RU2413020C1 - Procedure and device for production of molybdenum-99 - Google Patents
Procedure and device for production of molybdenum-99 Download PDFInfo
- Publication number
- RU2413020C1 RU2413020C1 RU2009144741A RU2009144741A RU2413020C1 RU 2413020 C1 RU2413020 C1 RU 2413020C1 RU 2009144741 A RU2009144741 A RU 2009144741A RU 2009144741 A RU2009144741 A RU 2009144741A RU 2413020 C1 RU2413020 C1 RU 2413020C1
- Authority
- RU
- Russia
- Prior art keywords
- fuel solution
- reactor
- solution
- nuclear
- fuel
- Prior art date
Links
Images
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
- G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
- G21G1/04—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators
- G21G1/06—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators by neutron irradiation
- G21G1/08—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes outside nuclear reactors or particle accelerators by neutron irradiation accompanied by nuclear fission
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B34/00—Obtaining refractory metals
- C22B34/30—Obtaining chromium, molybdenum or tungsten
- C22B34/34—Obtaining molybdenum
-
- C—CHEMISTRY; METALLURGY
- C22—METALLURGY; FERROUS OR NON-FERROUS ALLOYS; TREATMENT OF ALLOYS OR NON-FERROUS METALS
- C22B—PRODUCTION AND REFINING OF METALS; PRETREATMENT OF RAW MATERIALS
- C22B7/00—Working up raw materials other than ores, e.g. scrap, to produce non-ferrous metals and compounds thereof; Methods of a general interest or applied to the winning of more than two metals
- C22B7/006—Wet processes
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
- G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
- G21G1/001—Recovery of specific isotopes from irradiated targets
-
- G—PHYSICS
- G21—NUCLEAR PHYSICS; NUCLEAR ENGINEERING
- G21G—CONVERSION OF CHEMICAL ELEMENTS; RADIOACTIVE SOURCES
- G21G1/00—Arrangements for converting chemical elements by electromagnetic radiation, corpuscular radiation or particle bombardment, e.g. producing radioactive isotopes
- G21G1/001—Recovery of specific isotopes from irradiated targets
- G21G2001/0036—Molybdenum
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02P—CLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES IN THE PRODUCTION OR PROCESSING OF GOODS
- Y02P10/00—Technologies related to metal processing
- Y02P10/20—Recycling
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- General Chemical & Material Sciences (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Metallurgy (AREA)
- Organic Chemistry (AREA)
- Chemical Kinetics & Catalysis (AREA)
- Materials Engineering (AREA)
- Manufacturing & Machinery (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- High Energy & Nuclear Physics (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Environmental & Geological Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Geology (AREA)
- Plasma & Fusion (AREA)
- Solid-Sorbent Or Filter-Aiding Compositions (AREA)
- Structure Of Emergency Protection For Nuclear Reactors (AREA)
Abstract
Description
Изобретение относится к производству радионуклидов и может быть использовано для производства Мо-99.The invention relates to the production of radionuclides and can be used for the production of Mo-99.
Известен способ производства Мо-99 (Патент РФ на изобретение №2296712, 24.05.2005. Способ производства Мо-99 и устройство для его осуществления, Ермолов Н.А., Зродников А.В., Нерозин Н.А., Сметанин Э.Я., Хамьянов С.В.).A known method of production of Mo-99 (RF Patent for the invention No. 2296712, 05.24.2005. Method of production of Mo-99 and a device for its implementation, Ermolov N.A., Zrodnikov A.V., Nerozin N.A., Smetanin E. I., Khamyanov S.V.).
Способ заключается.в том, что через активную зону работающего растворного реактора с заполненной газообразной средой компенсационной камерой и сорбционную колонку прокачивают топливный раствор, после чего десорбируют Мо-99 с сорбционной колонки и очищают его от радионуклидных и химических примесей. Топливный раствор при прокачке выдерживают в аппарате для выдержки топливного раствора, состоящем из двух сообщающихся внизу сосудов, снабженных компенсационными камерами, находящимися выше переливного патрубка первого сообщающегося сосуда, соединенными между собой и с компенсационной камерой растворного реактора, и прокачивают через теплообменный аппарат для охлаждения до оптимальной температуры сорбции.The method consists in the fact that a fuel solution is pumped through the active zone of a working solution reactor with a gaseous medium filled with a compensation chamber and a sorption column, after which Mo-99 is desorbed from the sorption column and it is cleaned of radionuclide and chemical impurities. During pumping, the fuel solution is kept in the fuel solution holding apparatus, which consists of two vessels communicating at the bottom, equipped with compensation chambers located above the overflow port of the first communicating vessel, connected to each other and with the compensation chamber of the solution reactor, and pumped through the heat exchanger to cool to the optimum sorption temperatures.
Способ основан на непрерывном режиме наработки Мо-99, который предусматривает непрерывный отбор топливного раствора из активной зоны работающего реактора, прокачку отбираемого топливного раствора через сорбционную колонку и возврат в активную зону топливного раствора, очищенного сорбцией от Мо-99.The method is based on the continuous operating mode of Mo-99, which provides for the continuous selection of the fuel solution from the active zone of the working reactor, pumping the selected fuel solution through the sorption column and returning to the active zone of the fuel solution purified by sorption of Mo-99.
Недостаток способа заключается в дополнительной сложности при обеспечении ядерной безопасности работающего растворного реактора, связанной с необходимостью непрерывно отбирать топливный раствор из работающего реактора, выделять Мо-99 сорбцией из отбираемого топливного раствора, теряя при этом часть топлива, и возвращать очищенный от Мо-99 топливный раствор в работающий реактор.The disadvantage of this method is the additional complexity in ensuring the nuclear safety of a working solution reactor, associated with the need to continuously select a fuel solution from a working reactor, separate Mo-99 by sorption from the selected fuel solution, losing some of the fuel, and return the fuel solution purified from Mo-99 into a working reactor.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому способу является способ для производства и выделения Мо-99 [Патент США №5910971, 08.07.99. Способ и оборудование для производства и выделения Мо-99. Пономарев-Степной Н.Н., Павшук В.А., Бебих Г.Ф., Хвостионов В.Е., Трухляев П.С., Швецов И.К.].Closest to the technical nature of the claimed method is a method for the production and isolation of Mo-99 [US Patent No. 5910971, 07/08/99. Method and equipment for the production and separation of Mo-99. Ponomarev-Stepnoy N.N., Pavshuk V.A., Bebikh G.F., Khvostionov V.E., Trukhlyaev P.S., Shvetsov I.K.].
Способ включает:The method includes:
- вывод реактора на мощность 20-100 кВт и наработку продуктов деления в топливном растворе, включая Мо-99;- conclusion of the reactor to a power of 20-100 kW and the operating time of fission products in the fuel solution, including Mo-99;
- вывод реактора из работы и выдержку его в неработающем состоянии для распада короткоживущих радионуклидов, накопленных в топливном растворе за время работы реактора;- decommissioning the reactor and keeping it inoperative for the decay of short-lived radionuclides accumulated in the fuel solution during reactor operation;
- выкачивание топливного раствора из реактора, передачу откачиваемого топливного раствора на колонку, содержащую сорбент для сорбции Мо-99 и возврат очищенного от Мо-99 топливного раствора в реактор. Процесс продолжается пока существенная часть топливного раствора не будет пропущена через сорбент.- pumping out the fuel solution from the reactor, transferring the pumped out fuel solution to a column containing a sorbent for sorption of Mo-99 and returning the fuel solution purified from Mo-99 to the reactor. The process continues until a substantial part of the fuel solution is passed through the sorbent.
Способ основан на дискретном режиме наработки Мо-99.The method is based on a discrete operating time of the Mo-99.
Реактор может работать от нескольких часов до недели. За это время продукты деления, включая Мо-99, накапливаются в топливном растворе в определенном количестве.The reactor can operate from several hours to a week. During this time, fission products, including Mo-99, accumulate in a fuel solution in a certain amount.
После периода работы реактор останавливают и держат в подкритическом состоянии, чтобы снизить общую активность продуктов деления в топливном растворе и охладить реактор. Длительность выдержки может меняться от 15 минут до нескольких суток.After a period of operation, the reactor is stopped and kept in a subcritical state to reduce the overall activity of fission products in the fuel solution and cool the reactor. The exposure time can vary from 15 minutes to several days.
Обычно реактор запускают на пять дней, дают остыть в течение одних суток, а Мо-99 выделяют на седьмой день.Typically, the reactor is started for five days, allowed to cool for one day, and Mo-99 is isolated on the seventh day.
Недостаток способа заключается в том, чтоThe disadvantage of this method is that
- очищенный от Мо-99 топливный раствор при возвращении в ядерный реактор частично смешивается в нем с неочищенным топливным раствором. Поэтому через сорбционную колонку пропускают не весь топливный раствор, находившийся в реакторе сразу после остановки реактора, а его существенную часть;- the fuel solution purified from Mo-99 upon returning to the nuclear reactor is partially mixed in it with the crude fuel solution. Therefore, not the entire fuel solution that was in the reactor immediately after shutting down the reactor was passed through the sorption column, but its substantial part;
- при дискретном режиме наработки Мо-99 по известному способу реактор после его работы в течение любого времени (от нескольких часов до недели) фактически простаивает от одних до двух суток. В течение этого времени реактор выдерживают для снижения общей активности топливного раствора и выделяют из него Мо-99.- in the discrete operating mode of Mo-99 according to the known method, the reactor after its operation for any time (from several hours to a week) actually stands idle from one to two days. During this time, the reactor is kept to reduce the overall activity of the fuel solution and Mo-99 is isolated from it.
Технический результат, относящийся к способу, состоит в повышении производительности растворного реактора, нарабатывающего Мо-99 в дискретном режиме, за счет уменьшения времени его простоев.The technical result related to the method consists in increasing the productivity of a solution reactor producing Mo-99 in discrete mode by reducing its downtime.
Известно устройство для производства Мо-99 (Патент РФ на изобретение №2296712, 24.05.2005. Способ производства молибдена-99 и устройство для его осуществления. Ермолов Н.А., Зродников А.В., Нерозин Н.А., Сметанин Э.Я., Хамьянов С.В.). В состав известного устройства входят ядерный растворный реактор, содержащий компенсационную камеру над активной зоной, последовательно соединенный с сорбционной колонкой в контуре циркуляции топливного раствора, расположенный выше растворного реактора и сорбционной колонки, аппарат для выдержки топливного раствора, состоящий из двух сообщающихся внизу сосудов, снабженных компенсационными камерами, первый сообщающийся сосуд снабжен также напорным и переливным патрубками, с которыми соединены соответственно напорный и переливной трубопроводы, соединяющие аппарат для выдержки топливного раствора с ядерным растворным реактором, второй сообщающийся сосуд снабжен расположенным ниже переливного патрубка первого сообщающегося сосуда сливным патрубком, с которым соединен сливной трубопровод, соединяющий аппарат для выдержки топливного раствора с сорбционной колонкой, при этом компенсационные камеры первого и второго сообщающихся сосудов, находящиеся выше переливного патрубка первого сообщающегося сосуда, соединены между собой и с компенсационной камерой ядерного растворного реактора.A device for the production of Mo-99 is known (RF Patent for the invention No. 2296712, 05.24.2005. Method for the production of molybdenum-99 and a device for its implementation. Ermolov N.A., Zrodnikov A.V., Nerozin N.A., Smetanin E. . I., Khamyanov S.V.). The composition of the known device includes a nuclear solution reactor containing a compensation chamber above the active zone, connected in series with a sorption column in the circuit of the fuel solution, located above the solution reactor and sorption column, an apparatus for holding the fuel solution, consisting of two communicating vessels equipped with compensation cameras, the first communicating vessel is also equipped with pressure and overflow nozzles, to which pressure and overflow are connected respectively pipelines connecting the apparatus for holding the fuel solution with a nuclear solution reactor, the second communicating vessel is equipped with a drain pipe located below the overflow pipe of the first communicating vessel, to which a drain pipe connecting the apparatus for holding the fuel solution with the sorption column is connected, while the compensation chambers of the first and second communicating vessels, located above the overflow pipe of the first communicating vessel, are interconnected and with the compensation chamber nuclear a solution reactor.
Устройство предназначено для производства и выделения Мо-99 в режиме его непрерывной наработки, который предусматривает непрерывный отбор топливного раствора из активной зоны работающего реактора, прокачку отбираемого топливного раствора через сорбционную колонку и возврат в активную зону топливного раствора, очищенного сорбцией от Мо-99.The device is designed for the production and separation of Mo-99 in the mode of its continuous operation, which provides for the continuous selection of the fuel solution from the active zone of the working reactor, pumping the selected fuel solution through the sorption column and returning to the active zone the fuel solution purified by sorption from Mo-99.
Недостаток известного устройства заключается в сложности гидравлической схемы, обеспечивающей непрерывный отбор топливного раствора из работающего растворного реактора, выделение при этом Мо-99 из отбираемого топливного раствора и возврат его в работающий растворный реактор. Сложность гидравлической схемы известного устройства усложняет обеспечение ядерной безопасности работающего растворного реактора. Содержание топлива в топливном растворе со временем из-за выгорания будет уменьшаться. Возможны также технологические потери топлива и воды при выделении Мо-99. Поэтому иногда надо будет останавливать реактор и корректировать топливный раствор по кислотности и содержанию в нем воды и топлива.A disadvantage of the known device is the complexity of the hydraulic circuit, which provides continuous selection of the fuel solution from the working solution reactor, while isolating Mo-99 from the selected fuel solution and returning it to the working solution reactor. The complexity of the hydraulic circuit of the known device makes it difficult to ensure nuclear safety of a working solution reactor. The fuel content in the fuel solution will decrease over time due to burnout. Technological losses of fuel and water during the release of Mo-99 are also possible. Therefore, sometimes it will be necessary to stop the reactor and adjust the fuel solution for acidity and the content of water and fuel in it.
Наиболее близким по технической сущности к заявляемому устройству является устройство для производства и выделения Мо-99 [Патент США №5910971, 08.07.1999, Способ и оборудование для производства и выделения Мо-99. Пономарев-Степной Н.Н., Павшук В.А., Бебих Г.Ф., Хвостионов В.Е., Трухляев П.С., Швецов И.К.].The closest in technical essence to the claimed device is a device for the production and separation of Mo-99 [US Patent No. 5910971, 07/08/1999, Method and equipment for the production and separation of Mo-99. Ponomarev-Stepnoy N.N., Pavshuk V.A., Bebikh G.F., Khvostionov V.E., Trukhlyaev P.S., Shvetsov I.K.].
В состав известного устройства входят ядерный растворный реактор и сорбционная колонка. Известное устройство предназначено для производства и выделения Мо-99 в режиме его дискретной наработки, который предусматривает заполнение реактора топливным раствором, вывод реактора на мощность, накопление Мо-99 в топливном растворе работающего реактора, остановку реактора, выдержку и охлаждение в нем топливного раствора, прокачку топливного раствора через сорбционную колонку с возвратом топливного раствора в реактор, вывод реактора на мощность и повторную наработку Мо-99.The composition of the known device includes a nuclear solution reactor and a sorption column. The known device is intended for the production and separation of Mo-99 in the mode of its discrete operating hours, which involves filling the reactor with a fuel solution, bringing the reactor to power, accumulating Mo-99 in the fuel solution of the working reactor, shutting down the reactor, holding and cooling the fuel solution in it, pumping the fuel solution through a sorption column with the return of the fuel solution to the reactor, the output of the reactor to power and the second run of the Mo-99.
Недостаток известного устройства заключается в том, что оно не исключает значительные простои растворного реактора и тем самым не обеспечивает возможную более высокую производительность Мо-99 в режиме его дискретной наработки.A disadvantage of the known device is that it does not exclude significant downtime of the solution reactor and thereby does not provide a possible higher productivity of the Mo-99 in the mode of its discrete operating hours.
Технический результат, относящийся к устройству, состоит в повышении его производительности за счет уменьшения времени простоев реактора.The technical result related to the device consists in increasing its productivity by reducing the downtime of the reactor.
Для достижения технического результата в способе производства Мо-99, включающем заполнение растворного реактора топливным раствором уранилсульфата, вывод реактора на мощность, наработку в топливном растворе Мо-99, остановку реактора, выдержку топливного раствора для распада короткоживущих радионуклидов и сорбцию Мо-99 из раствора, предлагаетсяTo achieve a technical result in the production method of Mo-99, which includes filling the solution reactor with a uranyl sulfate fuel solution, bringing the reactor to power, operating time in the Mo-99 fuel solution, shutting down the reactor, holding the fuel solution for the decay of short-lived radionuclides and sorption of Mo-99 from the solution, offered
- после остановки реактора топливный раствор из него сливать в по меньшей мере один ядерно-безопасный резервуар и выдержку топливного раствора вести в ядерно-безопасном резервуаре, при этом опорожненный реактор снова заполнять топливным раствором, выводить его на мощность и снова нарабатывать в топливном растворе Мо-99;- after stopping the reactor, pour the fuel solution from it into at least one nuclear-safe tank and keep the fuel solution in the nuclear-safe tank, at the same time fill the empty reactor with the fuel solution again, bring it to power and turn it back into the fuel solution М- 99;
- за время наработки Мо-99 в топливном растворе осуществлять выдержку слитого топливного раствора, сорбцию Мо-99 из выдержанного топливного раствора путем его прокачивания через по меньшей мере одну сорбционную колонку, сорбирующую Мо-99, в по меньшей мере один ядерно-безопасный резервуар для кондиционирования топливного раствора, при необходимости кондиционирование топливного раствора, поступившего в резервуар для кондиционирования;- during the operating time of Mo-99 in the fuel solution, extract the drained fuel solution, sorb Mo-99 from the aged fuel solution by pumping it through at least one sorption column sorbing Mo-99 into at least one nuclear-safe tank for conditioning the fuel solution; if necessary, conditioning the fuel solution entering the conditioning tank;
- опорожненный в очередной раз реактор заполнять из ядерно-безопасного резервуара для кондиционирования топливного раствора.- empty the reactor once again filled from a nuclear-safe tank for conditioning the fuel solution.
В частных случаях применения способа предлагаетсяIn particular cases, the application of the method is proposed
- для сорбции Мо-99 использовать по меньшей мере одну сорбционную колонку из по меньшей мере одного набора параллельно установленных сорбционных колонок, сорбирующих Мо-99, и после выработки колонкой ее технического ресурса использовать новую сорбционную колонку из набора, после выработки всеми колонками из набора их технического ресурса для сорбции Мо-99 использовать сорбционную колонку из другого набора параллельно установленных сорбционных колонок;- for sorption of Mo-99, use at least one sorption column from at least one set of parallel-mounted sorption columns sorbing Mo-99, and after the column has developed its technical resource, use a new sorption column from the set, after all columns from the set have developed them technical resource for the sorption of Mo-99 use a sorption column from another set of parallel installed sorption columns;
- сливаемый из реактора топливный раствор фильтровать;- filter the fuel solution drained from the reactor;
- топливный раствор, слитый в ядерно-безопасный резервуар для выдержки топливного раствора, охлаждать.- cool the fuel solution discharged into a nuclear-safe tank for holding the fuel solution.
Для достижения технического результата в устройстве для производства Мо-99, включающем соединенные трубопроводами ядерный растворный реактор и по меньшей мере одну сорбционную колонку, сорбирующую Мо-99, предлагается устройство снабдить по меньшей мере одним ядерно-безопасным резервуаром для выдержки топливного раствора, соединенным трубопроводами с выходным патрубком растворного реактора и входным патрубком по меньшей мере одной сорбционной колонки, сорбирующей Мо-99, и по меньшей мере одним ядерно-безопасным резервуаром для кондиционирования топливного раствора, соединенным трубопроводами с выходным патрубком по меньшей мере одной сорбционной колонки, сорбирующей Мо-99, и входным патрубком растворного реактора.To achieve a technical result in a device for the production of Mo-99, including a nuclear solution reactor connected by pipelines and at least one sorption column adsorbing Mo-99, it is proposed to provide the device with at least one nuclear-safe fuel solution holding tank connected by pipelines to the outlet pipe of the mortar reactor and the inlet pipe of at least one sorption column adsorbing Mo-99, and at least one nuclear-safe tank for air conditioning of fuel solution, connected by pipelines to the outlet pipe of at least one sorption column sorbing Mo-99, and the inlet pipe of the solution reactor.
В частных случаях исполнения устройства предлагаетсяIn special cases, the performance of the device is proposed
- устройство снабдить по меньшей мере одной сорбционной колонкой из по меньшей мере одного набора параллельно установленных сорбционных колонок, сорбирующих Мо-99, оснащенного дистанционно управляемыми разъемными соединениями на входе и выходе топливного раствора;- the device is equipped with at least one sorption column from at least one set of parallel mounted sorption columns sorbing Mo-99, equipped with remotely controlled detachable connections at the input and output of the fuel solution;
- ядерно-безопасный резервуар для выдержки топливного раствора оснастить системой охлаждения;- equip the nuclear-safe tank for holding the fuel solution with a cooling system;
- между растворным реактором и ядерно-безопасным резервуаром для выдержки топливного раствора установить фильтр для очистки топливного раствора;- install a filter for cleaning the fuel solution between the mortar reactor and the nuclear-safe tank for holding the fuel solution;
- устройство снабдить насосом для прокачки топливного раствора через по меньшей мере одну сорбционную колонку.- the device is equipped with a pump for pumping the fuel solution through at least one sorption column.
Сущность изобретения поясняется представленной на чертеже одной из возможных технологических схем устройства для производства Мо-99.The invention is illustrated in the drawing, one of the possible technological schemes of the device for the production of Mo-99.
На чертеже и по тексту приняты следующие обозначения:The following notation is used in the drawing and in the text:
1 - входной патрубок растворного реактора; 2(1)-2(6) - входные патрубки сорбционных колонок; 3 - выходной патрубок растворного реактора; 4(1)-4(6) - выходные патрубки сорбционных колонок; 5(1)-5(4) - дистанционно управляемые разъемные соединения; 6(1)-6(20) - запорные вентили; 7 - защитный бокс; 8(1)-8(2) - наборы сорбционных колонок; 9 - насос; 10 - растворный реактор; 11 - система охлаждения ядерно-безопасного резервуара для выдержки топливного раствора; 12(1)-12(6) - сорбционные колонки; 13 - фильтр; 14 - ядерно-безопасный резервуар для выдержки топливного раствора; 15 - ядерно-безопасный резервуар для кондиционирования топливного раствора.1 - inlet pipe of the solution reactor; 2 (1) -2 (6) - inlet nozzles of sorption columns; 3 - outlet pipe of the mortar reactor; 4 (1) -4 (6) - output nozzles of sorption columns; 5 (1) -5 (4) - remotely controlled plug-in connections; 6 (1) -6 (20) - shut-off valves; 7 - protective box; 8 (1) -8 (2) - sets of sorption columns; 9 - pump; 10 - mortar reactor; 11 - cooling system of a nuclear-safe tank for holding a fuel solution; 12 (1) -12 (6) - sorption columns; 13 - filter; 14 - a nuclear-safe tank for holding fuel solution; 15 - nuclear-safe tank for conditioning the fuel solution.
На чертеже представлена технологическая схема устройства для производства Мо-99, включающего соединенные трубопроводами ядерный растворный реактор 10 и по меньшей мере одну сорбционную колонку 12(1)-12(6), сорбирующую Мо-99. Устройство снабжено по меньшей мере одним ядерно-безопасным резервуаром 14 для выдержки топливного раствора, соединенным трубопроводами с выходным патрубком 3 растворного реактора 10 и входным патрубком 2(1)-2(6) по меньшей мере одной сорбционной колонки 12(1)-12(6), сорбирующей Мо-99, и по меньшей мере одним ядерно-безопасным резервуаром 15 для кондиционирования топливного раствора, соединенным трубопроводами с выходным патрубком 4(1)-4(6) по меньшей мере одной сорбционной колонки 12(1)-12(6), сорбирующей Мо-99, и входным патрубком 1 растворного реактора 10.The drawing shows a process diagram of a device for the production of Mo-99, including a
Растворный реактор 10 предназначен для наработки Мо-99 в топливном растворе.
По меньшей мере, одна сорбционная колонка 12(1)-12(6) предназначена для сорбции Мо-99 из топливного раствора.At least one sorption column 12 (1) -12 (6) is intended for the sorption of Mo-99 from the fuel solution.
Ядерно-безопасный резервуар 14 предназначен для выдержки топливного раствора, слитого из растворного реактора 10, в течение времени распада короткоживущих радионуклидов, содержащихся в слитом топливном растворе.Nuclear-
Ядерно-безопасный резервуар 15 предназначен для кондиционирования при необходимости очищенного от Мо-99 топливного раствора, по кислотности, содержанию в нем топлива и воды и заполнения растворного реактора 10 топливным раствором.The nuclear-
В частных случаях исполнения устройства для производства Мо-99:In special cases, the execution of the device for the production of Mo-99:
1) устройство снабжено по меньшей мере одной сорбционной колонкой из по меньшей мере одного набора 8(1)-8(2) параллельно установленных сорбционных колонок 12(1)-12(6), сорбирующих Мо-99, оснащенного дистанционно управляемыми разъемными соединениями 5(1)-5(4) на входе и выходе топливного раствора;1) the device is equipped with at least one sorption column from at least one set of 8 (1) -8 (2) parallel mounted sorption columns 12 (1) -12 (6), sorbing Mo-99, equipped with remotely controlled detachable connections 5 (1) -5 (4) at the inlet and outlet of the fuel solution;
2) ядерно-безопасный резервуар 14 для выдержки топливного раствора оснащен системой охлаждения 11;2) the nuclear-
3) между растворным реактором 10 и ядерно-безопасным резервуаром 14 для выдержки топливного раствора установлен фильтр 13 для очистки топливного раствора;3) between the
4) устройство снабжено насосом 9 для прокачки топливного раствора через по меньшей мере одну сорбционную колонку 12(1)-12(6).4) the device is equipped with a pump 9 for pumping the fuel solution through at least one sorption column 12 (1) -12 (6).
По меньшей мере один набор 8(1)-8(2) параллельно установленных сорбционных колонок 12(1)-12(6), сорбирующих Мо-99, оснащенный дистанционно управляемыми разъемными соединениями 5(1)-5(4) на входе и выходе топливного раствора, предназначен для замены сорбционных колонок наборами.At least one set of 8 (1) -8 (2) parallel mounted sorption columns 12 (1) -12 (6), sorbing Mo-99, equipped with remotely controlled plug-in connections 5 (1) -5 (4) at the input and the output of the fuel solution is intended to replace the sorption columns with sets.
Система охлаждения 11 ядерно-безопасного резервуара 14 предназначена для снятия тепла, выделяемого в топливном растворе при распаде короткоживущих радионуклидов.The
Фильтр 13 предназначен для очистки топливного раствора от продуктов коррозии.The
Насос 9 предназначен для прокачки топливного раствора через по меньшей мере одну сорбционную колонку 12(1)-12(6).The pump 9 is designed to pump the fuel solution through at least one sorption column 12 (1) -12 (6).
Запорные вентили 6(1)-6(8) и дистанционно управляемые разъемные соединения предназначены для переключений наборов сорбционных колонок и замены сорбционных колонок наборами. Запорные вентили 6(9)-6(20) предназначены для переключений сорбционных колонок. Защитный бокс 7 служит для размещения сорбционных колонок и другого не показанного на чертеже оборудования для выделения и очистки Мо-99.Shut-off valves 6 (1) -6 (8) and remotely controlled detachable connections are designed for switching sets of sorption columns and replacing sorption columns with sets. Shut-off valves 6 (9) -6 (20) are intended for switching sorption columns. The
Безопасность ядерного растворного реактора 10 обеспечивается штатными органами управления его реактивностью. Безопасность ядерно-безопасных резервуаров 14 и 15 может быть достигнута их ядерно-безопасной конструкцией.The safety of the
Данное устройство применяют для осуществления способа производства Мо-99, включающего заполнение растворного реактора 10 топливным раствором уранилсульфата, вывод реактора 10 на мощность 50-100 кВт, наработку в топливном растворе Мо-99, остановку реактора 10, выдержку топливного раствора для распада короткоживущих радионуклидов и сорбцию Мо-99 из раствора. После остановки реактора 10 топливный раствор из него сливают в по меньшей мере один ядерно-безопасный резервуар 14 и выдержку топливного раствора ведут в ядерно-безопасном резервуаре 14, при этом опорожненный реактор 10 снова заполняют топливным раствором, выводят его на мощность 50-100 кВт и снова нарабатывают в топливном растворе Мо-99. За время наработки Мо-99 в топливном растворе осуществляют выдержку слитого топливного раствора, сорбцию Мо-99 из выдержанного топливного раствора путем его прокачивания через по меньшей мере одну сорбционную колонку 12(1)-12(6), сорбирующую Мо-99, в по меньшей мере один ядерно-безопасный резервуар 15 для кондиционирования топливного раствора, при необходимости кондиционирование топливного раствора, поступившего в резервуар для кондиционирования. Опорожненный в очередной раз реактор 10 заполняют из ядерно-безопасного резервуара 15 для кондиционирования топливного раствора.This device is used to implement the production method of Mo-99, including filling the
В частных случаях применения способа производства Мо-99:In particular cases of applying the production method of Mo-99:
1) для сорбции Мо-99 используют по меньшей мере одну сорбционную колонку из по меньшей мере одного набора 8(1)-8(2) параллельно установленных сорбционных колонок 12(1)-12(6), сорбирующих Мо-99. После выработки колонкой ее технического ресурса используют новую сорбционную колонку из набора, после выработки всеми колонками из набора их технического ресурса для сорбции Мо-99 используют сорбционную колонку из другого набора параллельно установленных сорбционных колонок;1) for sorption of Mo-99 use at least one sorption column from at least one set of 8 (1) -8 (2) parallel mounted sorption columns 12 (1) -12 (6), sorbing Mo-99. After the column has developed its technical resource, a new sorption column from the set is used, after all the columns from the set of their technical resource have developed for the Mo-99 sorption, a sorption column is used from another set of parallel installed sorption columns;
2) сливаемый из реактора 10 топливный раствор фильтруют;2) the fuel solution discharged from the
3) охлаждают топливный раствор, слитый в ядерно-безопасный резервуар 14 для выдержки топливного раствора.3) cool the fuel solution, drained into a nuclear-
Пример конкретного исполнения устройства для производства Мо-99.An example of a specific implementation of the device for the production of Mo-99.
1. Мощность ядерного растворного реактора 10 равна 50 кВт.1. The power of the
2. Топливный раствор - водный раствор уранилсульфата.2. Fuel solution - an aqueous solution of uranyl sulfate.
3. Обогащение топлива ураном-235 - 20%.3. Enrichment of fuel with uranium-235 - 20%.
4. Объем топливного раствора в активной зоне ядерного реактора 20 литров.4. The volume of fuel solution in the core of a nuclear reactor is 20 liters.
5. Объем ядерно-безопасного резервуара 14 для выдержки топливного раствора 20 литров.5. The volume of the nuclear-
6. Объем ядерно-безопасного резервуара для кондиционирования топливного раствора 20 литров.6. The volume of a nuclear-safe tank for conditioning a fuel solution of 20 liters.
7. Температура топливного раствора 80°С.7. The temperature of the fuel solution is 80 ° C.
8. Производительность устройства по Мо-99 составляет примерно 100 Ки/сутки.8. The performance of the device according to Mo-99 is approximately 100 Ci / day.
Параметры сорбционной колонки, производительность циркуляционного насоса, мощность системы охлаждения ядерно-безопасного резервуара для выдержки топливного раствора, диаметры трубопроводов и другие характеристики устройства определяют расчетом и экспериментально.The parameters of the sorption column, the capacity of the circulation pump, the capacity of the cooling system of a nuclear-safe tank for holding the fuel solution, the diameters of the pipelines and other characteristics of the device are determined by calculation and experimentally.
Пример конкретного применения способа производства Мо-99.An example of a specific application of the production method of Mo-99.
Ядерный растворный реактор 10 заполняют водным раствором уранилсульфата. Выводят реактор на мощность 50 кВт. Нарабатывают в топливном растворе Мо-99 в течение пяти дней и останавливают реактор 10. Топливный раствор из остановленного реактора 10 сливают в ядерно-безопасный резервуар 14 для выдержки топливного раствора на время распада короткоживущих радионуклидов. Опорожненный реактор 10 снова заполняют топливным раствором, выводят его на мощность 50 кВт и снова нарабатывают в топливном растворе Мо-99. За время повторной наработки Мо-99 в топливном растворе работающего реактора 10 выдерживают топливный раствор, слитый в ядерно-безопасный резервуар 14, в течение времени распада короткоживущих радионуклидов, выделяемое при этом тепло отводят системой охлаждения 11, осуществляют сорбцию Мо-99 из выдержанного топливного раствора путем его прокачивания насосом 9 через по меньшей мере одну сорбционную колонку 12(1)-12(6) в ядерно-безопасный резервуар 15 для кондиционирования топливного раствора, при необходимости кондиционируют топливный раствор, поступивший в резервуар 15 для кондиционирования.The
Остановка реактора, слив из него топливного раствора, заполнение реактора новым раствором и вывод на мощность 50 кВт могут быть выполнены за время до 8 часов. На выдержку слитого топливного раствора может быть затрачено от 2 до 24 часов. Сорбция Мо-99 из выдержанного раствора может быть выполнена примерно за 8 часов. Кондиционирование топливного раствора по кислотности, содержанию в нем воды и топлива может быть выполнено также примерно за 8 часов. Почти за трое суток до очередной остановки реактора в ядерно-безопасном резервуаре 15 находится топливный раствор, подготовленный для очередного заполнения реактора. Простой реактора 10, нарабатывающего Мо-99 в дискретном режиме, составляет от четырех до восьми часов.The shutdown of the reactor, draining of the fuel solution from it, filling the reactor with a new solution and bringing it to a power of 50 kW can be performed in up to 8 hours. The exposure of the drained fuel solution may take from 2 to 24 hours. Sorption of Mo-99 from the aged solution can be performed in about 8 hours. The conditioning of the fuel solution by acidity, the content of water and fuel in it can also be carried out in about 8 hours. Almost three days before the next shutdown of the reactor in the nuclear-
Получен технический результат изобретения, повышена производительность растворного реактора, нарабатывающего Мо-99 в дискретном режиме, за счет уменьшения времени его простоев.The technical result of the invention is obtained, the productivity of a solution reactor producing Mo-99 in discrete mode is increased, due to the reduction of its downtime.
Список позицийList of items
Claims (9)
Priority Applications (2)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009144741A RU2413020C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Procedure and device for production of molybdenum-99 |
PCT/RU2011/000014 WO2011081576A2 (en) | 2009-12-03 | 2011-01-17 | Process and device for producing molybdenum-99 |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
RU2009144741A RU2413020C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Procedure and device for production of molybdenum-99 |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
RU2413020C1 true RU2413020C1 (en) | 2011-02-27 |
Family
ID=44227096
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
RU2009144741A RU2413020C1 (en) | 2009-12-03 | 2009-12-03 | Procedure and device for production of molybdenum-99 |
Country Status (2)
Country | Link |
---|---|
RU (1) | RU2413020C1 (en) |
WO (1) | WO2011081576A2 (en) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630259C2 (en) * | 2015-04-07 | 2017-09-06 | Открытое акционерное общество "Красная Звезда" | Complex of nuclear solvent reactors |
RU2716828C1 (en) * | 2019-09-23 | 2020-03-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") | Method of separating molybdenum-99 from fuel of a solution reactor and device for its implementation |
Families Citing this family (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
NL2007951C2 (en) | 2011-12-12 | 2013-06-13 | Univ Delft Tech | A column material and a method for adsorbing mo-99 in a 99mo/99mtc generator. |
US9793023B2 (en) | 2013-09-26 | 2017-10-17 | Los Alamos National Security, Llc | Recovery of uranium from an irradiated solid target after removal of molybdenum-99 produced from the irradiated target |
US9842664B2 (en) | 2013-09-26 | 2017-12-12 | Los Alamos National Security, Llc | Recovering and recycling uranium used for production of molybdenum-99 |
Family Cites Families (4)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
FR2575585B1 (en) * | 1984-12-28 | 1987-01-30 | Commissariat Energie Atomique | PROCESS FOR RECOVERY OF MOLYBDENE-99 FROM AN IRRADIATED URANIUM ALLOY TARGET |
RU2106708C1 (en) * | 1994-07-27 | 1998-03-10 | Физико-энергетический институт | Molybdenum fission radionuclide manufacturing process |
US5910971A (en) * | 1998-02-23 | 1999-06-08 | Tci Incorporated | Method and apparatus for the production and extraction of molybdenum-99 |
RU2296712C2 (en) * | 2005-05-24 | 2007-04-10 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Государственный научный центр Российской Федерации-Физико-энергетический институт им. А.И. Лейпунского" | Method of production of molybdenum-99 and device for realization of this method |
-
2009
- 2009-12-03 RU RU2009144741A patent/RU2413020C1/en not_active IP Right Cessation
-
2011
- 2011-01-17 WO PCT/RU2011/000014 patent/WO2011081576A2/en active Application Filing
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
RU2630259C2 (en) * | 2015-04-07 | 2017-09-06 | Открытое акционерное общество "Красная Звезда" | Complex of nuclear solvent reactors |
RU2716828C1 (en) * | 2019-09-23 | 2020-03-17 | Федеральное государственное унитарное предприятие "Российский Федеральный ядерный центр - Всероссийский научно-исследовательский институт экспериментальной физики" (ФГУП "РФЯЦ-ВНИИЭФ") | Method of separating molybdenum-99 from fuel of a solution reactor and device for its implementation |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
WO2011081576A2 (en) | 2011-07-07 |
WO2011081576A3 (en) | 2011-08-25 |
Similar Documents
Publication | Publication Date | Title |
---|---|---|
RU2413020C1 (en) | Procedure and device for production of molybdenum-99 | |
JP2017501421A (en) | Method and apparatus for treating radioactive wastewater | |
KR910008360B1 (en) | Method of vacuum degassing and refilling a reactor coolant system | |
KR20130114616A (en) | Ultra water pure plant | |
TW201640519A (en) | Apparatus for degassing a nuclear reactor coolant system | |
CN101759310A (en) | Double-chamber full-chamber bed desalted water treatment method | |
CN203295307U (en) | High-temperature condensed water treatment device of petroleum refining industry | |
RU2296712C2 (en) | Method of production of molybdenum-99 and device for realization of this method | |
CA2810716C (en) | System and method for collecting 3he gas from heavy water nuclear reactors | |
RU2516111C2 (en) | Mo-99 PRODUCTION PLANT | |
JP2004330154A (en) | Recovered water demineralizing device and method for charging ion exchange resin into the device | |
CN109003685A (en) | Floating system is gone in a kind of PWR nuclear power plant spentnuclear fuel pond | |
JP2009300163A (en) | Desalter for primary cooling system in nuclear power plant with pressurized water reactor, method for preparing anion exchange resin of boric acid type and purification method for primary cooling water | |
JP7062568B2 (en) | Water treatment method and water treatment preparation method for nuclear power plants | |
Liang et al. | A cleanup machine using reverse osmosis method to remove silica from boric acid tank at maanshan nuclear power station | |
RU2642970C2 (en) | Atomic liquid-salt reactor (versions) | |
RU2646864C1 (en) | Reactor plant for producing isotope products | |
JP2016223842A (en) | Water treatment apparatus, and atomic power facility | |
CN103588314B (en) | Process for treating nitrobenzene wastewater with resin adsorption method | |
CN216562480U (en) | Heavy water replacement device of heavy water reactor nuclear power station loading and unloading machine | |
CN215868665U (en) | Purifier and nuclear power plant reaction system | |
RU2705947C1 (en) | System and method of removing dissolved silicon from borated water at nuclear power plant (npp) | |
JP6783192B2 (en) | How to operate the boron recycling system and the boron recycling system | |
CN109809593B (en) | Apparatus and method for treatment of low-level radioactive wastewater with different salt content | |
JPH0331799A (en) | Method for demineralizing condensate |
Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20111204 |
|
NF4A | Reinstatement of patent |
Effective date: 20121110 |
|
MM4A | The patent is invalid due to non-payment of fees |
Effective date: 20131204 |