Product Design, Manufacturing & Innovation Resources
بيت » عملية بيوركس

عملية بيوركس

1950
  • Herbert H. Anderson
  • Larned B. Asprey
مرفق إعادة المعالجة النووية باستخدام عملية بيوركس لاستخلاص اليورانيوم والبلوتونيوم.

(صورة تم إنشاؤها للتوضيح فقط)

بيوركس، اختصار يُعدّ استخلاص البلوتونيوم واليورانيوم من خلال الاستخراج، الصناعة الرئيسية طريقة لإعادة معالجة الوقود النووي المستهلك. تستخدم هذه التقنية الاستخلاص السائل-السائل لفصل اليورانيوم والبلوتونيوم عن نواتج الانشطار عالية الإشعاع. وتعتمد العملية على محلول بنسبة 30% من فوسفات ثلاثي البوتيل (TBP) في مخفف هيدروكربوني لاستخلاص اليورانيوم سداسي التكافؤ (U(VI)) والبلوتونيوم رباعي التكافؤ (Pu(IV)) بشكل انتقائي من حمض النيتريك.

أصبحت عملية بيوركس، التي طُوّرت في أواخر أربعينيات القرن العشرين كجزء من البرنامج النووي الأمريكي، المعيار العالمي لإعادة معالجة الوقود النووي. ويكمن سر نجاحها في الانتقائية العالية للمستخلص، فوسفات ثلاثي البوتيل (TBP)، لليورانيوم والبلوتونيوم في حالات أكسدة محددة. تبدأ العملية بإذابة قضبان الوقود المستهلكة في حمض النيتريك الساخن. في خطوة الاستخلاص الأولى، يُلامس محلول حمض النيتريك المائي، الذي يحتوي على اليورانيوم والبلوتونيوم ونواتج الانشطار، مع مذيب TBP/الكيروسين. يشكل TBP مركبات مستقرة مع اليورانيوم سداسي التكافؤ (على شكل [latex]UO_2(NO_3)_2(TBP)_2[/latex]) والبلوتونيوم رباعي التكافؤ (على شكل [latex]Pu(NO_3)_4(TBP)_2[/latex])، حيث يستخلصها إلى الطور العضوي بينما تبقى معظم نواتج الانشطار، عادةً في حالات الأكسدة +1 أو +2 أو +3، في الراشح المائي.

يتم فصل اليورانيوم والبلوتونيوم في خطوة لاحقة. يُضاف عامل مُختزل، مثل كبريتات الحديدوز أو نترات الهيدروكسيل أمين، لاختزال البلوتونيوم بشكل انتقائي من حالة Pu(IV) إلى حالة Pu(III) غير القابلة للاستخلاص. يسمح هذا بفصل البلوتونيوم وإعادته إلى محلول مائي نقي، بينما يبقى اليورانيوم في المحلول العضوي. في النهاية، يُفصل اليورانيوم عن المذيب العضوي باستخدام محلول مخفف من حمض النيتريك. هذه العملية عالية الكفاءة، لكنها تُنتج كميات كبيرة من النفايات السائلة المشعة، وتُثير مخاوف بشأن الانتشار النووي نظرًا لفصل البلوتونيوم النقي. يجري تطوير نسخ متقدمة من عملية PUREX لاستخلاص البلوتونيوم مع الأكتينيدات الأخرى لإنتاج منتج أكثر مقاومة للانتشار النووي.

UNESCO Nomenclature: 2209
الفيزياء النووية وفيزياء الطاقة العالية

يكتب

العملية الكيميائية

الاضطراب

المالية الفرعية

الاستخدام

الاستخدام الواسع النطاق

السلائف

  • اكتشاف الانشطار النووي والعناصر ما بعد اليورانيوم
  • حاجة مشروع مانهاتن إلى فصل البلوتونيوم (على سبيل المثال، عملية فوسفات البزموت السابقة)
  • تطوير فوسفات التريبوتيل (TBP) كمُلَيِّن ومذيب
  • التطورات في تكنولوجيا التعامل عن بعد مع المواد شديدة الإشعاع
  • تطوير موصلات الخلاط-المستقر والعمود النبضي

التطبيقات

  • استعادة المواد الانشطارية (اليورانيوم 235، البلوتونيوم 239) لإعادة استخدامها في المفاعلات النووية
  • إنتاج البلوتونيوم المنفصل للأسلحة النووية
  • تصنيع وقود أكسيد مختلط (MOX)
  • تقليل حجم النفايات النووية عالية المستوى والسمية الإشعاعية طويلة المدى
  • عزل النظائر المحددة للاستخدام الطبي أو الصناعي

براءات الاختراع:

  • US2924506A

أفكار ابتكارات محتملة

بسبب عمليات جمع البيانات من خلال برامج الروبوت، والتي تتجاوز حاليًا 40 ألفًا يوميًا، فإن هذا المحتوى مخصص لأعضاء المجتمع فقط.
> تسجيل الدخول < أو > سجل < (مجاني 100٪) للوصول إلى هذا، وكذلك جميع المحتويات والأدوات الأخرى المقيدة.

ذات صلة بـ: PUREX، إعادة معالجة المواد النووية، الوقود النووي المستهلك، البلوتونيوم، اليورانيوم، فوسفات ثلاثي البوتيل، TBP، استخلاص المذيبات، الكيمياء النووية، النفايات المشعة.

السياق التاريخي

عملية بيوركس

1950
1950
1950
1950
1950
1957
1957
1950
1950
1950
1950
1950
1950
1957
1958

(إذا كان التاريخ غير معروف أو غير ذي صلة، على سبيل المثال "ميكانيكا الموائع"، يتم توفير تقدير تقريبي لظهوره الملحوظ)

الصور بالحجم الكامل والتنزيلات متاحة فقط 100% مجاناً للأعضاء المسجلين.