Способ переработки углеграфитовых твэлов высокотемпературного газоохлаждаемого реактора

Результат выполнения научно-исследовательской разработки. Способ переработки углеграфитовых твэлов высокотемпературного газоохлаждаемого реактора предназначен для повышения эффективности регенерации ядерного топлива. Относится к способу переработки углеграфитовых твэлов высокотемпературного газоохлаждаемого реактора и может использоваться в атомной промышленности для технологий регенерации урана из брака и отходов, образующихся в процессе производства твэл высокотемпературных газоохлаждаемых реакторов. В способе переработки углеграфитовых твэлов высокотемпературного газоохлаждаемого реактора, включающем дезинтеграцию графитовой матрицы твэлов с извлечением из нее микротвэлов с защитными покрытиями, дезинтеграцию графитовой матрицы осуществляют путем воздействия на твэлы углекислым газом, который подают в пульсирующем режиме при температуре 550-800 °С до полного разрушения матрицы. В частных случаях: - пульсирующий режим создают путем изменения расхода газовой смеси от 0 до 3,0 л/с; - образующуюся в процессе дезинтеграции матрицы газовую смесь доокисляют в углекислый газ и возвращают в голову процесса; - доокисление газовой смеси осуществляют путем пропускания через каталитический дожигатель; - извлеченные микротвэлы вновь используют для производства твэлов, а некондиционные микротвэлы измельчают, окисляют и подвергают гидрометаллургическому переделу. Дезинтеграцию углеграфитовых твэлов ведут углекислым газом, вплоть до полного разрушения матрицы, при температуре 550-800 °С. В указанных условиях наиболее полно реализуется различие в скорости взаимодействия СО2 с основными составляющими углеграфитовой матрицы твэла: неструктурированным рентгеноаморфным коксом и дисперсионным кристаллическим графитом-наполнителем. Выход за нижнюю границу заявленного диапазона температур (менее 550 °С) ведет к прекращению реакции, а выход за верхнюю границу (более 800 °С) - к возможному повреждению защитных оболочек МТ и взаимодействию с кристаллическим графитом. Для того чтобы, при взаимодействии с СО2 химически инертный графит не создавал диффузионных торможений, подачу углекислого газа ведут в пульсирующем режиме. Это обеспечивает эффективность процесса, способствует увеличению скорости дезинтеграции и производительности в целом. Основная химическая реакция является эндотермической и, пропускание образующихся газов (СО) через каталитический дожигатель, с рециклом СО2 в голову процесса, компенсирует как энергозатраты, так и расход основного реагента. Технический результатом является разработка простого и эффективного способа переработки углеграфитовых твэлов, позволяющего проводить дезинтеграцию графитовой матрицы без разделения жидкой и твердой фаз и извлекать топливные микротэлов для повторного их использования при производстве твэлов. Разработка защищена патентом РФ № 2849825.