PUREX
PUREX este un proces tehnologic de recuperare a uraniului și plutoniului din combustibilul nuclear uzat bazat pe extracția lichid-lichid . [1]
Acronimul înseamnă expresia engleză p lutonium și u ranium r ecparmi prin ex tracțiune , sau „recuperarea uraniului și plutoniului prin extracție”.
Combustibilul uzat - uraniu și plutoniu poluat de produsele fisiunilor lor - este dizolvat în acid azotic și soluția este filtrată, pentru a elimina particulele solide care rămân nerezolvate și care ar putea perturba extracția ulterioară, stabilizând posibila formare a unui ' emulsie .
Combustibilul este dizolvat pentru a se obține o soluție care, în funcție de gradul de ardere al combustibilului, conține aproximativ 250-300 g / L de uraniu, până la 3 g / L de plutoniu și până la 100 mg / L de neptuniu .
Acțiunea oxidantă a acidului azotic determină dezvoltarea vaporilor elementari de iod (I 2 ) și oxidarea plutoniului până la starea de oxidare +4, pentru care eficiența de extracție este maximă.
Prin tratarea cu o soluție de 30% de tributil fosfat (TBP) în kerosen , se extrag apoi uraniu și plutoniu, care trec în faza organică sub formă de ioni complexi metal-tributil fosfat, în timp ce celelalte elemente rămân în faza nitrică apoasă. . Eficiența extracției este favorizată de concentrații mari de acid azotic.
In timpul primei faze de extracție în fază migrate uraniu organic, neptuniu, plutoniu, a actinoids americium și curiului și o serie de produse de fisiune ( pământuri rare , ruteniu , zirconiu , niobiu , etc.). Pentru a crește puritatea în uraniu și plutoniu, faza organică este spălată ulterior cu soluții de acid azotic și azotat de amoniu ; în acest fel, uraniul și plutoniul rămân în faza organică, în timp ce o parte semnificativă a produselor de fisiune este eliminată.
Ulterior, se efectuează separarea uraniului și plutoniului. Planta este alcătuită din două zone, una în care are loc separarea propriu-zisă și următoarea în care plutoniul este spălat din uraniul nedespărțit. Separarea se realizează printr-o extracție cu o soluție apoasă de săruri de fier (II) sau uraniu (IV), care reduc plutoniul la starea de oxidare +3 prin îndepărtarea acestuia - împreună cu o parte din uraniu - din faza organică. Purificarea soluției de plutoniu are loc în a doua zonă, prin extracție cu altă soluție organică proaspătă care va fi combinată cu faza organică provenită din extracția anterioară.
Faza organică din care a fost extras plutoniul, care acum conține în principal complexul de uraniu, este apoi spălată cu acid azotic diluat; uraniul trece în faza apoasă, în timp ce faza organică începe să fie reciclată pentru a fi utilizată într-o nouă extracție.
Acest prim ciclu de separare este în general urmat de un al doilea (și în unele plante și un al treilea, numit rafinare) pentru a elimina în continuare urmele de produse de fisiune și plutoniu rezidual și de a crește puritatea uraniului recuperat (până la 10 ppm de plutoniu în uraniu). Operațiile sunt similare cu cele din primul ciclu.
Din cel de-al doilea (sau al treilea) ciclu de separare, se obțin soluții de azotat de uranil și azotat de plutoniu care sunt ulterior transformate în dioxid de uraniu și dioxid de plutoniu .
