Плутоний Фундаментальные проблемы Том 2 - Надыкто Б.А.
Скачать (прямая ссылка):
По своей сути эта методика аналогична промышленным методикам электрополировки и электролитической очистки. При электрополировке полируемый металл используется как анод (положительный электрод) электролитической ячейки. По мере протекания тока через ячейку образуется относительно толстый вязкий слой продуктов реакции в результате растворения металлической поверхности. Скорость диффузии растворенных ионов металла через эту пленку становится ограниченной, в результате чего происходит микроскопическое сглаживание поверхности. В отличие от электрополировки при электролитической очистке очищаемая поверхность используется в качестве катода (отрицательного электрода) электролитической ячейки. При пропускании тока через эту ячейку образуются большие объемы водорода, и на контактной поверхности между металлом и раствором создается сильно агрессивная среда, которая ослабляет взаимодействие между поверхностью металла и загрязняющим слоем. Образующийся газ, создающий центры кристаллизации под загрязнением поверхности и вокруг него, способствует его отслоению от поверхности, очищая поверхность металла, но не изменяя ее.
Методология очистки поверхностей нержавеющей стали, разработанная на площадке ТА-55, сочетает в себе особенности электрополировки и электролитической очистки. Электролит содержит сульфатную соль умеренной концентрации при повышенном значении pH, от 10 до 12. Подлежащий очистке металлический предмет используется как анод. Ток, направляемый через ячейку, приводит к окислению в воде, а образующийся кислород отделяет частицы от поверхности. При образовании оксониевых ионов уменьшается локальное значение pH раствора, благодаря чему катионы металла остаются растворимыми в приграничной области и растворение поверхности металла становится более равномерным. Обработанные таким образом поверхности нержавеющей стали протравливаются равномерно.
Чтобы использовать электролитический раствор повторно, необходимо устранить катионы радиоактивных и прочих металлов. Поскольку катионы как железа, так и никеля нерастворимы в щелочном растворе сульфата натрия, высокое значение pH электролита поддерживается путем непрерывного добавления небольших количеств гидроксида натрия щелочного типа. Образование осадков гидроксида металла является основным моментом в процессе электролитической очистки. При этом осаждение способствует выводу этих элементов из раствора, а осадок увлекает или “захватывает” частицы актиноида, удаляемые с поверхности металла. На следующем этапе электролит очищают механической фильтрацией раствора электролита.
Хром является компонентом сплавов нержавеющих сталей, но в отличие от двухвалентных и трехвалентных железа и никеля, шестивалентный хромат не осаждается в щелочном растворе. Хромат удаляют из раствора вторичным процессом, при котором шестивалентный хром путем добавления сульфата двухвалентного железа восстанавливают до трехвалентного окислительного состояния, которое, в свою очередь, выпадает в осадок в виде гидроксида хрома Cr(OH)3. Затем фильтрацией электролитического раствора получают компактный остаток гидроксида металла, который выбрасывают, а фильтрат возвращают в процесс для повторного использования.
і
Электрохимическую очистку (фото вверху) можно использовать для удаления актиноидов с поверхностей металлов, таких как поверхности перчаточных боксов. На трех фотоснимках показана поверхность металла: загрязненная; до очистки, с приложенной переносной головкой электролиза; и после очистки
Number 26 2000 Los Alamos Science
455
Шарики анионообменной смолы используются в процессе азотнокислого выделения плутония. На заднем плане - полимерный порошок Reillex™ 402, модифицированный для получения новых анионообменных смол с повышенными сорбционными свойствами.
Фотографии любезно предоставлены фирмой Reilley Industries, Inc.
!молы для наработки плутония, производимые на снове молекулярной технологии
С. Фредрик Марш, Д. Кирк Вейре, Гордон Д. Ярвинен, Мэри Е. Барр, Эдди У. Муди
В течение нескольких десятилетий Лос-Аламосская национальная лаборатория играла ключевую роль в разработке способов сокращения объемов радиоактивных отходов от переработки плутония. В ходе недавней работы основное внимание уделялось получению смол на основе молекулярной технологии, чтобы повысить эффективность удаления плутония из линий обработки азотной кислотой на плутониевом объекте Лос-Аламоса и других плутониевых объектах комплекса Министерства энергетики США (DOE).
Обработка азотной кислотой производится для выделения плутония в очищенном виде. Загрязненные плутонием остатки и выбрасываемые предметы, такие как стеклянные контейнеры, графитовые изложницы и тигли из окиси магния, можно выщелачивать азотной кислотой с целью растворения примесей, а загрязненный лом плутония
(обычно переведенного в оксид плутония) можно растворять в азотной кислоте с использованием фтора как катализатора. Затем плутоний можно избирательно удалять из азотной кислоты с помощью органического полимера, известного как анионообменная смола.
