Переработки пластических

Плутоний, используемый для производства ядерного оружия, получают из отработавшего топлива Ядерного реактора. Это впервые было сделано около 40 лет назад, и очень трудно понять, почему те же самые процессы не могут успешно ^применяться для переработки отработавшего'топлива энергетических ядерных реакторов.'Пехнология извлечения плутония и урана из отработавшего топлива (применяемая в военных целях) получила название пьюрекс-про'цесс.

Завод в Вест-Валли вышел из строя из-за механических поломок. Надо отметить, что во время строительства этого завода еще не было опыта переработки отработавшего топлива энергетических реакторов и нельзя было предвидеть некоторые из вышеперечисленных проблем. С другой стороны, этот завод на 60 % был загружен переработкой отработавшего топлива реакторов, используемых для военных

Некоторые виды излучений, которые в природе не встречаются и обязаны своим происхождением деятельности человека, представляют интерес, поскольку оказывают воздействие на биологические объекты. Например, продукты деления урана и плутония, которые содержатся в высокорадиоактивных отходах переработки отработавшего реакторного топлива или в выпадениях после испытаний ядерного оружия, могут оказывать значительное воздействие на биологические системы, так как обладают радиоактивностью и по своим химическим свойствам ничем не отличаются от стабильных изотопов тех же элементов, входящих в состав этих систем.

случае совокупное общее потребление природного урана в мире к 2020 г. составило бы 5,23 млн. т, что сопоставимо с вариантом развития усовершенствованных тепловых реакторов с однократным топливным циклом. Эти результаты основаны на предположении, что примерно !/з экономии урана получается за счет переработки отработавшего топлива тепловых реакторов.

представляется, что действующих и планируемых к вводу мощностей обогатительного производства достаточно до 1990 г. (рис. 6). Все расчеты авторов по объему разделительной работы основаны на предположении, что при современном уровне цен на уран и ядерное горючее содержание урана в отвалах обогатительного производства на уровне 0,2% С;удет экономически оправданным. Исследование возможности более эффективного использования урана путем снижения концентрации урана в отвалах обогатительного производства и переработки отработавшего топлива из твэлов привело к заключению, что такой путь является наи-

Авторы данного исследования также не пришли к определенному мнению по этому вопросу, поскольку оценки будущей стоимости имеют весьма разноречивый характер. Вероятно, развитие технологии переработки отработавшего в реакторе LWR топлива только с экономической точки зрения не оправдано. Однако, если в какой-либо стране принимается решение о необходимости развивать переработку радиоактивных отходов или подготовку к программе создания реакторов БН, переработка отработавшего на тепловых реакторах топлива может дать большой экономический эффект. Если будущее усовершенствование реакторов LWR приведет к росту коэффициента воспроизводства плутония и глубины выгорания урана, экономическая привлекательность такого замкнутого топливного цикла с реакторами на тепловых нейтронах значительно увеличится.

При относительной дешевизне урана коэффициент его использования за одну кампанию в реакторе еще низок. Из 18-1012 ккал, заключенных в 1 m топлива, только 54-109 ккал выделяются в реакторе, что эквивалентно приблизительно 7700 тыс. m условного топлива. При этом может быть использовано тепло, эквивалентное ~10,50 млн. m условного топлива после переработки отработавшего урана. После каждой кампании уран должен подвергаться регенерации. Сложность хранения и транспортировки для переработки загрязненного радиоактивными веществами урана, отработавшего кампанию в реакторе, сложность регенерации и наличие достаточно больших масс, находящихся в обращении (около 300 m в год на каждый миллион установленных киловатт), заставляют желать увеличивать тепловую экономичность станции. Это нужно для сокращения расходов тепла и для сокращения кругооборота значительных весовых количеств урана, что может повысить значение топливной составляющей расходов для ядерных станций.

При изложении экономических вопросов встретились трудности в представлении стоимостных данных. Это касается роста удельных капиталовложений, цен на природный уран, на услуги по его обогащению, прогнозов стоимости химической переработки отработавшего топлива и захоронения радиоактивных отходов и др.

При рецикле урана и плутония существенно снижаются потребности в природном уране и в мощностях по обогащению урана для реакторов на тепловых нейтронах, доминирующих в настоящее время в развивающейся ядерной энергетике. Однако в этом случае экономически допустима некоторая задержка в сроках практической реализации рецикла из-за отставания в сооружении радиохимических заводов и особенно в решении весьма сложных проблем удаления и захоронения радиоактивных отходов. Но пока нет переработки отработавшего топлива, нет и рецикла урана и плутония. Это значит, что реакторы на тепловых нейтронах могут питаться только свежим топливом, полученным из добытого из недр природного урана, а отработавшее топливо будет находиться в специальных бассейнах или на складах. Эффективное использование ядерного топлива, снижение потребностей в природном уране, безусловно, требуют создания предприятий по химической переработке топлива, отработавшего в реакторах на тепловых и быстрых нейтронах, и обеспечения рецикла урана и плутония в ядерной энергетике.

В настоящее время радиохимическая переработка отработавшего на АЭС с реакторами на тепловых нейтронах топлива проводится лишь в нескольких капиталистических странах и не в полном объеме. Поэтому отработавшее топливо продолжает накапливаться в бассейнах выдержки на АЭС или в долговременных складах-хранилищах во все возрастающих количествах. За исключением Франции и Великобритании, радиохимическая переработка отработавшего топлива осуществляется в Японии, ФРГ, Бельгии, Индии и других странах на предприятиях небольшой мощности. В США радиохимические заводы, предназначенные для переработки отработавшего ядерного топлива, законсервированы. Промышленная технология радиохимической переработки отработавшего топлива в большинстве развитых стран проходит еще стадию экспериментального изучения, технического совершенствования и накопления опыта.

Рис. 5.5. Цена химической переработки отработавшего ядерного топлива на французских заводах в постоянном стоимостном выражении (без учета инфляции)

Литьем под давлением получают детали сложной конфигурации с различными толщинами стенок, ребрами жесткости, с резьбами и т. д. Применяют литейные машины, позволяющие механизировать и автоматизировать процесс получения деталей. Производительность процесса литья в 20—40 раз выше производительности прессования, поэтому литье под давлением является одним из основных способов переработки пластических масс в детали. Качество отливаемых деталей зависит от температур пресс-формы и расплава, давления прессования, продолжительности выдержки под давлением и т. д.

21. 3 автор одний В. К. Механизация и автоматизация переработки пластических масс. М., «Машиностроение», 1964, 487 стр.

29. К о з у л и н Н. А., Шапиро А. Я-, Г а в у р и н а Р, К. Оборудование для производства и переработки пластических масс. Л., «Химия», Ленинградское отделение, 1967, 788 стр.

Основными способами переработки пластических масс являются: прессование (прямое и литьевое); литье под давлением — инжекционное прессование, экструзия, шприцевание, формование из листов (формование штампованием, пневмоформование, вакуумное формование); формование крупногабаритных изделий из слоистых пластиков (контактное, вакуумное, автоклавное формование, формование способом пресскамеры, изготовление изделий намоткой); сварка, механическая обработка.

Выбор того или иного метода переработки пластиков в значительной мере определяет физико-механические, диэлектрические и другие свойства изделия и, в свою очередь, зависит от того, является ли полимер, используемый в качестве связующего, термопластичным или термореактивным. В процессе переработки пластических масс в результате физико-химических процессов происходит переход из вязко-текучего состояния в твердое, структурирование и ориентация полимера и ряд других изменений.

Литьем под давлением получают детали сложной конфигурации с различными толщинами стенок, ребрами жесткости, с резьбами и т.д. Применяют литейные машины, позволяющие механизировать и автоматизировать процесс получения деталей. Производительность процесса литья в 20 ... 40 раз выше производительности прессования, поэтому литье под давлением является одним из основных способов переработки пластических масс в детали. Качество отливаемых деталей зависит от температур пресс-формы и расплава, давления прессования, продолжительности выдержки под давлением и т.д.

Прессование является одной из самых распространенных операций в технологии переработки пластических масс. Если рассматривать прессование только порошковых дисперсных материалов, то можно констатировать, что используются два его вида: 1) прямое (компрессионное) прессование пресс — порошков в изделия; 2) таблетирование с целью облегчения операций дозирования и предварительного подогрева материала перед прессованием изделий.

В определенной мере указанием на соответствие го — строенного ряда прессуемости практическим данным является и то обстоятельство, что порошки фенопласта, аминопласта, фторопласта — 4 в соответствии с их местом в ряду могут быть отнесены к легко прессуемым материалам. На практике, в технологии переработки пластических масс, для них наиболее часто применяется метод прямого прессования [115].

Рис. 7.1.7. Вальцы для переработки пластических масс

10. Бортников В.Г. Основы технологии переработки пластических масс. Л.: Химия, 1983.304 с.

13. Гурвич С.Г., Ильяшенко Г.А., Мочман Ш.Е. Расчет и конструирование машин для переработки пластических материалов. М.: Машиностроение, 1970. 295 с.