Специалисты АО «ВНИИНМ» и АО «СХК» (входят в состав Топливной компании Росатома «ТВЭЛ») успешно завершили этап государственного контракта, посвященный извлечению нептуния из растворов облученного ядерного топлива (ОЯТ) в рамках проектного направления «Прорыв». Полученные результаты помогут в создании промышленной технологии переработки облученного смешанного нитридного уран-плутониевого (СНУП) и замыканию ядерного топливного цикла, который будет продемонстрирован на площадке опытного демонстрационного энергетического комплекса на базе реакторной установки БРЕСТ-ОД-300.
Ученые ВНИИНМ провели эксперимент на экстракционном стенде, доказывающий возможность полного (более 99%) извлечения нептуния из раствора СНУП ОЯТ (имитатор). Предварительно была изучена кинетика восстановления нептуния с пятивалентного состояния до четырехвалентного с использованием карбогидразида.
Изучение кинетики необходимо для определения скорости восстановления и расчета времени пребывания растворов в экстракционном оборудовании. Перевод нептуния в пятивалентное состояние необходим в связи с его низкой экстрагируемостью в отличии от четырехвалентного и шестивалентного. В основной стадии эксперимента на стенде АО «ВНИИНМ» выполнена реэкстракция нептуния из экстракта имитирующего раствор ОЯТ. Результаты стендового эксперимента подтвердили предварительные кинетические исследования. Показана как полная экстракция нептуния из имитатора раствора ОЯТ, так и его совместная реэкстракция с плутонием. Остаточное количество нептуния как в рафинате, так и в экстракте урана находилось в пределах уровня, который допускается технологией.
«Проведенный эксперимент позволил нам доказать возможность полного вывода нептуния в один технологический поток и выполнимость задачи по его возврату в реактор для дожигания»,
– подчеркнул ведущий научный сотрудник АО «ВНИИНМ» Константин Двоеглазов.