Rastvorenie oksidov aktinoidov v karbonatnykh rastvorakh

Cover Page

Cite item

Full Text

Open Access Open Access
Restricted Access Access granted
Restricted Access Subscription Access

Abstract

Стадия растворения уранового и смешанного уран-плутониевого оксидного отработавшего ядерного топлива является ключевой начальной стадией новой альтернативной гидрометаллургической технологии - КАРБЭКС-процесса. В работе рассмотрены карбонатные окислительные системы NaHCO3/Na2CO3-H2O2/2Na2CO3·3H2O2/М2S2O8, где M = Na+, K+ или NH4+, для растворения порошков оксидов актиноидов. Определены химические и физические факторы, определяющие скорость окислительного растворения порошков индивидуальных оксидов UO2, U3O8, PuO2 и NpO2 в карбонатных средах. Полученные результаты являются важными для разработки вариантов окислительного и сонохимического растворения высокопрокаленных кристаллических образцов оксидов урана, плутония и нептуния, а также отработавшего ядерного топлива в карбонатных средах. Ключевые слова: диоксид урана, октаоксид триурана, диоксид плутония, диоксид нептуния, окислительное растворение, карбонатные среды, пероксид водорода, персульфат

About the authors

N. M Chervyakov

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева;Озерский технологический институт Национального ядерного университета «МИФИ»

A. V Boyarintsev

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева;Озерский технологический институт Национального ядерного университета «МИФИ»

Email: aboyarincev@muctr.ru

G. V Kostikova

Институт физической химии и электрохимии им. А.Н. Фрумкина РАН

S. I Stepanov

Российский химико-технологический университет им. Д.И. Менделеева;Озерский технологический институт Национального ядерного университета «МИФИ»

References

  1. Asanuma N., Asano Yu., Tomiyasu H. // Proc. 5th Int. Conf. Recycling, Conditioning and Disposal (RECOD 98). Bern: ENS, 1998. P. 709-716.
  2. Goff G.S., Brodnax L.F., Cisneros M.R., Williamson K.S., Taw F.L., May I., Runde W. // AIChE Annual Meet. Conf. Proc. Salt Lake City: AIChE, 2007. 393c.
  3. Kim K.W., Chung D.Y., Yang H.B., Yang J.K., Lim E.H., Lee K.C., Song K.S. // Nucl. Technol. 2009. Vol. 166, N 2. P. 170-179.
  4. Stepanov S.I., Chekmarev A.M. // Dokl. Chem. 2008. Vol. 423, N 1. P. 276-278.
  5. Stepanov S.I., Boyarintsev A.V., Vazhenkov M.V., Myasoedov B.F., Nazarov E.O., Safiulina A.M., Tananaev I.G., Hen Vin So, Chekmarev A.M., Civadze A Yu. // Russ. J. Gen. Chem. 2011. Vol. 81, N 9. P. 1949-1959.
  6. Stepanov S.I., Boyarintsev A.V. // Nucl. Eng. Technol. 2022. Vol. 54, N. 7. P. 2339-2358.
  7. Peper S.M., Brodnax L.F., Field S.E., Zehnder R.A., Valdez S.N., Runde W.H. // J. Ind. Eng. Chem. Res. 2004. Vol. 43. P. 8188-8193.
  8. Smith S.C., Peper S.M., Douglas M., Ziegelgruber K.L., Finn E.C. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2009. Vol. 282. P. 617-621.
  9. Chung D.Y., Seo H.S., Lee J.W., Yang H.B., Lee E.H., Kim K.W. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2010. Vol. 284. P. 123-129.
  10. Goff G.S., Long K.M., Reilly S.D., Jarvinen G.D., Runde W.H. // 36th Actinide Separations Conf. Chattanooga
  11. Stepanov S.I., Boyarintsev A.V., Chekmarev A.M. // Dokl. Chem. 2009. Vol. 427, N 2. P. 202-206.
  12. Clark D., Hobart D., Neu M. // Chem. Rev. 1995. Vol. 95. P. 25-48.
  13. Goff G.S., Brodnax L.F., Cisneros M.R., Runde W.H. // AIChE Annual Meet. Conf. Proc. Salt Lake City: AIChE, 2007. 271e.
  14. Shilov V.P., Yusov A.B., Gogolev A.V., Fedoseev A.M. // Radiochemistry. 2005. Vol. 47, N 6. P. 558-562.
  15. Soderquist C.Z., Johsen A.M., McNamara B.K., Hanson B.D., Chenault J.W., Carson K.J., Peper S.M. // J. Ind. Eng. Chem. Res. 2011. Vol. 50. P. 1813-1818.
  16. Kim K.W., Lee J.W., Chung D.Y., Lee E.H., Kang K.H., Lee K.W., Song K.C., Yoo M.J., Park G.I., Moon J.K. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2012. Vol. 292. P. 909-916.
  17. Kim K.W., Hyun J.T., Lee E.H., Park G.I., Lee K.W., Yoo M.J., Song K.C., Moon J.K. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2011. Vol. 418. P. 93-97.
  18. Kweto B., Groot D.R., Stassen E., Suthiram J., Zeevaart J.R. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2014. Vol. 302. P. 131-137.
  19. Stassen L., Suthiram J. // J. Radioanal. Nucl. Chem. 2015. Vol. 305. P. 41-50.
  20. Stassen L., Suthiram J., Topkin J. // Annual Waste Management Symp. (WM2014). Arizona: Curran Associates, 2014. Paper № 14399.
  21. Lee E.H., Yang H.B., Lee K.Y., Kim K.W., Chung D.Y., Moon J.K. // J. Korean Radioact. Waste Soc. 2013. Vol. 11, N 2. P. 85-93.
  22. Lee E.H., Lee K.Y., Chung D.Y., Kim K.W., Lee K.W., Moon J.K. // J. Korean Radioact. Waste Soc. 2012. Vol. 10, N 2. P. 77-85.
  23. Soderquist C.Z., McNamara B.K., Oliver B.М. // J. Nucl. Mater. 2008. Vol. 378, N 3. P. 299-304.
  24. Steward S.A., Gray W.J. // Proc. 5th Annual Int. Conf. High Level Radioactive Waste Management. New York: ASCE, 1994.
  25. Steward S.A., Mones E.T. // MRS Online Proc. Library. 1996. Vol. 465. P. 557-564.
  26. Allen G.C., Tucker P.M., Tyler J.W. // J. Phys. Chem. 1982. Vol. 86. P. 224-230.
  27. Chervyakov N.M., Boyarintsev A.V., Andreev A.V., Stepanov S.I. // RAD Conf. Proc. 2021. Vol. 5. P. 68-74.
  28. Gotcu-Freis P. High Temperature Thermodynamic Studies on the Transuranium Oxides and Their Solid Solutions. Amsterdam: IOS, 2011. P. 180.
  29. Asanuma N., Harada M., Ikeda Y., Tomiyasu H. // J. Nucl. Sci. Technol. 2001. Vol. 38, N 10. P. 866-871.
  30. Pehrman R., Ammea M., Roth O., Ekeroth E., Jonsson M. // J. Nucl. Mater. 2010. Vol. 397, N 1-3. P. 128-131.
  31. Roth O. Redox chemistry in radiation induced dissolution of spent nuclear fuel: from elementary reactions to predictive modeling: Doctoral Thesis in Chemistry. Stockholm: KTH, 2008. P. 73.
  32. Buck E.C., Hanson B.D. McNamara B.K. // Geological Society, London, Special Publications. 2007. Vol. 236, N 1. P. 65-88.
  33. Kleykamp H. // J. Nucl. Mater. 1985. Vol. 131, N 2-3. P. 221-246.
  34. Thomas L.E., Beyer C.E., Chariot L.A. // J. Nucl. Mater. 1992. Vol. 188. P. 80-89.
  35. Марков В.К., Виноградов А.В., Елинсон С.В. Уран, методы его определения. М.: Атомиздат, 1960. 265 с.
  36. Marczenko Z., Balcerzak M. Analytical Spectroscopy Library. Vol. 10: Separation, Preconcentration, and Spectrophotometry in Inorganic Analysis. New York: Elsevier, 2000. P. 521.
  37. Бояринцев А.В. Окислительное растворение U3O8 в карбонатных растворах при переработке ОЯТ в КАРБЭКС-процессе: Дис.... к.х.н. М.: РХТУ им. Д.И. Менделеева, 2009. С. 169.
  38. Boyarintsev A.V., Stepanov S.I., Kostikova G.V., Zhilov V.I., Chekmarev A.M., Tsivadze A.Y. // Nucl. Eng. Technol. 2019. Vol. 51, N 7. P. 1799-1804.
  39. Hou C., He M., Fang H., Zhang M., Gao Y., Jiao C., He H. // 2023. Vol. 55, N 1. P. 63-70. https://doi.org/10.1016/j.net.2022.09.025.
  40. Clifford W.E., Bullwinkel E.P., McClaine L.A., Noble Jr.P. // J. Am. Chem. Soc. 1958. Vol. 80, N 12. P. 2959-2961.
  41. Nitsche H. // Inorg. Chim. Acta. 1987. Vol. 127. P. 121-128.
  42. Clark D.L., Hobart D.E., Neu M.P. // Chem. Rev. 1995. Vol. 95. P. 25-48.
  43. Nikonov M.V., Tananayev I.G., Myasoyedov B.F. // Radiochemistry. 2010. Vol. 52, N 1. P. 27-30.
  44. Поляков С.А., Вольф А.С., Костикова Г.В., Бояринцев А.В., Степанов С.И., Чекмарев А.М. // Успехи в химии и химической технологии. 2017. Т. 31, № 10. С. 73-75.
  45. Тананаев И.Г. Химическое поведение нептуния, плутония, америция в щелочных средах: Дис.... д.х.н. М.: ИФХЭ им. А.Н. Фрумкина РАН, 1998. С. 356.
  46. Jarvinen G.D., Runde W.H., Goff G.S. // Proc. Symp. Emerging Trends in Separation Science and Technology (SESTEC-2010). Mumbai: Bhabha Atomic Research Centre, 2010.
  47. Агранат Б.А., Дубровин М.Н., Хавский Н.Н., Эскин Г.И. Основы физики и техники ультразвука. М.: ВШ, 1987. 352 c.
  48. Nikonov M.V., Shilov V.P., Krot N.N. // Abstracts of Int. Conf. Actinides-89. Moscow: Nauka, 1989. P. 359.
  49. Никонов M.B., Шилов В.П. // Тез. докл. III Всесоюзн. конф. "Химия нептуния и плутония". Л.: Наука, 1987. С. 67.

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. JATS XML
Download

Copyright (c) 2023 Russian Academy of Sciences