Теоретические основы химической технологии, 2023, T. 57, № 1, стр. 91-97

Двухкаскадная схема с двумя дополнительными питаниями и отбором для очистки регенерированного гексафторида урана от 232, 234, 236U

В. А. Палкин a, Е. В. Маслюков a*

a ФГАОУ ВО “Уральский Федеральный Университет имени первого Президента России Б.Н. Ельцина”
Екатеринбург, Россия

* E-mail: eugene_v_m@mail.ru

Поступила в редакцию 27.11.2022
После доработки 10.12.2022
Принята к публикации 12.12.2022

Полный текст (PDF)

Аннотация

Для очистки регенерированного гексафторида урана от 232,234,236U предложена схема двух каскадов. В первом каскаде регенерированный уран обогащается до концентрации 235U менее 20% со снижением отношения масс 236U/235U. На его дополнительное питание подается отвальный гексафторид урана, загрязненный поток которого выводится в дополнительном отборе. На втором дополнительном питании используется природный гексафторид урана. Поток основного отбора первого каскада подается на питание второго каскада. Его отвал, очищенный от 232,234U, разбавляется низкообогащенным или природным гексафторидом урана до концентрации 235U менее 5%. Проведен вычислительный эксперимент. Показано, что продукт, образующийся после разбавления отвала второго каскада, по 232,234,236U удовлетворяет требованиям спецификации ASTM C996–20 для обогащенного промышленного гексафторида урана.

Ключевые слова: очистка регенерированного урана, двойной каскад

ВВЕДЕНИЕ

Регенерированный уран содержит четные изотопы 232,234,236U, которые затрудняют воспроизводство ядерного топлива. Предложены разные методы каскадирования и операции разбавления регенерированного гексафторида урана UF6, позволяющие снизить содержание этих изотопов. Эффективным методом является обогащение регенерированного урана в двойном каскаде до концентрации 235U 96.5% с последующим разбавлением [1]. Очистку регенерированного урана можно производить в дополнительном отборе двойных и одиночных каскадов [2, 3]. Другими подходами является обогащение с одновременным разбавлением отвальным и природным ураном на дополнительных питаниях каскадов [4, 5], а также разбавление низкообогащенным ураном (концентрация 235U менее 5%) [6, 7].

В большинстве способов концентрация 232,234,236U не удовлетворяет требованиям спецификации ASTM C996–20 по обогащенному промышленному гексафториду урана. Эти требования установлены, исходя из обогащения промышленного природного гексафторида урана, имеющего низкое содержание 232,234,236U. Их выполнение позволит использовать регенерированный гексафторид урана как замену промышленного природного. В связи с этим целесообразна разработка соответствующего способа очистки регенерированного урана.

В настоящей работе для снижения концентрации 232,234,236U предложена схема двух каскадов. В первом шестипоточном каскаде регенерированный гексафторид урана обогащается по 235U с наибольшим снижением отношения масс 236U/235U. Для этого на его дополнительное питание подается отвальный гексафторид урана, загрязненный поток которого образуется в дополнительном отборе. Одновременно на втором дополнительном питании используется природный гексафторид урана. Параметры второго трехпоточного каскада, который питается основным отбором первого, определяются из условия получения в отвале концентрации 235U, близкой к питанию, и снижения содержания 232,234U до заданного уровня. В обоих каскадах концентрация 235U в выходящих потоках не превышает 20%, соответствующих международным нормам по обращению с делящимися материалами [8]. Отвал второго каскада разбавляется низкообогащенным ураном или природным сырьем до требуемой концентрации 235U. Отбор второго каскада, загрязненный 232,234U, подлежит последующему разбавлению до ядерно безопасной смеси с концентрацией 235U менее 1%. Проведен вычислительный эксперимент, показавший эффективность метода. Параметры каскадов рассчитывали с помощью методик [3, 9] при больших коэффициентах разделения ступеней, соответствующих газовым центрифугам.

ОБОГАЩЕНИЕ РЕГЕНЕРИРОВАННОГО ГЕКСАФТОРИДА УРАНА БЕЗ ОЧИСТКИ ОТ 232, 234, 236U

Регенерированный гексафторид урана, обогащенный в ординарных трехпоточных каскадах, имеет высокую концентрацию 232,234,236U. При концентрации 235U в отборе 4.4% и отвале 0.17% она составляет [10], %: 232U 9.3 × 10–7, 234U 9.3 × 10–2, 236U 1.36. Это удовлетворяет требованиям спецификации ASTM C996–20 для обогащенного регенерированного гексафторида урана. Однако существенно выше установленных границ для обогащенного промышленного гексафторида урана (232U не больше 1 × 10–8%, 234U – 11 000 мкг/г235U, 236U – 0.025%). Небольшое снижение концентрации 232,234U возможно при уменьшении концентрации 235U в отвале. Вместе с тем, это приведет к возрастанию концентрации 236U. Наличие этого изотопа требует затрат на дообогащение 235U на 0.2–0.6 доли содержания 236U.

Уменьшить концентрацию 236U можно обогащением до 20% с последующим разбавлением. Число ступеней каскада, номер ступени подачи питания и начальные приближения для концентрации изотопов определяются из расчетов R-каскадов [11]. Наиболее эффективен R-каскад, построенный по ключевым изотопам 235,236U. Однако при разбавлении концентрация 236U остается высокой 0.83% [10]. Снижение концентрации 232,234U достигается в отвале R-каскада, построенного по ключевым компонентам 234,235U.

ОСОБЕННОСТИ РАСЧЕТА МНОГОПОТОЧНОЙ ДВУХКАСКАДНОЙ СХЕМЫ

Схема потоков системы двух каскадов приведена на рисунке. На основное питание первого каскада подается поток регенерированного гексафторида урана F1. Дополнительные питания организуются в отборной части каскада. На первое из них подается поток отвального гексафторида урана природного происхождения D1, на второе поток природного гексафторида урана D2. Из каскада отбираются потоки отвала W1, дополнительного отбора E и основного отбора P1. Поток отвала обеднен по 232–236U. Поток дополнительного отбора загрязнен 236U и равен потоку питания D1. Он выводится из каскада с концентрацией 235U, соответствующей отвальному гексафториду урана на дополнительном питании. Это уменьшает дополнительные затраты работы разделения, связанные с использованием отвального гексафторида урана. Они обусловлены только смешением потоков с разной концентрацией изотопов в ступени дополнительного питания.

Поток основного отбора первого каскада обогащается 235U со снижением отношения масс 236U/235U. Он подается на питание второго каскада, в котором образуются потоки отбора P2 и отвала W2. Поток отвала обеднен 232,233,234U и имеет примерно такую же концентрацию 235,236U, что в питании. Продукт P0, очищенный от 232,234,236U, образуется при разбавлении потока отвала второго каскада разбавителем R до требуемой концентрации 235U. В качестве разбавителя целесообразно использовать низкообогащенный гексафторид урана или природный.

В расчетах задавали исходную концентрацию изотопов, соответствующую регенерированному урану из отработавшего топлива ВВЭР [2], %: 232U 1.5 × 10–7, 233U 3 × 10–7, 234U 1.6 × 10–2, 235U 0.85, 236U 0.35, 238U 98.78. Основным параметром, с помощью которого рассчитывали каскады, является коэффициент σi ступеней (нумерация от отвала к отбору, $i = \overline {1,n} $). Он представляет собой отношение коэффициента обогащения изотопных компонентов по отвалу и отбору ступеней и не зависит от рассматриваемого изотопа. Полные коэффициенты разделения изотопов задали одинаковыми для всех ступеней. Их рассчитали для 232,233,234,235,236U по отношению к 238U, исходя из принятого коэффициента на единицу разности массового числа q = 1.1. Суммарный поток питания ступеней $\sum L $ характеризовал число используемых разделительных элементов.

Расчеты первого каскада схемы проводили по видоизмененной методике [3]. Эта методика разработана для пятипоточного каскада с двумя питаниями, отвалом, основным и дополнительным отбором и обеспечивает заданную концентрацию 235U во внешних потоках. В расчетных соотношениях для шестипоточного каскада ввели поток второго дополнительного питания. Параметры рассчитывали по ступеням от отвала каскада к основному отбору при заданных внешних потоках, концентрации 235U в них и содержании 232,233,234,236U в питаниях. Начальные приближения коэффициента ${{\sigma }_{i}}$ = 0.867 определили по R-каскаду с ключевыми изотопами 235,238U.

Особенностью методики [3] является организация дополнительного отбора путем смешения потоков Es – 1, Es из отборов соседних ступеней с номерами s – 1, s и концентрацией 235U $C_{{4,s - 1}}^{'} < C_{4}^{E}$, $C_{{4,s}}^{'} \geqslant C_{4}^{E}$. Здесь $C_{4}^{E}$ – заданная концентрация 235U в дополнительном отборе. При потоке дополнительного отбора E эти параметры равны

${{E}_{s}} = E\frac{{C_{4}^{E} - C_{{4,s - 1}}^{'}}}{{C_{{4,s}}^{'} - C_{{4,s - 1}}^{'}}};\,\,\,\,{{E}_{{s - 1}}} = E - {{E}_{s}}.$

При большом потоке питания отвального гексафторида урана потоки отбора ступеней с номерами s – 1, s могут быть меньше потоков Es – 1, Es. Их увеличивали подачей минимально необходимого потока питания природного гексафторида урана на втором дополнительном питании. Соотношение потоков дополнительных питаний выбирали также, учитывая требуемую концентрацию 236U в основном отборе.

Расчеты второго каскада проводили по методике [9]. Число ступеней, номер ступени подачи питания, коэффициент ${{\sigma }_{i}}$ = 0.716 соответствовали R- каскаду с ключевыми изотопами 234,235U.

ОБОГАЩЕНИЕ РЕГЕНЕРИРОВАННОГО ГЕКСАФТОРИДА УРАНА С РАЗБАВЛЕНИЕМ НИЗКООБОГАЩЕННЫМ УРАНОМ С КОНЦЕНТРАЦИЕЙ 235U 3.6%.

В табл. 1 приведены расчеты первого варианта схемы. На основном питании первого каскада задавали 100 т/год регенерированного гексафторида урана. На дополнительное питание подавали 320 т/год отвального гексафторида урана с концентрацией 235U 0.15 и 234U 4 × 10–4%. Данный отвальный продукт почти не пригоден для обогащения, но эффективен для очистки регенерированного урана. На второе дополнительное питание подавали 80 т/год природного гексафторида урана с концентрацией 235U 0.711 и 234U 5.4 × 10–3%. Концентрацию 235U в основном отборе приняли 19.9%, в отвале 0.1%. Число ступеней n = 38, номер ступени подачи основного питания f = 15. Наибольшее снижение концентрации 236U в основном отборе каскада обеспечивает организация питания отвальным гексафторидом урана в отборной ступени [10]. В связи с этим определили номер ступени d1 = 38. Смещение второго дополнительного питания к основному отбору приводит к аналогичному эффекту. Однако возрастает суммарный поток питания, поэтому номер ступени второго дополнительного питания выбрали ближе к середине каскада: d2 = 27.

Таблица 1.  

Параметры каскадов с обогащением регенерированного гексафторида урана и разбавлением низкообогащенным ураном с концентрацией 235U 3.6%

Параметр UF6, т/год 232U, % 233U, % 234U, % 235U, % 236U, %
Обогащение в каскаде 1: n = 38, f = 15,d1 = 38, d2 = 27, $\sum L $ = 5522 г/с
F1 100 1.5 × 10–7 3 × 10–7 1.6 × 10–2 0.85 0.35
D1 320 4 × 10–4 0.15
D2 80 5.4 × 10–3 0.711
P1 6.26 2.39 × 10–6 4.71 × 10–6 0.327 19.9 0.492
E 320 1.42 × 10–10 1.24 × 10–9 2.76 × 10–4 0.15 7.05 × 10–2
W1 173.74 6.19 × 10–11 6.24 × 10–10 1.6 × 10–4 0.1 5.39 × 10–2
Разделение в каскаде 2: n = 155, f = 35, $\sum L $ = 94 г/с
F2 6.26 2.39 × 10–6 4.71 × 10–6 0.327 19.9 0.492
P2 1.98 × 10–2 7.56 × 10–4 1.48 × 10–3 83.98 16.02 4.75 × 10–6
W2 6.24 5.72 × 10–10 3.17 × 10–8 6.17 × 10–2 19.912 0.493
Разбавление отвала каскада 2
R 120.93 2.98 × 10–2 3.6
P0 127.17 2.81 × 10–11 1.56 × 10–9 3.14 × 10–2 4.4 2.42 × 10–2

Концентрация четных изотопов урана в основном отборе первого каскада существенно меньше, чем в аналогичном каскаде без дополнительных питаний, и составляет, %: 232U 2.39 × 10–6, 234U 0.327, 236U 0.492. Наибольшее снижение в 11 раз характерно для 236U. Данный эффектдостигается увеличением суммарного потока питания каскада до 5522 г/с. Это объясняется значительными потоками дополнительных питаний. Следует отметить, что концентрация 232–236U монотонно возрастает от отвала каскада к основному отбору. Профиль потока питания по ступеням имеет максимум в ступени подачи основного питания.

На питании второго каскада принимали параметры основного отбора первого каскада. Число ступеней в каскаде 155, номер ступени подачи питания 35. В отвале каскада образуется концентрация 235U 19.912%. Концентрация четных изотопов урана в отвале равна, %: 232U 5.72 × 10–10, 234U 6.17 × 10–2, 236U 0.493. Для 232,234U это существенно меньше, чем в питании. Степень извлечения гексафторида урана в отвал составляет 99.7%. Поток питания изменяется по каскаду с максимумом в ступени подачи внешнего питания. Суммарный поток питания равен 94 г/c. Концентрация 232,233,234U монотонно возрастает к отбору каскада. Концентрация 234U в отборе составляет 83.98%. Зависимость концентрации 235U от номера ступени характеризуется наличием максимума 95.83% в отвале 53-й ступени. Содержание 235U в отборе уменьшается до 16.02%. Концентрация 236U имеет небольшой максимум 0.695% в отборе 11-й ступени.

Отвал второго каскада можно разбавить потоком дополнительного отбора первого каскада до концентрации 235U 4.4%. Разбавленный отвал по 232,234U соответствует требованиям спецификации ASTM C996–20 для обогащенного промышленного гексафторида урана. Концентрация 236U достаточно низкая 0.16%. Разбавитель в виде низкообогащенного гексафторида урана с концентрацией 235U 3.6% и 234U 2.98 × 10–2% обеспечивает выполнение указанных требований по всем четным изотопам урана. Их содержание в 127.17 т/год продукта с концентрацией 235U 4.4% составляет, %: 232U 2.81 × 10–11, 234U 3.14 × 10–2, 236U 0.024.

Для производства 120.93 т/год разбавителя в каскаде с концентрацией 235U в отвале 0.1% требуется 692.75 т/год природного гексафторида урана. Суммарный поток питания такого каскада равен 2065 г/с. С учетом 80 т/год на питании первого каскада общий расход природного гексафторида урана составляет 772.75 т/год. Из них можно наработать в каскаде 109.8 т/год продукта, обогащенного по 235U до 4.4%, при концентрации отвала 0.1%. Следовательно, рассмотренная схема двух каскадов позволяет дополнительно образовать путем переработки 100 т/год регенерированного гексафторида урана 17.37 т/год обогащенного промышленного. Для производства аналогичного продукта потребовалось бы 123.3 т/год природного гексафторида урана.

ОБОГАЩЕНИЕ РЕГЕНЕРИРОВАННОГО ГЕКСАФТОРИДА УРАНА С РАЗБАВЛЕНИЕМ НИЗКООБОГАЩЕННЫМ УРАНОМ СКОНЦЕНТРАЦИЕЙ 235U 2.7%

В табл. 2 приведены расчеты второго варианта схемы. Число ступеней, номера ступеней подачи питаний, концентрацию 235U во внешних потоках и содержание изотопов в питаниях первого каскада задавали так же, как в первом варианте схемы. На питаниях этого каскада приняли 100, 590 и 240 т/год регенерированного, отвального и природного гексафторида урана соответственно. Концентрация четных изотопов урана в основном отборе меньше, чем в первом варианте схемы и составляет, %: 232U 1.34 × 10–6, 234U 0.267, 236U 0.245. Значительное увеличение потоков отвального и природного гексафторида урана на дополнительных питаниях привело к возрастанию суммарного потока питания до 10473 г/с. Число ступеней во втором каскаде 155, номер ступени подачи питания 33. В отвале каскада образуется концентрация 235U 19.906%. Концентрация четных изотопов урана в отвале равна, %: 232U 5.15 × 10–10, 234U 5.53 × 10–2, 236U 0.246. Суммарный поток питания составляет 157 г/с. Характер изменения концентрации 232–236U и потока питания по ступеням в каскадах не изменился по сравнению с первым вариантом. Исключение составляет первый каскад, для которого характерны два максимума потока питания рядом со ступенями подачи дополнительных питаний.

Таблица 2.  

Параметры каскадов с обогащением регенерированного гексафторида урана и разбавлением низкообогащенным ураном с концентрацией 235U 2.7%

Параметр UF6, т/год 232U, % 233U, % 234U, % 235U, % 236U, %
Обогащение в каскаде 1: n = 38, f = 15,d1 = 38, d2 = 27, $\sum L $ = 10 473 г/с
F1 100 1.5 × 10–7 3 × 10–7 1.6 × 10–2 0.85 0.35
D1 590 4 × 10–4 0.15
D2 240 5.4 × 10–3 0.711
P1 11.19 1.34 × 10–6 2.64 × 10–6 0.267 19.9 0.245
E 590 7.65 × 10–11 5.53 × 10–10 1.89 × 10–4 0.15  3.83 × 10–2
W1 328.81 3.33 × 10–11 2.78 × 10–10 1.09 × 10–4 0.1  2.93 × 10–2
Разделение в каскаде 2: n = 155, f = 33, $\sum L $ = 157 г/с
F2 11.19 1.34 × 10–6 2.64 × 10–6 0.267 19.9 0.245
P2 2.87 × 10–2 5.21 × 10–4 1.02 × 10–3 82.48 17.52  2.19 × 10–6
W2 11.16 5.15 × 10–10 2.37 × 10–8 5.53 × 10–2 19.906  0.246
Разбавление отвала каскада 2
R 101.84 2.22 × 10–2 2.7
P0 113.01 5.09 × 10–11 2.34 × 10–9 2.55 × 10–2 4.4 2.43 × 10–2

Отвал второго каскада эффективно разбавляется низкообогащенным гексафторидом урана с концентрацией 235U 2.7% и 234U 2.22 × 10–2%. Разбавленный отвал по 232,234,236U соответствует требованиям спецификации ASTM C996–20 для обогащенного промышленного гексафторида урана. Содержание четных изотопов урана в 113.01 т/год продукта с концентрацией 235U 4.4% составляет, %: 232U 5.09 × 10–11, 234U 2.55 × 10–2, 236U 0.024. Для производства 101.84 т/год разбавителя в каскаде с концентрацией 235U в отвале 0.1% требуется 433.36 т/год природного гексафторида урана. Суммарный поток питания такого каскада равен 1146 г/с. С учетом 240 т/год на питании первого каскада общий расход природного гексафторида урана составляет 673.36 т/год. Из них можно наработать в каскаде 95.68 т/год продукта, обогащенного по 235U до 4.4%, при концентрации отвала 0.1%. Таким образом, производство обогащенного промышленного гексафторида урана из регенерированного составляет 17.33 т/год.

ОБОГАЩЕНИЕ РЕГЕНЕРИРОВАННОГО ГЕКСАФТОРИДА УРАНА С РАЗБАВЛЕНИЕМ ПРИРОДНЫМ УРАНОМ С КОНЦЕНТРАЦИЕЙ 235U 0.711%

В табл. 3 приведены расчеты третьего варианта схемы. Увеличение потоков отвального и природного гексафторида урана до 1100 и 500 т/год соответственно на питаниях первого каскада позволяет еще больше снизить концентрацию четных изотопов урана. В основном отборе каскада, аналогичном первым двум вариантам, концентрация четных изотопов урана составляет, %: 232U 7.78 × 10–7, 234U 0.236, 236U 0.129. Суммарный поток питания равен 19445 г/с. Во втором каскаде число ступеней 155, номер ступени подачи питания 31. В отвале каскада образуется концентрация 235U 19.904%. Концентрация четных изотопов урана в отвале равна, %: 232U 4.83 × 10–10, 234U 5.39 × 10–2, 236U 0.129. Суммарный поток питания составляет 253 г/с. Характер изменения концентрации 232–236U и потока питания по ступеням в каскадах не изменился по сравнению с вторым вариантом схесравнению с вторым вариантом схемы.

Таблица 3.  

Параметры каскадов с обогащением регенерированного гексафторида урана и разбавлением природным сырьем с концентрацией 235U 0.711

Параметр UF6, т/год 232U, % 233U, % 234U, % 235U, % 236U, %
Обогащение в каскаде 1: n = 38, f = 15,d1 = 38, d2 = 27, $\sum L $ = 19445 г/с
F1 100 1.5 × 10–7 3 × 10–7 1.6 × 10–2 0.85 0.35
D1 1100 4 × 10–4 0.15
D2 500 5.4 × 10–3 0.711
P1 19.22 7.78 × 10–7 1.54 × 10–6 0.236 19.9 0.129
E 1100 4.21 × 10–11 3.06 × 10–10 1.42 × 10–4 0.15  2.11 × 10–2
W1 580.72 1.83 × 10–11 1.54 × 10–10 8.21 × 10–5 0.1  1.61 × 10–2
Разделение в каскаде 2: n = 155, f = 30, $\sum L $ = 312 г/с
F2 19.22 7.78 × 10–7 1.54 × 10–6 0.236 19.9 0.129
P2 4.27 × 10–2 3.5 × 10–4 6.85 × 10–4 82.09 17.91  9.96 × 10–7
W2 19.17 4.83 × 10–10 1.83 × 10–8 5.39 × 10–2 19.904  0.129
Разбавление отвала каскада 2
R 80.59 5.4 × 10–3 0.711
P0 99.76 9.28 × 10–11 3.53 × 10–9 1.47 × 10–2 4.4 2.49 × 10–2

Отвал второго каскада можно разбавить природным гексафторидом урана. Разбавленный отвал по 232,234,236U соответствует требованиям спецификации ASTM C996–20 для обогащенного промышленного гексафторида урана. Содержание четных изотопов урана в 99.76 т/год продукта с концентрацией 235U 4.4% составляет, %: 232U 9.28 × 10–11, 234U 1.47 × 10–2, 236U 0.025. Общий расход природного гексафторида урана равен 580.59 т/год. Из них можно произвести в каскаде 82.5 т/год продукта, обогащенного по 235U до 4.4%, при концентрации 235U в отвале 0.1%. Следовательно, производство обогащенного промышленного гексафторида из регенерированного составляет 17.26 т/год.

Рассмотренные примеры показывают, что переход к разбавителю с меньшей концентрацией 235U снижает расход природного гексафторида урана. Однако возрастает число разделительных элементов, характеризуемое суммарным потоком питания. Следует отметить, что высокоактивный отбор второго каскада схемы необходимо разбавлять до ядерно безопасной смеси с концентрацией 235U менее 1%. Для этой цели подходит отвальный гексафторид урана с низкой концентрацией 235U 0.1% из первого каскада схемы. После разбавления данный продукт следует отправить на долговременное хранение.

Рис. 1.

Схема потоков системы двух каскадов (Fi, Pi – потоки основного питания и отбора i-го каскада, Di, E – потоки дополнительного питания и отбора; Wi – потоки отвала i-го каскада, R – разбавитель, P0 – поток продукта).

ЗАКЛЮЧЕНИЕ

Многопоточная двухкаскадная схема существенно снижает концентрацию 232,234,236U в обогащенном регенерированном гексафториде урана. Ее эффективность обусловлена использованием отвального, природного и низкообогащенного гексафторида урана на отдельных стадиях процесса. Продукт, образованный после разбавления отвала второго каскада, удовлетворяет требованиям ASTM C996–20, установленным для обогащенного промышленного гексафторида урана.

ОБОЗНАЧЕНИЯ

 $С_{4}^{E}$ заданная концентрация 235U в дополнительном отборе, %
 $C_{{4,s}}^{'}$ концентрация 235U в отборе ступени с номером s, %
 D1 поток отвального гексафторида урана на дополнительном питании первого каскада, т/год
D2 поток природного гексафторида урана на дополнительном питании первого каскада, т/год
d1 номер ступеней подачи первого дополнительного питания
d2  номер ступеней подачи второго дополнительного питания
E поток дополнительного отбора первого каскада, т/год
 F1 поток регенерированного гексафторида урана на основном питании первого каскада, т/год
F2 поток питания второго каскада, т/год
 f номер ступени подачи основного питания
n количество ступеней в каскаде, шт.
P0 поток очищенного продукта, т/год
P1 поток основного отбора первого каскада, т/год
P2 поток отбора второго каскада, т/год
q полные коэффициенты разделения ступеней
R поток разбавителя, т/год
s номер рассматриваемой ступени каскада
W1 поток отвала первого каскада, т/год
W2 поток отвала второго каскада, т/год
 $\sum L $ суммарный поток питания ступеней, т/год
 ${{\sigma }_{i}}$ отношение коэффициента обогащения изотопных компонентов по отвалу и отбору ступеней
ИНДЕКСЫ
i,s номера рассматриваемых ступеней каскада

Список литературы

  1. Водолазских В.В., Козлов В.А., Мазин В.И. и др. Способ изотопного восстановления регенерированного урана. Пат. 2282904 РФ. 2006.

  2. Мазин В.И., Водолазских В.В., Журин В.А. и др. Способ изотопного восстановления регенерированного урана. Пат. 2497210 РФ. 2013.

  3. Палкин В.А. Разделение изотопов урана в каскаде с промежуточным отбором // Перспективные материалы. 2010. № 8. С. 11.

  4. Smirnov A.Yu., Sulaberidze G.A. Enrichment of Regenerated Uranium with Simultaneous Dilution of 232–236U by Raw and Waste Uranium // Atomic Energy. 2014. V. 117. № 1. P. 44. [Смирнов А.Ю., Сулаберидзе Г.А. Обогащение регенерированного урана с одновременным разбавлением 232–236U природным сырьем и отвальным ураном // Атомная энергия, 2014. Т. 117. № 1. С. 36.]

  5. Бобров Е.А., Гурин А.В., Теплов П.С. Расчетно-аналитическое моделирование изотопного состава свежего топлива для РУ типа ВВЭР на основе регенерированного урана в рамках программного комплекса STEM- ES для проведения сценарных исследований развития ЯЭ // Вопросы атомной науки и техники, серия: Физика ядерных реакторов. 2019. № 5. С. 31.

  6. Smirnov A.Yu., Sulaberidze G.A., Dudnikov A.A., Nevinitsa V.A. Enrichment of Regenerated Uranium in a Gas Centrifuge Cascade with Simultaneous Dilution of 232–236U by Waste and Low-Enrichment Uranium // Atomic Energy. 2017. V. 122. № 5. P. 353. [Смирнов А.Ю., Сулаберидзе Г.А., Дудников А.А., Невиница В.А. Обогащение регенерированного урана в каскаде газовых центрифуг с одновременным разбавлением 232–236U отвальным и низкообогащенным ураном // Атомная энергия. 2017. Т. 125. № 5. С. 287.]

  7. Smirnov A.Yu., Gusev V.E., Sulaberidze G.A., Nevinitsa V.A. A Method to enrich reprocessed uranium with various initial contents of even-numbered isotopes // AIP Conf. Proc., 2019. V. 2101. P. 020006.

  8. Management of High Enriched Uranium for Peaceful Purposes. Status and Trends // Vienna: IAEA. 2005.

  9. Palkin V.A. Multistream Cascades for Separation of Multicomponent Isotopic Mixtures // Atomic Energy. 2015. V. 119. № 2. P. 125. [Палкин В.А. Многопоточные каскады для разделения многокомпонентных изотопных смесей // Атомная энергия. 2015. Т. 119. № 2. С. 101.]

  10. Palkin V.A. Dual-Cascade Scheme with Additional Feed and Product Streams for Purification of Regenerated Uranium Hexafluoride from 232, 234, 236U // Atomic Energy. 2021. V. 129. № 5. P. 290. [Палкин В.А. Двухкаскадная схема с дополнительным питанием и отбором для очистки регенерированного гексафторида урана от 232, 234, 236U // Атомная энергия, 2020. Т. 129. № 5. С. 281.]

  11. Сазыкин А.А. Термодинамический подход к разделению изотопов // Изотопы: свойства, получение, применение. М.: ИздАТ, 2000. С. 72.

Дополнительные материалы отсутствуют.