prop · GN0354 · 2000-01-01 00:00:00 — This piping network is normally of the double` header de- sign with each stage or group of stages connec- ted to each of the headers. Speciellt konstruerade eller iordningställda grenrörssystem, tillverkade av eller skyddade med UF6-beständiga material, för att leda UF6 i de aerodynamiska kaskaderna. Detta rörnät är vanligtvis ett sk. dubbelt grenrörssystem där varje steg eller grupp av steg är kopplad till varje grenrör. Vacuum systems and pumps 5.5.9 Vakuumsystem och pumpar (a) Especially designed or prepared vacuum systems having a suction capacity of /min or more, consisting of vacuum manifolds, vacuum headers and vacuum pumps, and desig- ned for service in UF6-bearing atmospheres. a) Speciellt konstruerade eller iordningställda vakuumsystem med en sugkapacitet om /min eller mer, bestående av vakuumgrenled- ningar, vakuumgrenrör och vakuumpumpar, konstruerade för drift i UF6-haltig atmosfär. (b) Vacuum pumps especially designed or pre- pared for service in UF6-bearing atmospheres and made of or protected by materials resistant to corrosion by UF6. These pumps may use seals and special working fluids. b) Speciellt konstruerade eller iordningställda vakuumpumpar för drift i UF6-haltig atmosfär, tillverkade av eller skyddade med UF6-bestän- diga material. Dessa pumpar kan använda fluo- rokrabontätningar och särskilda arbetsfluider. Special shut-off and control valves 5.5.10 Speciella avstängnings- och reglerings- ventiler Especially designed or prepared manual or au- tomated shut-off and control valves made of or protected by materials resistant to corrosion by UF6 with a diameter of 40 to for installation in main and auxiliary systems of aerodynamic enrichment plants. Speciellt konstruerade eller iordningställda ma- nuella eller automatiska avstängnings- och reg- leringsventiler tillverkade i UF6-beständiga material med en diameter om 40 för installation i huvud- eller hjälpsystem vid en anläggning för aerodynamisk anrikning. UF6 mass spectrometers/ion sources 5.5.11 UF6-masspektrometrar/jonkällor Especially designed or prepared magnetic or quadrupole mass spectrometers capable of taking ''''on-line` samples of feed, ''''product` or ''''tails`, from UF6 gas streams and having all of the following characteristics: 1. unit resolution for mass greater than 320; 2. ion sources constructed of or lined with nichrome or monel or nickel plated; 3. electron bombardment ionisation sources; 4. collector system suitable for isotopic analysis. Speciellt konstruerade eller iordningställda magnetspektrometrar eller kvadrupol- masspektrometrar för att under drift ta prover på matarflödet, slutprodukter eller restfraktioner från UF6-gasflödet och som har alla följande egenskaper: 1) Upplösning för atommassenheter större än 320. 2) Jonkälla tillverkad av eller skyddad med kromnickellegering eller monel eller nickel- pläterad. 3) Jonisationskälla med elektronbombarde- mang. 4) Uppsamlingssystem lämpligt för isotop- analys. UF6/gas separation systems 5.5.12 System för separation av UF6 och bär- gas Especially designed or prepared systems for separating UF6 from gas (hydrogen or helium). Särskilt konstruerade eller iordningställda sys- tem för att separera UF6 från bärgas (väte eller helium). Explanatory note Förklaring These systems are designed to reduce the UF6 content in the gas to 1 ppm or less and many incorporate equipment such as: (a) cryogenic heat exchangers and cryo- separators capable of temperatures of 120 c or less, or (b) cryogenic refrigeration units capable of temperatures of -120 C or less, or (c) separation nozzle or vortex tube units for the separation of UF6 from gas, or (d) UF6 cold traps capable of temperatures of 20 C or less. Dessa system är avsedda att minska UF6-halten i bärgasen till 1 ppm eller mindre och kan om- fatta a) Kryogeniska värmeväxlare och kryosepa- ratorer som tål temperaturer om 120 C eller lägre, eller b) Kryogeniska kylningsenheter som tål temperaturer om 120 C eller lägre, eller c) Separationsdysor eller vortexrör för se- paration av UF6 från bärgas, eller d) UF6-köldfällor som tål temperaturer om 20 C eller lägre. Especially designed or prepared systems, equipment and components for use in chemical exchange or ion exchange en- richment plants 5.6 Speciellt konstruerade eller iordning- ställda system, utrustning och kompo- nenter för anläggningar för anrikning ge- nom kemiskt utbyte eller jonbyte Introductory note Inledning The slight difference in mass between the iso- topes of uranium causes small changes in che- mical reaction equilibria that can be used as a basis for separation of the isotopes. Two pro- cesses have been successfully developed: liquid- liquid chemical exchange and solid-liquid ion exchange. Den lilla masskillnaden mellan olika uranisoto- per medför små förändringar i jämvikten för vissa kemiska reaktioner, vilket kan användas för att separera isotoperna. Två processer har utvecklats med framgång: kemiskt utbyte vätska vätska samt jonbyte mellan vätska och fast fas. In the liquid-liquid chemical exchange pro- cess, immiscible liquid phases (aqueous and organic) are countercurrently contacted to give the cascading effect of thousands of separation stages. The aqueous phase consists of uranium chloride in hydrochloric acid solution; the or- ganic phase consists of an extractant contain- ing uranium chloride in an organic solvent. The contactors employed in the separation can be liquid-liquid exchange columns (such as pulsed columns with sieve plates) or liquid centrifugal contactors. Chemical conversions (oxidation and reduction) are required at both ends of the separation in order to pro- vide for the reflux requirements at each end. A major design concern is to avoid contamination of the process streams with certain metal ions. Plastic, plastic-lined (including use of fluoro- carbon polymers) and/or glass-lined columns and piping are therefore used. In the solid-liquid ion-exchange process, enrichment is accomplished by uranium adsorption/desorption on a special, very fast- acting, ion-exchange resin or adsorbent. A so- lution of uranium in hydrochloric acid and other chemical agents is passed through cylind- rical enrichment columns containing packed beds of the adsorbent. For a continuous pro- cess, a reflux system is necessary to release the uranium from the adsorbent back into the liquid flow so that ''''product` and ''''tails` can be collec- ted. This is accomplished with the use of suit- able reduction/oxidation chemical agents that are fully regenerated in separate external cir- cuits and that may be partially regenerated within the isotopic separation columns themsel- ves. The presence of hot concentrated hydro- chloric acid solutions in the process requires that the equipment be made of or protected by special corrosion-resistant materials. I processen med kemiskt utbyte låter man två oblandbara vätskefaser (vattenfas och or- ganisk fas) komma i kontakt med varandra mot- ströms för att åstadkomma samma kaskadeffekt som tusentals separationssteg. Vattenfasen be- står av uranklorid i saltsyrelösning; den or- ganiska fasen av en extraktant med uranklorid i ett organiskt lösningsmedel. De kontaktdon som används i separationskaskaden kan vara utby- teskolonner för vätska vätska (såsom puls- kolonner med silplattor) eller centrifugalkon- taktorer för vätska. Kemisk omvandling (oxi- dation och reduktion) krävs i bägge ändar av separationskaskaden så att återflödesvillkoren uppfylls i båda ändarna. Ett stort konstruk- tionsproblem är att undvika att processflödena förorenas med vissa metalljoner. Man använder därför rör och kolonner av plast, eller plast- skyddade (bland annat med fluorokarbonpoly- merer) eller glasklädda rör och kolonner. I jonbytesprocessen sker anrikningen genom att uran adsorberas och desorberas på en sär- skild, mycket snabbverkande jonbytarmassa eller adsorbent. Uran upplöses i saltsyra och andra kemikalier tillsätts, varefter lösningen leds genom cylindriska anrikningskolonner som innehåller packade lager med absorbent. I en kontinuerlig process krävs ett återflödessystem för att lösgöra uranet från adsorbenten tillba- ka till lösningen, så att slutprodukt och rest- fraktion kan samlas in. Detta görs med hjälp av lämpliga reduktions- och oxidationsmedel, vilka regenereras fullständigt i separata externa kretslopp, och vilka kan regenereras delvis inuti själva isotopseparationskolonnerna. Eftersom het koncentrerad saltsyra används i processen, måste utrustningen skyddas med speciella syra- beständiga material. Liquid-liquid exchange columns (chemical exchange) 5.6.1 Utbyteskolonner vätska vätska (kemiskt utbyte) Countercurrent liquid-liquid exchange columns having mechanical power input (i.e., pulsed columns with sieve plates, reciprocating plate columns, and columns with internal turbine mixers), especially designed or prepared for uranium enrichment using the chemical ex- change process. For corrosion resistance to con- centrated hydrochloric acid solutions, these co- lumns and their internals are made of or pro- tected by suitable plastic materials (such as polymers) or glass. The stage resi- dence time of the columns is designed to be short (30 seconds or less). Motströms utbyteskolonner (vätska vätska) med mekanisk drivning (dvs. pulskolonner med silplattor, kolonner med fram- och återgående plattor och kolonner med interna turbinblanda- re), speciellt konstruerade eller iordningställda för urananrikning med den kemiska utbytespro- cessen. För beständighet mot koncentrerad salt- syrelösning är dessa kolonner och deras inre delar tillverkade av eller skyddade med lämpliga plastmaterial (t.ex. fluorokarbonpolymerer) eller glas. Uppehålls- tiden i kolonnen skall vara kort (eller kortare). Liquid-liquid centrifugal contactors (chemical exchange) 5.6.2 Centrifugalkontaktorer vätska vätska (kemiskt utbyte) Liquid-liquid centrifugal contactors especially designed or prepared for uranium enrichment using the chemical exchange process. Such contactors use rotation to achieve dispersion of the organic and aqueous streams and then cent- rifugal force to separate the phases. For corro- sion resistance to concentrated hydrochloric acid solutions, the contactors are made of or are lined with suitable plastic materials (such as polymers) or are lined with glass. The stage time of the centrifugal con- tactors is designed to be short (30 seconds or less). Speciellt konstruerade eller iordningställda vätske vätske-centrifugalkontaktorer för uran- anrikning med den kemiska utbytesprocessen. I kontaktorerna används rotation för att disperge- ra de organiska och vattenlösliga flödena, och sedan centrifugalkraft för att separera faserna. För att vara beständiga mot koncentrerad saltsy- relösning är kontaktorerna tillverkade av eller skyddade med lämpliga plastmaterial (såsom fluorokarbonpolymerer) eller skyddade med glas. Tiden där varje skede innehålls i kolonnen är utformad att vara kort (eller mindre). Uranium reduction systems and equip- ment (chemical exchange) 5.6.3 System och utrustning för reduktion av uran (kemiskt utbyte) (a) Especially designed or prepared electro- chemical reduction cells to reduce uranium from one state to another for uranium enrichment using the chemical exchange process. The cell materials in contact with process solutions must be corrosion resistant to concentrated hydrochloric acid solutions. a) Speciellt konstruerade eller iordningställda elektrokemiska reduktionsceller för reduktion av uran från ett valenstal till ett annat för uran- anrikning genom den kemiska utbytes- processen. De delar av cellen som kommer i kontakt med processlösningarna måste vara beständiga mot koncentrerad saltsyrelösning. Explanatory note Förklaring The cell cathodic compartment must be desig- ned to prevent reoxidation of uranium to its higher state. To keep the uranium in the cathodic compartment, the cell may have an impervious diaphragm membrane constructed of special cation exchange material. The cathode consists of a suitable solid conductor such as graphite. Cellens katoddel måste vara konstruerad så, att den förhindrar återoxidation av uran till ett högre oxidationstal. För att bevara uran i ka- toddelen kan cellen vara försedd med ett oge- nomträngligt diafragmamembran som är till- verkat i ett särskilt material som lämpar sig för utbyte av katjoner. Katoden består av en lämp- lig ledare i fast form, exempelvis grafit. (b) Especially designed or prepared systems at the product end of the for taking the U4+ out of the organic stream, adjusting the acid concentration and feeding to the electrochemical reduction cells. b) Speciellt konstruerade eller iordningställda system vid kaskadens produktände för att tappa av U4+ ur det organiska flödet samt justera syrakoncentrationen och matningen till de elektrokemiska reduktionscellerna. Explanatory note Förklaring These systems consist of solvent extraction equipment for stripping the U4+ from the orga- nic stream into an aqueous solution, evapora- tion and/or other equipment to accomplish so- lution pH adjustment and control, and pumps or other transfer devices for feeding to the electrochemical reduction cells. A major design concern is to avoid contamination of the aque- ous stream with certain metal ions. Conse- quently, for those parts in contact with the pro- cess stream, the system is constructed of equip- ment made of or protected by suitable materials (such as glass, polymers, poly- phenyl sulfate, polyether sulfone, and resin- impregnated graphite). Dessa system består av extraktionsutrustning för att strippa U4+ från den organiska fasen till vattenfasen, indunstningsutrustning eller övrig utrustning för justering och reglering av lös- ningens pH-värde, samt pumpar och andra an- ordningar för tillflödet till de elektrokemiska reduktionscellerna. Ett viktigt konstruktions- problem är att förebygga att vattenflödet för- orenas med vissa metalljoner. Därför använder man lämpliga material (såsom glas, fluorokar- bonpolymerer, polyfenylsulfat, polyetersulfon och impregnerad grafit) för att tillverka eller fodra de delar som kommer i kontakt med pro- cessflödet. Feed preparation systems (chemical ex- change) 5.6.4 Förberedande matarsystem (kemiskt ut- byte) Especially designed or prepared systems for producing high-purity uranium chloride feed solutions for chemical exchange uranium iso- tope separation plants. Speciellt konstruerade eller iordningställda system för att producera matar ningar av uran- klorid med hög renhet för uranisotopsepara- tionsanläggningar som använder den kemiska utbytesprocessen. Explanatory note Förklaring These systems consist of dissolution, solvent extraction and/or ion exchange equipment for purification and electrolytic cells for reducing the uranium U6+ or U4+ to U3+. These systems produce uranium chloride solutions having only a few parts per million of metallic impurities such as chromium, iron, vanadium, molybdenum and other bivalent or higher multi-valent cations. Materials of construction for portions of the systems processing high- purity U3+ include glass, polymers, polyphenyl sulfate or polyether sulfone plastic-lined and resin-impregnated graphite. Systemet består av utrustning för upplösning, vätskeextraktion och/eller jonbyte för rening och elektrolytiska celler för att reducera U6+ eller U4+ till U3+. Systemen producerar uran- kloridlösningar som innehåller endast några få ppm metalliska föroreningar såsom krom, järn, vanadin, molybden och andra katjoner med valenstal två eller högre. Material som används i de delar av systemet som hanterar U3+ med hög renhet omfattar glas, fluorokarbonpolyme- rer, polyfenylsulfat, polyetersulfon och impreg- nerad grafit. Uranium oxidation systems (chemical exchange) 5.6.5 Uranoxidationssystem Especially designed or prepared systems for oxidation of U3+ to U4+ for return to the urani- um isotope separation in the chemical exchange enrichment process. Speciellt konstruerade eller iordningställda system för oxidation av U3+ till U4+ för återgång till kaskaden för uranisotopseparation i anrikningsprocessen genom kemiskt utbyte. Explanatory note Förklaring These systems may incorporate equipment such as: (a) equipment for contacting chlorine and oxygen with the aqueous effluent from the iso- tope separation equipment and extracting the resultant into the stripped organic stream returning from the product end of the , (b) equipment that separates water from hydrochloric acid so that the water and the concentrated hydrochloric acid may be reintroduced to the process at the proper locations. Dessa system kan omfatta följande utrustning: a) Utrustning för att låta klor och syre komma i kontakt med vattenfasen från isotop- separationsutrustningen och för att därur extra- hera det U4+ som till den organiska fasen leds tillbaka från kaskadens produktände. b) Utrustning för separation av vatten från saltsyra så att vattnet och den koncentrerade saltsyran kan återföras till processen på lämplig plats. Fast-reacting ion exchange re- sins/adsorbents (ion exchange) 5.6.6 Snabbreagerande jonbytarmas- sor/adsorbenter (jonbyte) Fast-reacting ion-exchange resins or adsorbents especially designed or prepared for uranium enrichment using the ion exchange process, including porous macroreticular resins, and/or pellicular structures in which the chemi- cal exchange groups are limited to a coating on the surface of an inactive porous support struc- ture, and other composite structures in any suit- able form including particles or fibres. These ion exchange resins/adsorbents have diameters of or less and must be chemically re- sistant to concentrated hydrochloric acid solu- tions as well as physically strong enough so as not to degrade in the exchange columns. The resins/adsorbents are especially designed to achieve very fast uranium isotope exchange kinetics (exchange rate half-time of less than 10 seconds) and are capable of operating at a tem- perature in the range of 100 C to 200 C. Snabbreagerande jonbytarmassor eller adsorb- enter som speciellt konstruerats eller iordning- ställts för urananrikning genom jonbytesproces- sen, inbegripet porösa makroretikulära massor och/eller tunnskiktsstrukturer där de aktiva ke- miska utbytesgrupperna är begränsade till ytbe- läggningen på en icke aktiv porös bärarkropp, och andra lämpliga kompositstrukturer, inbegri- pet partiklar och fibrer. Dessa mas- sor/adsorbenter har en diameter om eller mindre och måste vara kemiskt beständiga mot koncentrerad saltsyrelösning och fysiskt beständiga mot att brytas ned i jonbytar- kolonnerna. Massorna/adsorbenterna är speciellt konstruerade för att ha en mycket snabb kinetik för byte av uranisotoper (halveringstid för utbyte på ) och tål drift vid temperaturer om 100 C 200 C. exchange columns (ion exchange) 5.6.7 Jonbytarkolonner (jonbyte) Cylindrical columns greater than in diameter for containing and supporting packed beds of ion exchange resin/adsorbent, especially designed or prepared for uranium enrichment using the ion exchange process. These columns are made of or protected by materials (such as titanium or plastics) resistant to corrosion by concentrated hydrochloric acid solutions and are capable of operating at a tem- perature in the range of 100 C to 200 C and pressures above 0,7 MPa (102 psia). Cylindriska kolonner mer än i dia- meter för att innesluta och hålla packade lager av jonbytarmassa/adsorbent, speciellt konstrue- rade eller iordningställda för urananrikning med jonbytarprocessen. Kolonnerna är tillverkade av eller skyddade med sådana material (till exem- pel titan eller fluorokarbonplast) som är bestän- diga mot koncentrerad saltsyrelösning och tål drift vid temperaturer om 100 C 200 C och tryck över 0,7 MPa. exchange reflux systems (ion exchange) 5.6.8 Återströmningssystem för jonbyte (a) Especially designed or prepared chemical or electrochemical reduction systems for regenera- tion of the chemical reducing agent(s) used in ion exchange uranium enrichment . a) Speciellt konstruerade eller iordningställda kemiska eller elektrokemiska reduktionssystem för regenerering av den/de kemiska reducerande agens(er) som används i urananrikningskaska- der med jonbyte. (b) Especially designed or prepared chemical or electrochemical oxidation systems for regenera- tion of the chemical oxidising agent(s) used in ion exchange uranium enrichment . b) Speciellt konstruerade eller iordningställda kemiska eller elektrokemiska oxidationssystem för regenerering av den/de kemiska oxiderande agens(er) som används i urananrikningskaska- der med jonbyte. Explanatory note Förklaring The ion exchange enrichment process may use, for example, trivalent titanium (Ti3+) as a reducing cation in which case the reduction system would regenerate Ti3+ by reducing Ti4+. The process may use, for example, trivalent iron (Fe3+) as an oxidant in which case the oxidation system would regenerate Fe3+ by oxidising Fe2+. I anrikningsprocessen kan man exempelvis an- vända trevärt titan (Ti3+) som reducerande katjon, och i detta fall regenererar reduktions- systemet Ti3+ genom att reducera Ti2+. I processen kan man exempelvis använda trevärt järn (Fe3+) som oxidationsmedel, och i detta fall regenererar oxidationssystemet Fe3+ genom att oxidera Fe2+. Expecially designed or prepared systems, equipment and components for use in laser-based enrichment plants 5.7 Speciellt konstruerade eller iordning- ställda system, utrustning och kompo- nenter för användning i laserbaserade an- rikningsanläggningar Introductory note Inledning Present systems for enrichment processes using lasers fall into two categories: those in which the process medium is atomic uranium vapour and those in which the process medium is the vapour of a uranium compound. Common no- menclature for such processes include: first category, atomic vapour laser isotope separa- tion (AVLIS or ); second category, mole- cular laser isotope separation (MLIS or MOLIS) and chemical reaction by isotope se- lective laser activation (CRISLA). The systems, equipment and components for laser enrich- ment plants embrace: (a) devices to feed uranium-metal vapour (for selective photo-ionisation) or devices to feed the vapour of a uranium compound (for photo-dissociation or chemical activation); (b) devices to collect enriched and depleted uranium metal as ''''product` and ''''tails` in the first category, and devices to collect dissociated or reacted compounds as ''''product` and un- affected material as ''''tails` in the second catego- ry; (c) process laser systems to selectively excite the uranium-235 species, and (d) feed preparation and product conversion equipment. The complexity of the spectroscopy of ura- nium atoms and compounds may require incor- poration of any of a number of available laser technologies. kan anrikningssystem med la- ser indelas i två kategorier: sådana där pro- cessmediet är atomär uranånga och sådana där processmediet är en ånga av en uranförening. Sådana processer kallas vanligen i första kate- gorin AVLIS eller (atomic vapor laser isotope separation) och i andra kategorin MLIS/MOLIS (molecular laser isotope separa- tion) eller CRISLA (chemical reaction by iso- tope selective laser activation). System, utrust- ning och komponenter för laseranrikningsan- läggningar omfattar: a) anordningar för matning av förångat metalliskt uran (för selektiv fotojonisation) eller anordningar för matning av en förångad uran- förening (för fotodissociation eller kemisk akti- vering), b) anordningar för att samla upp anrikat och utarmat metalliskt uran som slutprodukt och restfraktion i den första kategorin, och an- ordningar för att samla upp dissocierade eller reagerade föreningar som produkt och opåver- kat material som restfraktion i den andra kate- gorin, c) processlasersystem för att selektivt excite- ra uran-235, samt d) utrustning för att förbereda matningen och omvandla slutprodukten.