Die in Form des Halogenides entfernte Aluminiummenge hängt von der zugegebenen Metallhalogenidmenge ab.The invention therefore relates to the use of a method for the volatilization of aluminum in Form of an aluminum halide by reacting aluminum alloys with metal halides higher temperature for the regeneration of fissile material elements made of aluminum-plutonium alloys or aluminum-uranium alloys that contain fission products. The procedure is that the molten fissile element added a metal halide, the mixture obtained on a to volatilize the aluminum halide that is formed is heated and the temperature is sufficient remaining alloy containing plutonium or uranium in higher concentrations is recovered. Particularly suitable metal halides are zinc chloride and aluminum fluoride. Those in the form of the halide The amount of aluminum removed depends on the amount of metal halide added.
Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird der Plutonium-Aluminium- oder Uran-Aluminium-Legierung Zinkchlorid zugesetzt und die Reaktionsmasse dann stufenweise auf eine Temperatur von mindestens 1000° C erhitzt. Wenn die Temperatur 450 bis 500° C erreicht, schmilzt das Zinkchlorid und reagiert mit der festen Legierung unter Bildung von Aluminiumchlorid, das sublimiert. Bei höheren Temperaturen, bei etwa 650° C, bildet sich eine Zinklegierung mit der Aluminiumlegierung. Bei der Höchsttemperatur von etwa 1000° C oder darüber werden metallisches Zink und alles nicht umgesetzte Zinkchlorid verflüchtigt, wodurch man eine an PlutoniumAccording to one embodiment of the invention, the plutonium-aluminum or uranium-aluminum alloy is used Zinc chloride was added and the reaction mass then gradually increased to a temperature of heated to at least 1000 ° C. When the temperature reaches 450 to 500 ° C, the zinc chloride melts and reacts with the solid alloy to form aluminum chloride, which sublimates. At higher temperatures, at about 650 ° C, a zinc alloy forms with the aluminum alloy. At the maximum temperature from about 1000 ° C or above, metallic zinc and all unreacted zinc chloride become volatilized, causing one to lose plutonium
109 749/477109 749/477
und/oder Uran stark angereicherte Aluminiumlegierung erhält. Diese letzte Stufe, die Verflüchtigung, wird vorzugsweise bei Unterdruck durchgeführt.and / or uranium highly enriched aluminum alloy receives. This last stage, the volatility, is preferably carried out under reduced pressure.
Es ist ratsam, das Zinkchlorid in einer geringeren als der stöchiometrischen Menge, d. h. in einer Menge zuzusetzen, die unter der zur Umwandlung des gesamten Aluminiums in das Chlorid benötigten Menge liegt, weil dann das Plutonium im wesentlichen im metallischen Zustand verbleibt. Etwa gebildete kleine Mengen an Plutoniumchlorid gehen dabei wieder in das Metall über, weil sie mit Aluminium reagieren und das gebildete Aluminiumchlorid sich verflüchtigt; auf diese Weise wird während der Verflüchtigung des Aluminiumchlorides stetig ein neuer Plutoniumchloridanteil von dem Aluminium reduziert, was schließlich zur Wiederumwandlung alles gebildeten Plutoniumchlorides zum Metall führt.It is advisable to use the zinc chloride in an amount less than the stoichiometric amount, i.e. H. in a crowd add less than the amount needed to convert all of the aluminum to chloride is because the plutonium then remains essentially in the metallic state. About educated little ones Amounts of plutonium chloride are converted back into the metal because they react with aluminum and the aluminum chloride formed volatilizes; in this way, during the volatilization of the Aluminum chloride steadily reduces a new proportion of plutonium chloride from the aluminum, which finally leads to the reconversion of all the plutonium chloride formed to the metal.
Nach einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird der zu behandehiden Aluminiumlegierung Aluminiumfluorid als solches oder in Form eines aluminiumfluoridhaltigen Stoffes, wie Kryolith, zugesetzt. Bei dieser Arbeitsweise ist es vorteilhafter, das Metall zu schmelzen und das Aluminiumfluorid in festem Zustand zu halten, da die Umsetzung leicht zu rasch verläuft, wenn auch das Aluminiumfluorid schmilzt, und die Schmelze dann aus dem Reaktionsbehälter herausgeschleudert wird. Der für die Reaktion mit dem Aluminiumfluorid am besten geeignete Temperaturbereich liegt somit zwischen 800 und 1000° C. Auch hier ist die Anwendung eines Vakuums vorteilhaft. Das Aluminiumfluorid reagiert in bekannter Weise mit dem Aluminium unter Bildung von Aluminiumsubfluorid, AlF, das bei den angewandten Temperaturen von der Legierung absublimiert, wobei eine Legierung hinterbleibt, die das spaltbare Material in stärkerer Konzentration als das Ausgangsgut enthält.According to another embodiment of the invention, the aluminum alloy to be treated is Aluminum fluoride as such or in the form of a substance containing aluminum fluoride, such as cryolite, added. In this procedure, it is more advantageous to melt the metal and the aluminum fluoride in to keep a solid state, since the reaction easily proceeds too quickly, even if the aluminum fluoride melts, and the melt is then ejected from the reaction vessel. The one for the reaction with the aluminum fluoride the most suitable temperature range is between 800 and 1000 ° C. The use of a vacuum is also advantageous here. The aluminum fluoride reacts in known way with the aluminum with the formation of aluminum subfluoride, AlF, which is used in the Temperatures sublimated from the alloy, leaving an alloy behind that contains fissile material in greater concentration than the original material.
Bei dem erfindungsgemäßen Verfahren wird ein wesentlicher Teil der während und nach dem Neutronenbeschuß gebildeten Spaltprodukte aus der Legierung entfernt. Einige Spaltprodukte, insbesondere die flüchtige Halogenide bildenden Spaltprodukte, verdampfen zusammen mit dem gebildeten AIuminiumhcilogenid, andere unterliegen einer Oxydation und bilden auf der Oberfläche der Legierung einen Schaum; diese sind insbesondere Strontium, Yttrium, Cäsium und Barium, d. h. die Alkali- und Erdalkalimetalle und Yttrium. In der Aluminiumlegierung vorwiegend zurückgehaltene Spaltprodukte sind Zirkonium, Niob, Ruthenium, Rhodium, Cer und Praseodym und andere Metalle aus der Gruppe der seltenen Erden. Bei Verwendung von in geschmolzenem Kryolith enthaltenem AlF3 als Halogenid werden z. B. 137Cs, 137Ba und 00Sr in einem Grade extrahiert, der einem Reinigungsfaktor von mindestens 103 entspricht, während WeRu-106Rh und 95Zr-95Nb um einen Faktor von etwa 10 entfernt werden. Insgesamt werden dabei von dem Metall nur etwa 5% der y-aktiven Bestandteile zurückgehalten.In the method according to the invention, a substantial part of the fission products formed during and after neutron bombardment is removed from the alloy. Some fission products, in particular the fission products which form volatile halides, evaporate together with the aluminum halide formed, others are subject to oxidation and form a foam on the surface of the alloy; these are in particular strontium, yttrium, cesium and barium, ie the alkali and alkaline earth metals and yttrium. Fission products mainly retained in the aluminum alloy are zirconium, niobium, ruthenium, rhodium, cerium and praseodymium and other metals from the group of rare earths. When using AlF 3 contained in molten cryolite as a halide z. B. 137 Cs, 137 Ba and 00 Sr are extracted to a degree that corresponds to a cleaning factor of at least 10 3 , while WeRu- 106 Rh and 95Zr-95Nb are removed by a factor of about 10. In total, only about 5% of the γ-active constituents are retained by the metal.
Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich gleich gut zur Regenerierung von Aluminium-Uran- und Aluminium-Plutonium-Legierungen. Es läßt sieh auch auf die gleichen, zusätzlich Silicium enthaltenden Legierungen anwenden. Bei Anwendung des Verfahrens auf die siliciumhaltigen Spaltstoffe wird das Silicium als Chlorid oder Fluorid verflüchtigt.The inventive method is equally suitable for the regeneration of aluminum-uranium and Aluminum-plutonium alloys. It also lets you look at the same ones containing additional silicon Use alloys. When the process is applied to the silicon-containing fissile materials, the silicon becomes volatilized as chloride or fluoride.
In einem Reaktionsgefäß werden unter Evakuierung 1,2 g einer ungefähr 10 Gewichtsprozent Plutonium enthaltenden Aluminium-Plutonium-Legierung mit 0,4 g Aluminiumfluorid auf etwa 900° C erhitzt. Man hält die Reaktionstemperatur 30 Minuten inne, bricht dann die Erhitzung ab und kühlt die Legierung auf Raumtemperatur ab. Die entstandene Legierung enthält etwa 12,5% Plutonium.In a reaction vessel are under evacuation 1.2 g of an aluminum-plutonium alloy containing approximately 10 weight percent plutonium with 0.4 g of aluminum fluoride heated to about 900 ° C. The reaction temperature is maintained for 30 minutes and the mixture is broken then the heat is removed and the alloy cools to room temperature. The resulting alloy contains about 12.5% plutonium.
Ein anderer 1,2-g-Anteil der im Beispiel 1 verwendeten Aluminium-Plutonium-Legierung wird nach Zusatz von 4 g Zinkchlorid auf 480° C erhitzt. Man hält die Temperatur etwa 10 Minuten auf dieser Höhe und erhöht sie dann allmählich unter Verringerung des Druckes auf etwa 1000° C. Nach vollständiger Verflüchtigung enthält die hinterbleibende Legierung etwa 17 Gewichtsprozent Plutonium.Another 1.2 g portion of that used in Example 1 Aluminum-plutonium alloy is heated to 480 ° C after adding 4 g of zinc chloride. Man hold the temperature at this level for about 10 minutes and then gradually increase it while decreasing of the pressure to about 1000 ° C. After complete volatilization, the remaining alloy contains about 17 weight percent plutonium.
Claims (7)
USA.-Patentschrift Nr. 2184705;
Zeitschrift für Erzbergbau und Metallhüttenwesen, III (1950), S. 241 bis 244;Considered publications:
U.S. Patent No. 2184705;
Zeitschrift für Erzbergbau und Metallhüttenwesen, III (1950), pp. 241 to 244;
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| US855490XA | 1958-06-20 | 1958-06-20 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE1119521B true DE1119521B (en) | 1961-12-14 |
Family
ID=22192354
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DEU6262A Pending DE1119521B (en) | 1958-06-20 | 1959-06-04 | Process for the enrichment of plutonium and / or uranium in aluminum alloys |
Country Status (3)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE1119521B (en) |
| FR (1) | FR1237764A (en) |
| GB (1) | GB855490A (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1236206B (en) | 1964-03-31 | 1967-03-09 | Atomic Energy Commission | Process for the treatment and reprocessing of spent nuclear fuel containing aluminum |
Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2184705A (en) * | 1939-06-22 | 1939-12-26 | Aluminum Co Of America | Refining and producing aluminum |
-
1959
- 1959-05-04 GB GB1514259A patent/GB855490A/en not_active Expired
- 1959-06-04 DE DEU6262A patent/DE1119521B/en active Pending
- 1959-06-17 FR FR797737A patent/FR1237764A/en not_active Expired
Patent Citations (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US2184705A (en) * | 1939-06-22 | 1939-12-26 | Aluminum Co Of America | Refining and producing aluminum |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| DE1236206B (en) | 1964-03-31 | 1967-03-09 | Atomic Energy Commission | Process for the treatment and reprocessing of spent nuclear fuel containing aluminum |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| GB855490A (en) | 1960-11-30 |
| FR1237764A (en) | 1960-08-05 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| DE1592427A1 (en) | Processing of irradiated nuclear fuel | |
| DE2034385C3 (en) | Process for the extraction of refractory metals in compact form from their oxides | |
| DE4220207A1 (en) | COMBINED TRANSURAN STRONTIUM EXTRACTION PROCESS | |
| DE69310782T2 (en) | Process for the recovery and purification of a very enriched metal alloy containing uranium | |
| DE2444857A1 (en) | PROCESS FOR QUENCHING ZIRCONIUM AND ZIRCONIUM ALLOYS | |
| DE1094250B (en) | Process for the production of uranium dioxide of high purity | |
| DE1188290B (en) | Process for the separation of plutonium and americium | |
| DE1119521B (en) | Process for the enrichment of plutonium and / or uranium in aluminum alloys | |
| DE1170919B (en) | Process for pulverizing or processing sintered uranium dioxide reactor fuel bodies | |
| DE1567867A1 (en) | Process for the production of metal fluorides | |
| DE1141628B (en) | Process for the extraction of uranium compounds from uranium-molybdenum alloys | |
| DE1122503B (en) | Process for the separation of uranium in the form of UF from a mixture containing uranium, zirconium and fission products | |
| DE949735C (en) | Process for the production of pure uranium tetrafluoride | |
| DE1181190B (en) | Process for the production of uranium compounds from a material containing uranium-molybdenum alloys | |
| US3251645A (en) | Method for processing aluminumcontaining nuclear fuels | |
| DE2225763A1 (en) | Process and device for the extraction of metals in massive form from the oxides | |
| DE1190676B (en) | Process for separating americium and curium and for the production of curium | |
| DE2218968A1 (en) | Process for removing mercury from aqueous alkaline solutions | |
| DE630652C (en) | Process for the reaction of alkali chlorides with excess nitric acid | |
| DE1150369B (en) | Process for converting masses containing zirconium and uranium into stable solutions | |
| DE3009077C2 (en) | ||
| DE1142705B (en) | Process for the thermal separation of uranium and zirconium | |
| US3009767A (en) | Separation of transuranic elements from rare earth compounds | |
| DE1160830B (en) | Process for the production of lithium or alkaline earth hydrides by reacting mixtures consisting of sodium and / or potassium and lithium or alkaline earth metal halides with hydrogen | |
| DE1236206B (en) | Process for the treatment and reprocessing of spent nuclear fuel containing aluminum |