Спосіб утилізації металевих деталей, які радіоактивно заражені ураном

1. Способ утилизации металлических деталей, радиоактивно зараженных ураном, причем металлические детали расплавляют так, что образуется расплав и шлак, и причем к металлическим деталям и/или расплаву, и/или еще не застывшему шлаку добавляют обедненный ураном 39139 ные изотопы элементов вытесняются из расплава и собираются в шлаки. Недостатком известного способа является то, что до сих пор было обычно, добавлять неактивные изотопы находящихся в расплаве радиоактивных элементов, в частности обедненного ураном U 235 уран в виде UO2 или U3O8. Эти окислы имелись в наличии в виде порошков. Такой порошок однако согласно опыту трудно однородно распределить по определенной поверхности или в определенном объеме, поскольку он склонен к образованию комков. На практике это означает, что мелкий порошок не распределяется однородно в расплаве или шлаке, или для достижения однородного распределения нужны значительные технические затраты. Следовательно, может получиться, что шлаковая проба не имеет желаемого низкого содержания изотопа U 235. Кроме того при добавлении этого порошка пыль попадает в воздух окружающего пространства. Тогда для защиты персонала пыль должна удаляться фильтрами. В основу заявляемого изобретения поставлена задача, создать способ утилизации металлических деталей, радиоактивно зараженных ураном, в котором, путем добавления к металлическим деталям и/или расплаву и/или еще не застывшему шлаку обедненного ураном U235 урана, возможно обеспечить надежное и полное ренатурирование урана так, что с образующимся шлаком затем можно просто обращаться и устранять его. Поставленная задача решается тем, что в способе утилизации металлических деталей, радиоактивно зараженных ураном, причем металлические детали расплавляют так, что образуется расплав и шлак, и причем к металлическим деталям и/или расплаву и/или еще не застывшему шлаку добавляют обедненный ураном U235 уран, согласно изобретению, обедненный ураном U 235 уран примешивают в форме уранового стекла, и что урановое стекло имеет форму песка и/или гранул и/или стержней и/или кусков. Кроме того урановое стекло при температуре плавления металла металлических деталей является жидкотекучим стеклом. Это приводит к еще лучшему однородному распределению добавленного урана. Например, добавляют урановое стекло типа окиси щелочного металла /SiO2/UO2. Подобное стекло может содержать 50 % урана. Окись щелочного металла может быть, например, Na2O. Например, добавляют урановое стекло, уран которого имеет содержание изотопа урана U 235 в уране менее 0,7% масс., например, порядка 0,2 % масс. Тогда при достаточной добавке достигают содержания изотопа урана U 235 в шлаке, которое преимущественным образом является настолько малым, что шлак может устраняться без проблем. В случае, если, например, содержание изотопа урана U 235 в уране, который вызвал заражение, составляет 3,1 % масс., то с урановым стеклом, в котором содержание изотопа урана U 235 составляет 0,2 % масс., достигается содержание изотопа урана U 235 в шлаке меньше, чем 0,7 % масс. Например, добавляют урановое стекло, которое содержит урана менее 50% масс. В частнос ти, урановое стекло содержит меньше 40% масс., например, между 5 % и 15 % масс. урана. Плотность уранового стекла тем меньше, чем меньше содержание урана в стекле. В случае, если содержание урана в урановом стекле значительно меньше 50% масс., образуется содержащий уран шлак, плотность которого явно меньше, чем плотность содержащего железо расплава. За счет этого шлак плавает на расплаве и может быть особенно легко отделен от расплава, например, счерпан. Плотность уранового стекла с содержанием урана, например, 10 % масс., составляет 3,5 г/см3. При содержании урана, например, равном 50 % масс., плотность уранового стекла составляет 7,7 г/см3. Плотность железа равна примерно 7,8 г/см3. Добавление в ходе отдельной операции обедненного ураном U 235 урана в виде уранового стекла, имеющего форму (крупного) песка, гранул, стержней и/или кусков является экономически выгодным и надежным способом дезактивации радиоактивно зараженных деталей. За счет добавления уранового стекла достигается преимущество, что обедненный ураном U 235 уран во время процесса дезактивации плавлением может однородно смешиваться с ураном, который вызвал заражение. Такое же преимущество достигается, если урановое стекло, которое содержит обедненный ураном U 235 уран, добавляют к еще не обработанному металлическому лому, и/или к расплаву и/или к еще жидкому шлаку, когда он уже отделен от остального расплава. За счет однородного перемешивания и связывания урана из уранового стекла достигается преимущество, что изотопный состав урана в шлаке также является однородным. В шлаке не может быть никаких зон, которые имеют слишком высокую концентрацию урана U 235. Следовательно весь шлак, поскольку его содержание урана относительно изотопного состава соответствует природному урану, не должен обрабатываться как содержащие ядерное топливо отходы. Предпочтительно со шлаком затем можно просто обращаться и устранять его. Кроме того, добавление обедненного урана в форме крупнозернистого сыпучего материала исключает нагрузку урановой пылью на персонал. Подобный сыпучий материал можно изготавливать простыми известными способами и хранить в запасе. Если обедненный уран создан в виде уранового стекла, то при транспортировке и связанной с ней тряской и возникающем при этом взаимном трении частиц не образуется нежелательный порошок. Ниже на примере поясняется, сколько уранового стекла требуется для способа согласно изобретения. При дезактивации плавлением зараженных металлических деталей образовалось 55,4 кг шлака, который содержит 69,25 г урана U 238 и 2,21 г урана U 235. Это соответствует содержанию изотопа урана U 235 в 3,09 %. Для ренатурализации содержание изотопа урана U 235 должно быть уменьшено с 3,09 % до 0,5 %. Это содержание лежит ниже содержания изотопа урана U 235 природного урана. Для достижения желаемого снижения используют обедненный 2 39139 или разобогащенный ураном U 235 уран. Содержание изотопа урана U 235 в этом обедненном уране составляет, например, 0,2 % масс. Необходимо 620 г такого обедненного урана, чтобы получить шлак с содержанием изотопа урана U 235 в 0,5 % масс. В способе согласно изобретения обедненный уран добавляют в виде уранового стекла. Это урановое стекло содержит, например, 10 % масс. урана, содержание изотопа урана U 235 в котором равно 0,2 % масс. Тогда предпочтительным образом необходимо всего 6,2 кг стекла, чтобы понизить содержание изотопа урана U 235 в 55,4 кг шлака настолько, чтобы со шлаком можно было легко работать и хранить и устранять простыми средствами. Тираж 50 екз. Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м. Ужгород, вул. Гагаріна, 101 (03122) 3 – 72 – 89 (03122) 2 – 57 – 03 3