AUC çöktürme koşullarının incelenmesi ve toz özelliklerine etkileri

Abstract

ÖZET Çalışmada ü_ O ticari konsantresinin çözülme ve ?i o saf lastırılma aşamaları incelenmiştir. Elde edilen saf uranil nitrat çözeltilerinden değişik koşullarda AUC çöktürülmüs ve bu koşulların toz özelliklerine etkileri incelenmiştir. öncelikle saflaştırmanın ilk aşaması olan uranyum konsantresinin çözülmesi incelenmiştir. Burada amaç, uranyumu çözeltiye almak ve solvent ekstraksiyonuna hazır hale getirmektir, önemli hususlar olarak çözmenin dayandığı ana reaksiyonun belirlenmesi için termodinamiği incelenmiş, en az asit sarfiyatı ile en iyi çözme verimi sağlamada nitrik asit ve uranyum konsantresi oranları belirlenmiş, çözmenin kinetiği incelenerek gerekli çözme süresi, reaksiyon mertebesi ve hız sabiti saptanmıştır. ikinci aşamada, saf olmayan uranil nitrat çözeltilerinin TBP ile saf lastırılmasıjekstraksiyon, yıkama, geri ekstraksiyon koşulları incelenmiş ve saf uranil nitrat çözeltileri elde edilmiştir. Üçüncü aşamada ise, saf uranil nitrat çözeltilerinden AUC çöktürme koşulları ve toz özelliklerine etkileri incelen miştir. Elde edilen tozların Termal Bozunması, özgül Yüzey Alanı, Ortalama Tane Boyutu, Tane Boyutu Dağılımı, Akışkanlığı incelenmiş ve yakıt yapımına uygun AUC çöktürme koşulları belirlenmiştir. İdeal koşullarda elde edilen tozların kimyasal analizleri yapılmış, İR ve X Isınları Kırınım Spektrumları (XRD) alınmıştır. Elde edilen AUC kristallerinin Amonyum Uranil Trikarbonat yapısına uyduğu ve literatürdeki bilgiler IIile tamamen uyum sağladığı görülmüştür. AUC tozları daha sonra hidrojen atmosferinde indirgenerek UO tozları elde edilmiştir. III

SUMMARY In this study the steps of dissolution and purification of commercial concentrate of U`0ft have been studied. AUC have been precipitated under different conditions from pure uranyl nitrate solutions and the effects of these conditions on the powder properties have been studied. At the first place, the dissolution which is the first step of the purification of uranium concentrate, have been studied. Here the aim is to transfer uranium into the solution and to make it ready for the solvent extraction. The thermodinamic properties of dissolution for determination of its principal reaction and for obtaining the best efficiency with the minimum spent of acid, the ratio of nitric acid and uranium concentrate have been determined. By studying the kinetic of dissolution, the time necessary for dissolution, the degree of reaction and the rate constant have been determined. In the second step, the purification of impure uranyl nitrate solutions with TBP; extraction, scrubbing, stripping conditions have been studied and pure uranyl nitrate solutions have been obtained. At the third step, the conditions of precipitation of AUC from the pure uranyl nitrate solutions and its influences to the powder properties have been investigated. Thermal Decomposition, Specific Surface Area, Mean Particle Size, Distribution of Particle Size of the powders obtained have been studied and the available precipitation conditions to the production of nuclear fuel have been determined. Chemical IVanalyses of the powder obtained at the optimum conditions were made, their IR and X~Ray diffraction specta were taken. It was observed that AUC crystals have the same structure as Ammonium Uranyl Tricarbonate and they are in perfect agreement with the literature findings. After then, the AUC powders have been reduced to U0_ at the hydrogene atmosphere.