* Данный текст распознан в автоматическом режиме, поэтому может содержать ошибки

514 Глава 21 Обычно содержание плутония в облученном уране составляет всего несколько граммов на тонну. Кроме того, на детали процесса влияют режим ядерной реакции получения плутония и состав окружающих его материа­ лов, неодинаковый во многих существующих типах реакторов и в реакторах разнообразных конструкций, находящихся на различных стадиях проекти­ рования и сооружения. Несмотря на эти очевидные затруднения, разработан ряд удовлетвори­ тельных способов отделения и извлечения плутония. По примерной клас­ сификации к этим методам относятся: 1) осаждение; 2) экстракция органи­ ческими растворителями; 3) ионный обмен и 4) пирометаллургия. Выбор ме­ тода или комбинации методов о значительной степени определяется эконо­ мическими соображениями. Так, для относительно небольших операций может оказаться пригодным метод ионного обмена, а для экономичного установившегося производства плутония в крупных масштабах может по­ требоваться экстракция органическими растворителями. Для переработки сильно облученного горючего будущих реакторов с большой плотностью энергии, вероятно, потребуются [113] пирометаллургические методы. Обычно химические методы разделения основаны на том, что плуто­ ний существует в нескольких степенях окисления [101]. Например, плутоний(\Ч) гораздо менее устойчив, чем ypaH(VI), но плутоний(Ш) более устойчив, чем уран(Ш). Таким образом, можно приготовить растворы, в которых уран(У1) присутствует вместе с плутонием(1П) или (IV). В этом случае осуществить разделение довольно легко. Отделение продуктов деле­ ния также основано на О Т Л И Ч И И ИХ СВОЙСТВ О Т СВОЙСТВ плутония в той или иной степени окисления. Ридберг н Силлен 1166] приводят многочис­ ленные данные о выделении плутония процессами окисления — восстанов­ ления и описали ряд комбинаций отдельных операций разделения. Первоначальная стадия извлечения плутония — это период охлажде­ ния, которое заключается в хранении облученных тепловыделяющих эле­ ментов в течение двух-четырех месяцев под водой, чтобы уменьшилась активность продуктов деления (главным образом ксенона-133 и иода-131) и прошло достаточное время для распада изотопа урана-237 до нептуиия-237 и достаточно полного превращения нептуния-239 в плутоиий-239. Процессы осаждения Метод с применением фосфата висмута. Это — старейший метод извле­ чения плутония из облученного природного урана. Наиболее важный при­ мер висмутфосфатного метода — процесс, в котором плутоний осаждается совместно с BiP0 и LaF , применяемыми в качестве носителей. Хотя в на­ стоящее время этот метод не применяется, кратко он будет рассмотрен, поскольку он имеет историческое значение и опыт, полученный при рабо­ те этим методом, применим к другим методам осаждения. Сиборг и сотр. [174, стр. 19—29; 1881 подробно описали идею и разработку этого про­ цесса. Облученный нейтронами уран растворяют в азотной кислоте и к полу­ ченному раствору приливают серную кислоту, которая образует комплексное соединение с ураном, препятствующее его осаждению. Затем плутоний(1У) осаждают совместно с BiP0 . Осадок растворяют в азотной кислоте, и плуTOHiift(IV) окисляется до плутония(У1), а образующийся осадок фосфата висмута удаляют. Оставшийся в растворе плутоиин(У1) восстанавливается до плутония(1\0, который снова осаждают с BiP0 , и цикл очистки по4 3 4 4