Гексафторид урана ⚬
Гексафторид урана (ГФУ) — единственное известное летучее соединение урана, которое может быть использовано в современных технологиях диффузионного и центрифужного обогащения урана по изотопу U-235.
UF6
При изотопном обогащении урана в качестве побочного продукта образуется гексафторид урана, обедненного по изотопу U-235 — ОГФУ.
На сегодняшний день обедненный гексафторид урана накоплен в Российской Федерации в количестве до 1 000 000 тонн и хранится в стальных контейнерах на открытых площадках заводов разделения изотопов АО «ТВЭЛ».
1 млн. т
При этом ОГФУ — высокотоксичное коррозионноопасное вещество, долговременное хранение которого может представлять угрозу для окружающей среды.
Метод переработки ОГФУ ⚬
«Аврора Кемикалс» использует разработанный ООО «НХП» метод переработки ОГФУ в пламени водородсодержащего топлива и кислородсодержащего окислителя с получением оксидов урана и фторида водорода.
В 2018 году завершен монтаж пилотной установки и в 2018-2019 годах проведены испытания с использованием в качестве водородсодержащего топлива водорода и метана. Основными продуктами процесса горения являются оксиды урана и плавиковая кислота с содержанием фторида водорода порядка 95%.
В мае 2019 года проведен НТС АО «ТВЭЛ», где были представлены результаты исследований на пилотной установке. Было принято решение считать результаты испытаний положительными и приступить к созданию коммерческой опытно-промышленной установки по производству БФВ в ТОР «Северск» с привлечением частных инвестиций и средств институтов развития.
Безводный фторид водорода — востребованный продукт химической промышленности, использующийся в ядерном топливном цикле и в органическом синтезе.
U3O8HF
Октаоксид триурана — твердое нелетучее и не растворимое в воде вещество, затраты при хранении которого существенно ниже, чем при хранении ОГФУ. Октаоксид обедненного триурана может найти применение при производстве МОКС-топлива для реакторов на быстрых нейтронах, а его хранение в течение длительного времени может оставаться безопасным для окружающей среды.
Диоксид урана — твердый нелетучий продукт с существенно меньшими затратами на хранение, чем у ОГФУ. Диоксид урана востребован при производстве МОКС-топлива для реакторов на быстрых нейтронах, а его хранение в течение длительного времени может оставаться безопасным для окружающей среды.
ООО «Аврора Кемикалс» на производственной базе АО «СХК» создала пилотную установку по исследованию процесса переработки ОГФУ в пламени водородсодержащего топлива и кислородсодержащего окислителя.
1
Исходные продукты — ОГФУ, водород (метан) и кислород — через форсуночное устройство подают в реактор, где происходит восстановление ОГФУ в пламени водородсодержащего топлива и кислородсодержащего окислителя с получением оксидов урана и фторида водорода.
2
Продукты горения подвергают охлаждению с высокой скоростью в конвективном теплообменнике с целью снизить скорость обратной реакции фторирования оксидов урана фторидом водорода.
3
Порошкообразный диоксид урана последовательно отделяют при помощи гравитационного осаждения, циклона и металлокерамического фильтра.
4
Газообразные продукты реакции охлаждают в теплообменнике, при этом образовавшийся фторид водорода конденсируют, а газообразные неконденсирующиеся продукты направляют на санитарную обработку.
5
Жидкий фторид водорода собирают в емкости-накопителе.
«Регенерация фтора из ОГФУ предложенным методом позволит замкнуть ядерный топливный цикл по фтору и исключить импорт стратегического природного фторсодержащего сырья — дифторида кальция, который необходим для производства фторида водорода», — Антон Мамаев, генеральный директор ООО «Аврора Кемикалс»