СПОСОБ РЕГЕНЕРАЦИИ ОТРАБОТАННОГО ЯДЕРНОГО ТОПЛИВА И ПОЛУЧЕНИЯ СМЕШАННОГО УРАН-ПЛУТОНИЕВОГО ОКСИДА

1. Способ регенерации отработанного ядерного топлива и получения смешанного уран-плутониевого оксида, который включает в себя, по меньшей мере:
a) стадию отделения урана и плутония от продуктов деления, америция и кюрия, которые присутствуют в водном нитратном растворе, образовавшемся при растворении отработанного ядерного топлива в азотной кислоте, причем эта стадия включает в себя, по меньшей мере, одну операцию совместной экстракции урана в степени окисления (VI), и плутония в степени окисления (IV), из указанного водного раствора путем контактирования этого раствора с фазой растворителя, не смешивающейся с водой, содержащей, по меньшей мере, один экстрагент;
b) стадию распределения урана и плутония, совместно экстрагированных на стадии а), между двумя водными фазами, а именно первой водной фазой, содержащей плутоний и уран, и второй водной фазой, содержащей уран, но не содержащей плутоний;
c) стадию очистки плутония и урана, присутствующих в первой водной фазе, полученной после стадии b) от продуктов деления, которые находятся в этой фазе; и
d) стадию совместного превращения плутония и урана, которые присутствуют в водной фазе, полученной после стадии с), в смешанный уран-плутониевый оксид.
2. Способ по п.1, в котором стадия а) также включает, по меньшей мере, одну операцию промывки, в которой фазу растворителя, полученную после совместной операции экстракции урана-плутония, промывают путем контактирования указанной фазы растворителя с водной нитратной фазой.
3. Способ по п.1 или 2, в котором:
стадия b) включает в себя, по меньшей мере:
1
b) стадию реэкстракции плутония, в степени окисления (III), и части урана, в степени окисления (VI), из фазы растворителя, полученной после стадии а), путем контактирования этой фазы с водной нитратной фазой, содержащей восстанавливающий агент, который способен восстанавливать плутоний (IV) до плутония (III) без восстановления урана; и
1
1
b) операцию реэкстракции урана, который не был экстрагирован из указанной фазы растворителя в ходе операции b), путем контактирования этой фазы с водной нитратной фазой; и
стадия с) включает в себя, по меньшей мере:
1
1
c) операцию совместной экстракции плутония в степени окисления (IV) и урана в степени окисления (VI), из водной фазы, полученной после стадии b), путем контактирования этой фазы с фазой не смешивающегося с водой растворителя, содержащей, по меньшей мере, один экстрагент в органическом разбавителе;
2
1
с) операцию промывки, в которой фазу растворителя, полученную после операции c), промывают путем контактирования этой фазы с водной нитратной фазой; и
3
2
c) операцию реэкстракции плутония в степени окисления (III), и части урана в степени окисления (VI), из фазы растворителя, полученной после операции c), путем контактирования этой фазы с водной нитратной фазой, содержащей восстанавливающий агент, который способен восстанавливать плутоний (IV) до плутония (III), без восстановления урана (VI).
1
4. Способ по п.3, который дополнительно включает между стадиями b) и с) операцию окисления плутония (III), присутствующего в водной фазе, полученной после операции b), в плутоний (IV).
1
5. Способ по п.3, в котором нептуний, который присутствует в водной фазе, полученной после стадии b), удаляют в ходе стадии b) или в ходе стадии с).
3
1
6. Способ по п.5, в котором с целью удаления нептуния, стадия b) также включает операцию b) реэкстракции нептуния в степени окисления (IV), из водной фазы, полученной после операции b), путем контактирования этой фазы с не смешивающейся с водой фазой растворителя, содержащей, по меньшей мере, один экстрагент в органическом разбавителе.
3
7. Способ по п.6, в котором операция b) дополнительно включает добавление урана к водной нитратной фазе.
3
8. Способ по п.6, в котором операция c) дополнительно включает добавление урана к водной нитратной фазе.
9. Способ по п.7, в котором уран представляет собой уран (VI) или уран (IV).
10. Способ по п.8, в котором уран представляет собой уран (VI) или уран (IV).
2
11. Способ по п.5, в котором с целью удаления нептуния, водная нитратная фаза, используемая в ходе операции с), включает в себя восстанавливающий агент, который способен восстанавливать нептуний (VI) до нептуния (V) без восстановления плутония (IV) или урана (VI).
1
12. Способ по п.3, в котором нептуний, который присутствует в первой водной фазе, полученной после стадии b), следует вместе с плутонием, присутствующим в этой фазе, вплоть до стадии d).
13. Способ по п.5, в котором стадия d) включает в себя:
стабилизацию плутония в степени окисления (III), урана в степени окисления (IV) и, если необходимо, нептуния в степени окисления (IV), с помощью однозарядного катиона, содержащего только атомы, выбранные из кислорода, углерода, азота и водорода;
совместное осаждение стабилизированного таким образом плутония, урана и, если необходимо, нептуния, под действием щавелевой кислоты или одной из ее солей или производных; и затем
прокаливание полученного таким образом совместного осадка.
14. Способ по п.12, в котором стадия d) включает в себя:
стабилизацию плутония в степени окисления (III), урана в степени окисления (IV) и, если необходимо, нептуния в степени окисления (ГУ), с помощью однозарядного катиона, содержащего только атомы, выбранные из кислорода, углерода, азота и водорода;
совместное осаждение стабилизированного таким образом плутония, урана и, если необходимо, нептуния, под действием щавелевой кислоты или одной из ее солей или производных; и затем
прокаливание полученного таким образом совместного осадка.
3
15. Способ по п.5, который дополнительно включает, между стадиями с) и d), стадию хранения водной фазы, полученной после операции с).
3
16. Способ по п.12, который дополнительно включает, между стадиями с) и d), стадию хранения водной фазы, полученной после операции с).
3
17. Способ по п.14, который дополнительно включает, между стадиями с) и d), стадию хранения водной фазы, полученной после операции с).
18. Способ по п.17, который дополнительно включает:
3
между стадией с) и стадией хранения, операцию окисления плутония (III), присутствующего в водной фазе, полученной после операции с), в плутоний (IV), с последующей операцией концентрирования этой водной фазы; и
между стадией хранения и стадией d), операцию восстановления плутония (IV), урана (VI) и, если необходимо, нептуния (VI), которые присутствуют в концентрированной водной фазе, которая находится на стадии хранения, до плутония (III), до урана (IV) и до нептуния (IV).
19. Способ по п.17, который дополнительно включает:
3
между стадией с) и стадией хранения, операцию окисления плутония (III), присутствующего в водной фазе, полученной после операции c), в плутоний (IV), с последующей операцией концентрирования этой водной фазы; и
между стадией хранения и стадией d), операцию восстановления плутония (IV) и, если необходимо, нептуния (VI), которые присутствуют в концентрированной водной фазе, которая находится на стадии хранения, до плутония (III), с последующей операцией экстракции урана (VI), путем контактирования указанной водной фазы с не смешивающейся с водой фазой растворителя, содержащей, по меньшей мере, один экстрагент в органическом разбавителе.
20. Способ по п.13, в котором смешанный уран-плутониевый оксид, полученный после стадии d), не содержит нептуний.
21. Способ по п.20, в котором смешанный уран-плутониевый оксид имеет массовое отношение U/Pu, приблизительно 50/50.
22. Способ по п.14, в котором смешанный уран-плутониевый оксид, полученный после стадии d), содержит нептуний.
23. Способ по п.22, в котором смешанный уран-плутониевый оксид имеет массовое соотношение U/Pu/Np, приблизительно 49/49/2.
24. Способ по п.1, в котором экстрагент представляет собой триалкилфосфат.
25. Способ по п.3, в котором экстрагент представляет собой триалкилфосфат.
26. Способ по п.6, в котором экстрагент представляет собой триалкилфосфат.
27. Способ по п.15, в котором экстрагент представляет собой триалкилфосфат.
28. Способ по п.1, в котором органический разбавитель представляет собой додекан.
29. Способ по п.3, в котором органический разбавитель представляет собой додекан.
30. Способ по п.6, в котором органический разбавитель представляет собой додекан.
31. Способ по п.15, в котором органический разбавитель представляет собой додекан.
32. Способ по п.1, в котором фаза растворителя содержит три-н-бутилфосфат в додекане, в объемном отношении приблизительно 30/70.
33. Способ по п.3, в котором фаза растворителя содержит три-н-бутилфосфат в додекане, в объемном отношении приблизительно 30/70.
34. Способ по п.6, в котором фаза растворителя содержит три-н-бутилфосфат в додекане, в объемном отношении приблизительно 30/70.
35. Способ по п.15, в котором фаза растворителя содержит три-н-бутилфосфат в додекане, в объемном отношении приблизительно 30/70.
36. Способ по п.3, в котором восстанавливающий агент, который способен восстанавливать плутоний (IV) в плутоний (III) без восстановления урана, представляет собой нитрат четырехвалентного урана или гидроксиламмонийнитрат.
37. Способ по п.36, в котором восстанавливающий агент используется в сочетании с поглотителем азотистой кислоты, предпочтительно гидразином.
38. Способ по п.11, в котором восстанавливающий агент, который способен восстанавливать нептуний (VI) до нептуния (V) без восстановления или плутония (IV) или урана (VI), представляет собой соединение из семейства бутиральдегида или гидразина.
39. Способ по п.32, в котором стадия а) включает в себя:
3
первую операцию промывки, которую проводят с фазой растворителя, полученной после совместной экстракции урана и плутония путем контактирования указанной фазы растворителя с водной нитратной фазой, содержащей приблизительно от 1 до 3 моль/л HNO;
3
вторую операцию промывки, которую проводят с фазой растворителя путем контактирования указанной фазы растворителя с водной нитратной фазой, содержащей приблизительно от 3 до 5 моль/л HNO; и
дополнительную операцию совместной экстракции урана и плутония из водной фазы, полученной после второй операции промывки, путем контактирования этой фазы с фазой растворителя, содержащей приблизительно 30% (по объему) три-н-бутилфосфата в додекане.
40. Способ по п.33, в котором стадия а) включает в себя:
3
первую операцию промывки, которую проводят с фазой растворителя, полученной после совместной экстракции урана и плутония путем контактирования указанной фазы растворителя с водной нитратной фазой, содержащей приблизительно от 1 до 3 моль/л HNO;
3
вторую операцию промывки, которую проводят с фазой растворителя путем контактирования указанной фазы растворителя с водной нитратной фазой, содержащей приблизительно от 3 до 5 моль/л HNO; и
дополнительную операцию совместной экстракции урана и плутония из водной фазы, полученной после второй операции промывки, путем контактирования этой фазы с фазой растворителя, содержащей приблизительно 30% (по объему) три-н-бутилфосфата в додекане.
41. Способ по п.34, в котором стадия а) включает в себя:
3
первую операцию промывки, которую проводят с фазой растворителя, полученной после совместной экстракции урана и плутония путем контактирования указанной фазы растворителя с водной нитратной фазой, содержащей приблизительно от 1 до 3 моль/л HNO;
3
вторую операцию промывки, которую проводят с фазой растворителя путем контактирования указанной фазы растворителя с водной нитратной фазой, содержащей приблизительно от 3 до 5 моль/л HNO; и
дополнительную операцию совместной экстракции урана и плутония из водной фазы, полученной после второй операции промывки, путем контактирования этой фазы с фазой растворителя, содержащей приблизительно 30% (по объему) три-н-бутилфосфата в додекане.
42. Способ по п.35, в котором стадия а) включает в себя:
3
первую операцию промывки, которую проводят с фазой растворителя, полученной после совместной экстракции урана и плутония путем контактирования указанной фазы растворителя с водной нитратной фазой, содержащей приблизительно от 1 до 3 моль/л HNO;
3
вторую операцию промывки, которую проводят с фазой растворителя путем контактирования указанной фазы растворителя с водной нитратной фазой, содержащей приблизительно от 3 до 5 моль/л HNO; и
дополнительную операцию совместной экстракции урана и плутония из водной фазы, полученной после второй операции промывки, путем контактирования этой фазы с фазой растворителя, содержащей приблизительно 30% (по объему) три-н-бутилфосфата в додекане.
43. Способ по п.33, в котором:
1
3
3
водные нитратные фазы, используемые в ходе операций b) и с), содержат приблизительно от 0,05 до 2 моль/л HNO;
2
3
водная нитратная фаза, используемая в ходе операции b), содержит приблизительно от 0 до 0,05 моль/л HNO; тогда как
2
3
водная нитратная фаза, используемая в ходе операции c), содержит приблизительно от 1 до 3 моль/л HNO.
44. Способ по п.1, который дополнительно включает операции очистки урана, присутствующего во второй водной фазе, полученной после стадии b).
45. Способ по п.1, в котором отработанное ядерное топливо представляет собой ураноксидное топливо или смешанное уран-плутониевое оксидное топливо.