RU2267180C2 - Способ извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления - Google Patents
Способ извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления Download PDFInfo
- Publication number
- RU2267180C2 RU2267180C2 RU2004102921/06A RU2004102921A RU2267180C2 RU 2267180 C2 RU2267180 C2 RU 2267180C2 RU 2004102921/06 A RU2004102921/06 A RU 2004102921/06A RU 2004102921 A RU2004102921 A RU 2004102921A RU 2267180 C2 RU2267180 C2 RU 2267180C2
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- shell
- target
- extraction
- target components
- irradiation
- Prior art date
Links
- 238000000605 extraction Methods 0.000 title claims abstract description 10
- 239000000463 material Substances 0.000 claims abstract description 25
- 230000006378 damage Effects 0.000 claims abstract description 3
- 239000007788 liquid Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000000126 substance Substances 0.000 claims abstract description 3
- 239000012528 membrane Substances 0.000 claims description 11
- 239000003708 ampul Substances 0.000 claims description 5
- 239000003153 chemical reaction reagent Substances 0.000 claims description 4
- 238000003860 storage Methods 0.000 claims description 3
- 238000000034 method Methods 0.000 abstract description 20
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 abstract description 8
- 238000012545 processing Methods 0.000 abstract description 4
- 239000000941 radioactive substance Substances 0.000 abstract description 3
- 230000007717 exclusion Effects 0.000 abstract 2
- 230000000694 effects Effects 0.000 abstract 1
- 239000000376 reactant Substances 0.000 abstract 1
- 238000007789 sealing Methods 0.000 abstract 1
- 239000002904 solvent Substances 0.000 description 8
- 238000005520 cutting process Methods 0.000 description 7
- 229910052751 metal Inorganic materials 0.000 description 5
- 239000002184 metal Substances 0.000 description 5
- 229910052770 Uranium Inorganic materials 0.000 description 3
- 229910052729 chemical element Inorganic materials 0.000 description 3
- JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N uranium(0) Chemical compound [U] JFALSRSLKYAFGM-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 3
- 206010011878 Deafness Diseases 0.000 description 2
- 239000011888 foil Substances 0.000 description 2
- 239000012634 fragment Substances 0.000 description 2
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 230000007246 mechanism Effects 0.000 description 2
- GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N Nitric acid Chemical compound O[N+]([O-])=O GRYLNZFGIOXLOG-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 1
- 239000002253 acid Substances 0.000 description 1
- 150000007513 acids Chemical class 0.000 description 1
- 238000012993 chemical processing Methods 0.000 description 1
- 150000001875 compounds Chemical class 0.000 description 1
- 238000011109 contamination Methods 0.000 description 1
- 238000004090 dissolution Methods 0.000 description 1
- 238000002848 electrochemical method Methods 0.000 description 1
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 1
- 229910052500 inorganic mineral Inorganic materials 0.000 description 1
- 238000002955 isolation Methods 0.000 description 1
- 239000011707 mineral Substances 0.000 description 1
- 229910017604 nitric acid Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000007800 oxidant agent Substances 0.000 description 1
- 238000001556 precipitation Methods 0.000 description 1
- 150000003839 salts Chemical class 0.000 description 1
- 238000001179 sorption measurement Methods 0.000 description 1
- 229910001220 stainless steel Inorganic materials 0.000 description 1
- 239000010935 stainless steel Substances 0.000 description 1
- 238000003466 welding Methods 0.000 description 1
Images
Landscapes
- Extraction Or Liquid Replacement (AREA)
- Apparatus Associated With Microorganisms And Enzymes (AREA)
- Sampling And Sample Adjustment (AREA)
Abstract
Изобретение относится к области атомной техники. Сущность изобретения: способ извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов заключается в том, что мишень, снабженную на обоих концах штуцерами с мембранами, герметично подключают непосредственно в проточную линию технологической схемы. Затем с помощью штуцеров толкателей разрушают мембраны, объединяя тем самым внутренние полости оболочки и технологической схемы. Пропускают через оболочку мишени жидкие или газообразные реагенты для извлечения целевых компонентов. Затем оболочку с оставшимися в ней продуктами отсоединяют от технологической линии и закрывают с обоих концов герметичными резьбовыми заглушками для временного или постоянного хранения. Устройство для извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов состоит из оболочки с облученным материалом, содержит штуцеры-толкатели, герметично закрепленные на ней с обоих концов, выполненные в виде цилиндрических патрубков с глухими мембранами внутри, резьбой на наружной поверхности и канавками на торцевых поверхностях для размещения в них упругих прокладок. Подсоединяющие элементы проточной линии технологической схемы имеют толкатели для разрушения мембран, приводимые в действие накидными гайками. Преимущества изобретения заключаются в упрощении процесса, сокращении технологических операций и исключении загрязнения защитной камеры радиоактивными веществами. 2 н. и 3 з.п. ф-лы, 3 ил.
Description
Изобретение относится к области атомной промышленности, в частности к технологиям производства радиоизотопов из облученных делящихся материалов, а также стабильных химических элементов
Извлечение целевых радиоизотопов из облученной мишени известным способом (патент США №№4039697, 4094953, 4701308) предполагает последовательное проведение следующих основных технологических операций:
- предварительное вскрытие мишени с помощью резки на отдельные фрагменты или механическое удаление оболочки с помощью специального оборудования;
- растворение облученного материала в растворах минеральных кислот или щелочей или в расплавах солей в аппаратах-растворителях;
- химическую переработку по извлечению отдельных радионуклидов сорбционным, экстракционным, осадительным, электрохимическим методом.
При облучении мишеней совместно с целевыми радиоизотопами образуются побочные радиоизотопы, которые могут обладать значительной летучестью при нормальных условиях.
Недостатками известных способов извлечения ценных компонентов является механическое вскрытие мишени с помощью резки на отдельные фрагменты или удаление оболочки с помощью специального оборудования; растворение обличенного материала в аппаратах-растворителях.
Эти способы требуют разработки специального оборудования, позволяющего проводить разделку мишеней дистанционно без выброса летучих соединений (Хе, Kr, J2 и др.) в атмосферу защитной камеры. Кроме того, облученный материал после разгерметизации оболочки загружают в специальный аппарат-растворитель. Осуществление загрузки облученного материала в реактор-растворитель также требует специального оборудования, которое бы исключало контакт облученного материала с атмосферой защитной камеры.
Известно, что для получения целевых радиоизотопов используют устройство-мишень, состоящие из герметичной оболочки, и заключенного в нее облучаемого материала» из делящихся или стабильных химических элементов.
Наиболее близким к предлагаемому является способ, по которому в качестве аппарата-растворителя используется оболочка мишени [G.F.Vandegrif, J.L. Sndgrove, S. Aase et.al. "Converting Targets and Proces» for Fission-Product Mo-99 from high - and - low - enriched Uranium." - Proceeding Meeting, 1998 RERTR, Sao. Paulo, Brazil, 18-23, October 1998]. Мишень состоит из оболочки, выполненной из нержавеющей стали, и внутренней трубки, между которыми укладывают уран-металлическую фольгу. Оба конца мишени закрывают пробками и герметично заваривают.
После облучения верхний конец мишени отрезают, извлекают внутреннюю трубку так, чтобы фольга осталась внутри оболочки. Для растворения урана оболочку заполняют раствором азотной кислоты, а потом переливают в аппарат для химического выделения целевых компонентов.
Недостатками вышеизложенного является необходимость разгеметизации мишени путем резки и возможностью выброса при этом летучих радионуклидов (Xe, Kr, J2 и др.) в объем защитной камеры. Кроме того, для осуществления операций в условиях дистанционного обслуживания требуется применение сложного технологического оборудования.
Задачей настоящего изобретения является упрощения процесса, сокращение технологических операций и исключение возможности загрязнения защитной камеры радиоактивными веществами.
Указанные недостатки устраняются тем, что извлечение целевых компонентов проводят непосредственно из устройства-мишени, снабженного на обоих концах штуцерами с мембранами, которое герметично подсоединяют в технологическую схему переработки облученного материала, объединяют внутренние полости устройства и технологической схемы, разрушая с помощью специальных толкателей мембраны, пропускают через устройство соответствующие реагенты, которые позволяют селективно выделять компоненты облученного материала, отсоединяют устройство с оставшимися в ней продуктами от технологической линии и закрывают с обоих концов герметичными резьбовыми заглушками для временного или постоянного хранения.
Предлагаемый способ извлечения целевых компонентов из облученной мишени исключает операции разделки устройства-мишени на специальном оборудовании, загрузку облученного материала в аппарат-растворитель, поэтому нет необходимости в механизмах резки мишеней или снятия оболочки ее, в аппарате-растворителе и в оборудовании, ограждающем соприкосновение облученного материала с атмосферой защитной камеры.
Предлагаемый способ выделения целевых компонентов реализован с помощью устройства, состоящего из оболочки, содержащей во внутренней полости облученный материал на основе делящихся или стабильных химических элементов со штуцерами в виде цилиндрических патрубков с глухими мембранами внутри, резьбой на наружной поверхности и канавками на торцевых поверхностях для размещения в них упругих прокладок, а подсоединяющие элементы проточной линии технологической схемы имеют толкатели для разрушения мембран, приводимые в действие накидными гайками.
При использовании металлического или газообразного облучаемого материала во внутренней полости оболочки используют специальные приспособления в виде канавок, вставышей или игл для обеспечения протока реагентов.
Устройство (фиг. 1) состоит из оболочки 1 и двух глухих штуцеров 2, которые имеют резьбу 3, канавки 4 для размещения прокладок 5, мембран 6. Вовнутрь оболочки закладывают облучаемый материал 7, фиксируемый, например, металлокерамическими фильтрами 8, закрепленными в процессе сварки деталей мишени.
Для обслуживания устройства в процессе транспортирования и в технологическом цикле облучения на резьбы 3 наворачивают гайки 9.
Для включения устройства в технологическую схему, как аппарат, используют накидные гайки 10 и подвижные штуцера-толкатели 11, поступательное движение штуцеров-толкателей обеспечивают вращаемые накидные гайки по резьбе глухих штуцеров мишени. При начальном движении штуцеров-толкателей, например, металлические прокладки с ромбовидным сечением создают уплотнение мишени и технологической внутренней полости от внешней среды. При последующем поступательном движении штуцеров-толкателей происходит разрушение мембран ими и объединение внутренних полостей мишени и технологической схемы, а ромбовидные прокладки обеспечивают герметичность при достаточном поступательном движении штуцеров-толкателей относительно глухих штуцеров мишени.
Прокладки, штуцера-толкатели, накидные гайки входят в состав технологического оборудования. Глухие гайки 12 используются для герметизации оболочки мишени в процессе утилизации балластного материала мишени.
На фиг. 2 изображено устройство с металлическим облучаемым материалом. Металлический облучаемый материал фиксируют глухим вставышем 2, на боковой поверхности которого имеются поперечные и продольные каналы 3, обеспечивающие проток технологических газов и жидкостей.
На фиг. 3 изображено устройство с газообразным облучаемым материалом, который заключен в герметичный корпус ампулы 2. Проток технологических газов через корпус ампулы мишени обеспечивают иглы 3, размещенные на мембранах, которые разрушают корпус ампулы в процессе объединения внутренних полостей мишени с технологическим объемом.
Таким образом, способ вскрытия облученного устройства, а затем извлечение целевых компонентов из предлагаемой конструкции позволяет устранить соприкосновение облученного материала с атмосферой защитной камеры, устраняет необходимость механизма резки оболочек мишеней, позволяет использовать оболочку мишени как аппарат-(дегазатор, окислитель, растворитель), а также как герметичный контейнер для временного или постоянного хранения утилизированных балластных материалов.
Claims (5)
1. Способ извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов, заключающийся в том, что мишень, снабженную на обоих концах штуцерами с мембранами, герметично подключают непосредственно в проточную линию технологической схемы, затем с помощью штуцеров толкателей разрушают мембраны, объединяя тем самым внутренние полости оболочки и технологической схемы, пропускают через оболочку мишени жидкие или газообразные реагенты для извлечения целевых компонентов, затем оболочку с оставшимися в ней продуктами отсоединяют от технологической линии и закрывают с обоих концов герметичными резьбовыми заглушками для временного или постоянного хранения.
2. Устройство для извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов, состоящее из оболочки с облученным материалом, содержащее штуцеры-толкатели, герметично закрепленные на ней с обоих концов, выполненные в виде цилиндрических патрубков с глухими мембранами внутри, резьбой на наружной поверхности и канавками на торцевых поверхностях для размещения в них упругих прокладок, а подсоединяющие элементы проточной линии технологической схемы имеют толкатели для разрушения мембран, приводимые в действие накидными гайками.
3. Устройство по п.2, отличающееся тем, что внутри оболочки установлены фильтры, устраняющие унос сыпучего облученного материала.
4. Устройство по п.2, отличающееся тем, что в оболочку с непористым облученным материалом вставлен цилиндрический вставыш, имеющий на наружной поверхности каналы, обеспечивающие проток реагентов через внутреннюю полость.
5. Устройство по п.2, отличающееся тем, что оболочка содержит герметичную ампулу с газообразным облученным материалом и разгерметизирующие ампулу иглы, установленные на мембранах.
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004102921/06A RU2267180C2 (ru) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Способ извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| RU2004102921/06A RU2267180C2 (ru) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Способ извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| RU2004102921A RU2004102921A (ru) | 2005-07-10 |
| RU2267180C2 true RU2267180C2 (ru) | 2005-12-27 |
Family
ID=35837921
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| RU2004102921/06A RU2267180C2 (ru) | 2004-02-02 | 2004-02-02 | Способ извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| RU (1) | RU2267180C2 (ru) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100266083A1 (en) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Method and system for simultaneous irradiation and elution capsule |
| RU2548018C1 (ru) * | 2013-11-28 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный университет" | Способ извлечения из мишени плоской формы полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления |
| RU2548019C1 (ru) * | 2013-11-28 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный университет" | Способ и устройство извлечения из цилиндрической мишени полученных в результате облучения целевых компонентов |
Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1132873A (en) * | 1965-02-10 | 1968-11-06 | Saint Gobain Techn Nouvelles | Apparatus for the separation of radioelements |
| US4094953A (en) * | 1976-03-16 | 1978-06-13 | Gesellschaft Fur Kernforschung M.B.H. | Process for recovering molybdenum-99 from a matrix containing neutron irradiated fissionable materials and fission products |
| SU1411840A1 (ru) * | 1987-03-04 | 1988-07-23 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ выделени радионуклида ниоби -97 |
| SU1709399A1 (ru) * | 1989-07-26 | 1992-01-30 | Ленинградский Институт Ядерной Физики Им.Б.П.Константинова | Способ получени иодида натри , меченного йодом-123 |
-
2004
- 2004-02-02 RU RU2004102921/06A patent/RU2267180C2/ru not_active IP Right Cessation
Patent Citations (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| GB1132873A (en) * | 1965-02-10 | 1968-11-06 | Saint Gobain Techn Nouvelles | Apparatus for the separation of radioelements |
| US4094953A (en) * | 1976-03-16 | 1978-06-13 | Gesellschaft Fur Kernforschung M.B.H. | Process for recovering molybdenum-99 from a matrix containing neutron irradiated fissionable materials and fission products |
| SU1411840A1 (ru) * | 1987-03-04 | 1988-07-23 | Объединенный Институт Ядерных Исследований | Способ выделени радионуклида ниоби -97 |
| SU1709399A1 (ru) * | 1989-07-26 | 1992-01-30 | Ленинградский Институт Ядерной Физики Им.Б.П.Константинова | Способ получени иодида натри , меченного йодом-123 |
Non-Patent Citations (1)
| Title |
|---|
| G.F. VANDEGRIF et c. Converting Targets and Process for Fission-Product Mo-99 from high - and low - enriched Uranium. Proceeding Meeting. 1998 RERTR. Sao, Brazil, 18-23, October 1998. * |
Cited By (6)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US20100266083A1 (en) * | 2009-04-15 | 2010-10-21 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Method and system for simultaneous irradiation and elution capsule |
| US8699651B2 (en) | 2009-04-15 | 2014-04-15 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Method and system for simultaneous irradiation and elution capsule |
| RU2516875C2 (ru) * | 2009-04-15 | 2014-05-20 | ДжиИ-Хитачи Ньюклеар Энерджи Америкас ЭлЭлСи | Капсула для элюирования, способ облучения вещества в такой капсуле и способ элюирования вещества |
| US9396825B2 (en) | 2009-04-15 | 2016-07-19 | Ge-Hitachi Nuclear Energy Americas Llc | Method and system for simultaneous irradiation and elution capsule |
| RU2548018C1 (ru) * | 2013-11-28 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный университет" | Способ извлечения из мишени плоской формы полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления |
| RU2548019C1 (ru) * | 2013-11-28 | 2015-04-10 | Федеральное государственное бюджетное образовательное учреждение высшего профессионального образования "Ульяновский государственный университет" | Способ и устройство извлечения из цилиндрической мишени полученных в результате облучения целевых компонентов |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| RU2004102921A (ru) | 2005-07-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| JP6382716B2 (ja) | 有害廃棄物を封止可能な容器内に移送するための充填デバイス、システム、および方法 | |
| JP5882453B2 (ja) | 有害廃棄物を保管するための容器 | |
| RU2267180C2 (ru) | Способ извлечения полученных в результате облучения целевых компонентов и устройство для его осуществления | |
| CN1875430B (zh) | 封装未密封的核燃料棒以便运输和储存或长期存放的方法和装置 | |
| EP2389675B1 (de) | Verfahren und anordnung zum gasdichten umschliessen zumindest eines brennstabs | |
| US20120219100A1 (en) | Iodine-125 production system and method | |
| JP5952393B2 (ja) | 有害廃棄物を保管するためのモジュール構成のプロセスフロー設備計画 | |
| JP6282677B2 (ja) | 有害廃棄物を保管する充填容器および方法 | |
| JP6615152B2 (ja) | 有害廃棄物を封止可能な容器内に移送するための充填デバイス、システム、および方法 | |
| Cornell et al. | 45. Development of a route for return of AGR fuel debris from Nuclear Electric's PIE facilities to BNFL's THORP reprocessing plant | |
| AU2015261688A1 (en) | Filling devices, systems and methods for transferring hazardous waste material into a sealable container | |
| JP2016048209A (ja) | 核燃料物質の回収方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PD4A | Correction of name of patent owner | ||
| MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20110203 |