ХИМИЧЕСКИЕ ОСНОВЫ БЕЗОПАСНОГО ХРАНЕНИЯ УРАНА

Куранова О. В.

СФТИ МИФИ, г. Снежинск.


Особенностью предприятий ядерной энергетики является то, что в технологических процессах обращаются радиационно и ядерноопасные материалы, некоторые из которых обладают высокой пожарной опасностью: плутоний, уран, гидрид лития.

В настоящей работе рассмотрены химические процессы, протекающие при хранении урана [1-4] (монолитные детали или отходы (стружка), полученные в результате механической обработки заготовок). Рассмотрены условия хранения урана в ограниченном герметичном объеме (контейнере). Исходная газовая среда контейнера — влажный атмосферный воздух при комнатной температуре. Основные химические процессы, протекающие при взаимодействии урана с компонентами газовой среды — реакции взаимодействия урана с кислородом и парами воды. В первую очередь происходит взаимодействие урана с кислородом воздуха, в результате которого образуется двуокись урана. Оксидная коррозия протекает с медленной скоростью в условиях ограниченного объема и приводит к снижению содержания кислорода в газовой среде контейнера. При достижении некоторых критических значений содержания кислорода (до 3-5 об. %) уран начинает взаимодействовать с парами воды. Данная реакция протекает со значительно большей (чем взаимодействие с кислородом) скоростью. Продуктами взаимодействия являются двуокись урана и водород.

«Залповый» выброс водорода приводит к повышению давления внутри контейнера. Величина этого давления в основном зависит от величины и состава свободного объема контейнера и количества хранящегося урана. Для того, чтобы внутреннее давление оставалось безопасным, то есть чтобы не происходила разгерметизация контейнера и не возникали взрывоопасные смеси кислорода воздуха и водорода, необходимо принять ряд мер:

  1. Контейнер для хранения изделий из урана должен обеспечивать доступ кислорода (воздуха) во внутренний объем.
  2. В контейнере необходимо предусмотреть меры по связыванию паров воды с помощью различного рода осушителей типа селикогеля и др.
Литература
  1. В.М. Вдовенко «Химия урана и трансурановых элементов», издательство АН СССР, М.-Л., 1960, -700 с.
  2. Дж. Кац, Е. Рабинович «Химия урана», т. 1, пер. с англ., издательство иностранной литературы, М., 1954,-490 с.
  3. «The corrosion and protection of uranium», S. Orman, Атом № 150, 1969, p. 93-99.
  4. «Uranium + Water Reaction. Part 2. — Effect of Oxigen and Other Gases», M. McD. Baker, L. N. Less, S. Orman, Trans. Faraday Soc. № 62, 1966, p. 2525-2530.