СПОСОБ ОБРАБОТКИ ОТРАБОТАННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА И ИСПОЛЬЗУЕМЫЙ ДЛЯ ЭТОГО ЦЕНТРОБЕЖНЫЙ ЭКСТРАКТОР

1. Способ переработки отработанного ядерного топлива путем растворения отработанного ядерного топлива в водном растворе азотной кислоты, отделения и извлечения нуклидов, содержащихся в полученном растворе топлива, путем экстракции растворителем, при этом способ включает:
этап электролитического регулирования валентности, в ходе которого электролитически восстанавливают нуклиды, содержащиеся в растворе топлива, при этом не извлекают продукты деления или младшие актиниды, восстановление проводят до тех пор, пока валентность плутония не достигнет уровня, при котором низка эффективность экстракции растворителем, при этом валентность плутония, содержащегося в растворе топлива, используется в качестве параметра; и
этап отделения нуклидов, в ходе которого посредством использования экстрагирующего растворителя, который экстрагирует уран, содержащийся в растворе топлива, уран извлекают в экстрагирующий растворитель из раствора топлива, подвергнутого этапу электролитического регулирования валентности.
2. Способ по п.1, в котором в ходе этапа электролитического регулирования валентности нуклиды, содержащиеся в растворе топлива, подвергают электролитическому восстановлению до тех пор, пока валентность плутония не станет равной 3, а в ходе этапа отделения нуклидов в качестве экстрагирующего растворителя используют органический растворитель, содержащий трибутилфосфат, разбавленный додеканом.
3. Способ по п.1, в котором в ходе этапа отделения нуклидов используют технологию центробежной экстракции для отделения с помощью центробежной силы раствора топлива, подвергнутого этапу электролитического регулирования валентности, от экстрагирующего растворителя, при этом уран содержится в отделенном экстрагирующем растворителе.
4. Центробежный экстрактор, содержащий:
блок центробежной экстракции; и
блок электролитического восстановления,
в котором блок центробежной экстракции содержит корпус основной части, образующий внешнюю оболочку, и корпус ротора, расположенный в корпусе основной части и выполненный так, чтобы с помощью центробежной силы осуществлять фазовое разделение смеси из раствора топлива, который получен растворением отработанного ядерного топлива в водном растворе азотной кислоты, и экстрагирующего растворителя, предназначенного для экстракции нуклидов, содержащихся в растворе топлива, в указанном блоке центробежной экстракции имеется пространство, образованное нижней стенкой корпуса основной части и нижней стенкой корпуса ротора, которое предназначено для использования в качестве пространства для смешивания, где раствор топлива смешивают с экстрагирующим растворителем, и
в котором блок электролитического восстановления выполнен так, что раствор топлива, содержащий продукты деления и младшие актиниды, направляется в блок электролитического восстановления и так, чтобы осуществлять электролитическое восстановление нуклидов, содержащихся в направленном растворе топлива, до тех пор, пока валентность плутония, содержащегося в растворе топлива, не выйдет на уровень, при котором эффективность экстракции растворителем станет низкой, и так, чтобы подавать электролитически восстановленный раствор топлива в корпус ротора.
5. Центробежный экстрактор по п.4, в котором блок электролитического восстановления выполнен так, чтобы осуществлять электролитическое восстановление нуклидов, содержащихся в растворе топлива, до тех пор, пока валентность плутония, содержащегося в растворе топлива, не станет равной 3, а блок центробежной экстракции выполнен так, чтобы подавать в пространство для смешивания электролитически восстановленный раствор топлива и органический растворитель, который содержит трибутилфосфат, разбавленный додеканом, и который служит в качестве экстрагирующего растворителя.
6. Центробежный экстрактор по п.5, в котором блок центробежной экстракции выполнен так, чтобы осуществлять центробежную экстракцию при скорости вращения корпуса ротора, равной 1000 об/мин или более, и скорости течения, с которой раствор топлива и экстрагирующий растворитель подают в корпус ротора, равной 0,2 л/мин или более.
7. Центробежный экстрактор по п.5, в котором блок центробежной экстракции выполнен так, чтобы осуществлять центробежную экстракцию при скорости вращения корпуса ротора, равной 4000 об/мин или более, и скорости течения, с которой раствор топлива и экстрагирующий растворитель подают в корпус ротора, равной 0,4 л/мин или более.
8. Центробежный экстрактор по п.4, в котором блок электролитического восстановления содержит: емкость электролитического восстановления, которая расположена снаружи корпуса основной части блока центробежной экстракции и в которую подают раствор топлива; перегораживающий элемент, который предотвращает прохождение электролитически восстановленного плутония и дает возможность прохода водному раствору азотной кислоты, этот перегораживающий элемент расположен внутри емкости электролитического восстановления; анодную камеру, в которой расположен анод, и катодную камеру, в которой расположен катод, указанные камеры отделены друг от друга перегораживающим элементом, так что раствор топлива подают в катодную камеру с целью осуществления электролитического восстановления.
9. Центробежный экстрактор по п.8, в котором электроды блока электролитического восстановления выполнены, по меньшей мере, из одного металла, выбранного из группы, состоящей из золота, платины, титана, рутения, родия и палладия, из сплава двух или более упомянутых выше металлов или из стеклоуглерода, или покрыты, по меньшей мере, одним из указанных материалов.
10. Центробежный экстрактор по п.8, в котором перегораживающий элемент блока электролитического восстановления выполнен из органического полимерного материала или керамического материала.
11. Центробежный экстрактор по п.4, в котором блок электролитического восстановления содержит: емкость электролитического восстановления, которая служит в качестве пространства для смешивания блока электролитического восстановления; и электроды, предназначенные для электролитического восстановления нуклидов, содержащихся в растворе топлива, который подают в пространство для смешивания, служащего в качестве емкости электролитического восстановления.
12. Центробежный экстрактор по п.11, в котором электроды блока электролитического восстановления расположены в пространстве для смешивания и являются кольцеобразными электродами, в которых аноды и катоды расположены концентрически и чередуются друг с другом.
13. Центробежный экстрактор по п.11, в котором электроды блока электролитического восстановления содержат анод, который представляет собой один узел, выбранный из корпуса основной части или корпуса ротора блока центробежной экстракции, который заряжен положительно, и катод, который представляет собой другой узел, выбранный из корпуса основной части или корпуса ротора блока центробежной экстракции, который заряжен отрицательно.
14. Центробежный экстрактор по п.11, в котором электроды блока электролитического восстановления выполнены, по меньшей мере, из одного металла, выбранного из группы, состоящей из золота, платины, титана, рутения, родия и палладия, из сплава двух или более упомянутых выше металлов или из стеклоуглерода, или покрыты, по меньшей мере, одним из указанных материалов.