Ядерное оружие

Развитие радиохимической технологии

Развитие отечественной школы радиохимии началось в Радиевом институте АН СССР под руководством академика В. Г. Хлопина. В 1946 г. в РИАНе была пред¬ложена первая в стране ацетатно-фторидная технология промышленного выделе¬ния плутония и урана из облученного уранового топлива. Технология была про¬верена и отработана на опытной радиохимической установке У-5 в институте НИИ-9 и внедрена на первом радиохимическом заводе (завод Б) в Челябинске-40 (впоследствии Челябинск-65).
На начальном этапе эксплуатации химический передел завода Б основывался на окислительно-восстановительном процессе ацетатного осаждения уранил-триацетата. Этот процесс проходил в две стадии — на первой осуществлялась очи¬стка плутония и урана от продуктов деления и отделение плутония от урана в ходе ацетатного осаждения. На второй стадии осуществлялся аффинаж (доочистка) плутония при его осаждении с помощью фторида лантана.
Радиохимическая технология постоянно совершенствовалась с целью повы¬шения ее безопасности, полноты извлечения и чистоты плутония и урана и сни¬жения расхода материалов и объемов образующихся отходов. Вследствие высо¬кой химической агрессивности фтора, использование лантанно-фторидной техно¬логии было дорогим и небезопасным. Поэтому при разработке второго радиохи¬мического завода (завод ББ), построенного в Челябинске-40 в конце 50-х годов, было решено отказаться от лантанно-фторидной технологии в пользу использо¬вания двойного цикла ацетатного осаждения. Ацетатная технология, однако, так¬же была весьма дорогостоящей, приводила к большим объемам растворов и от¬ходов и требовала создания целого ряда вспомогательных произведет Поэтому в начале 60-х годов второй цикл ацетатного осаждения (на стадии аффинажа плу¬тония) был заменен сорбционными методами, основанными на селективном по¬глощении плутония ионно-обменными смолами. Введение сорбционной техноло¬гии значительно повысило качество продукции завода. Однако использование новой технологии оказалось небезопасным и, после взрыва сорбционной колон¬ны, произошедшего в Челябинске в 1965 г.,90 было решено начать работы по вне¬дрению экстракционных технологий. (Первые исследования по экстракционным технологиям были начаты в конце 40-х годов.) Экстракционные технологии стали основой господствующей в настоящее время схемы переработки отработавшего реакторного топлива типа Пурекс (Purex) и используются на всех радиохимиче¬ских заводах России. Пурекс представляет собой многостадийный процесс, осно¬ванный на селективной экстракции плутония и урана с помощью трибутилфос-фата.
В создании радиохимических технологий принимали участие многие инсти¬туты и организации. Научные разработки и отработка радиохимических техноло¬гий велись в Радиевом институте, ВНИИ неорганических материалов, ВНИИ хи¬мической технологии.91 Основные конструкторские разработки и производство оборудования осуществлялись Свердловским НИИ химического машинострое¬ния. Проектные решения проходили экспертизу или разрабатывались располо¬женным в Ленинграде Всесоюзным научно-исследовательским и проектным ин¬ститутом энерготехнологий (ВНИПИЭТ). Основную тяжесть по проверке научно-технических решений и внедрении технологий несли непосредственно комбина¬ты по производству плутония.