Sdělení Ministerstva zahraničních věcí o sjednání Dodatkového protokolu k Dohodě mezi Rakouskou republikou, Belgickým královstvím, Dánským královstvím, Finskou republikou, Spolkovou republikou Německo, Řeckou republikou, Irskem, Italskou republikou, Lucemburským velkovévodstvím, Nizozemským královstvím, Portugalskou republikou, Španělským královstvím, Švédským královstvím, Evropským společenstvím pro atomovou energii a Mezinárodní agenturou pro atomovou energii o provádění čl. III odst. 1 a 4 Smlouvy o nešíření jaderných zbraní

Speciálně konstruované nebo upravené, hermeticky utěsněné válcové nádoby o průměru větším než 300 mm (12“) a výšce nad 900 mm (35“) nebo pravoúhlé nádoby srovnatelných rozměrů, které mají jednu přivádějící a dvě odtokové přípojky o průměru větším než 500 mm (2“), ve kterých jsou umístěny difúzní přepážky. Tyto nádoby jsou vyrobeny nebo uvnitř obloženy materiály odolnými vůči korozi UF₆ a jsou projektovány pro instalaci v horizontální nebo vertikální poloze.

Speciálně konstruované nebo upravené axiální, odstředivé nebo objemové kompresory nebo plynová dmychadla s minimálním sacím výkonem 1 m³/min UF₆ a výtlačným tlakem až do několika set kPa (100 psi), projektované pro dlouhodobou práci v prostředí UF₆ s elektrickým motorem nebo bez něj o odpovídajícím výkonu, jakož i jednotlivé montážní celky těchto kompresorů a plynových dmychadel. Tyto kompresory a plynová dmychadla mají poměr tlaků 2:1 až 6:1 a jsou vyrobeny z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo jsou jimi obloženy.

Speciálně konstruovaná nebo upravená vakuová těsnění, která zajišťují utěsnění vstupních a výstupních přírub, sloužící k utěsnění hřídele spojující rotor kompresoru nebo plynového dmychadla s poháněcím motorem a zajišťující spolehlivé utěsnění vnitřní komory kompresoru nebo plynového dmychadla, které jsou naplněny UF₆. Taková těsnění jsou obvykle projektována na rychlost průniku vyrovnávacího plynu dovnitř menší než 1 000 cm³/min (60 in³/min).

Speciálně konstruované nebo upravené výměníky tepla vyrobené z materiálů odolných vůči korozi UF₆ (kromě korozivzdorných ocelí) nebo z mědi a popřípadě i kombinací těchto kovů nebo jimi povlakované. Jsou navrženy pro maximální rychlost změny tlaku v důsledku úniků menších než 10 Pa (0,0015 psi) za hodinu při tlakovém rozdílu 100 kPa (15 psi).

Úvodní poznámka

Pomocné systémy, zařízení a komponenty pro obohacovací závody používající plynovou difúzi zahrnují systémy pro dávkování UF₆ do separačních jednotek a propojení jednotlivých celků mezi sebou k vytvoření kaskád, což umožňuje postupně dosáhnout vyššího obohacení a odvádění „produktu“ a „zbytků“ UF₆ z difúzních kaskád. Vzhledem k velké setrvačnosti procesu v difúzních kaskádách vede jakékoli přerušení jejich činnosti a zvláště jejich odstavení k vážným následkům. Proto je v závodech na obohacování plynovou difúzí velmi důležité přísné a nepřetržité udržování vakua ve všech technologických systémech, automatické havarijní ochrany a přesné automatické regulace proudu plynu. Všechny tyto důvody vedou k nutnosti vybavit závod velkým počtem speciálních měřících, regulačních a řídících systémů.

Obvykle UF₆ sublimuje z válců umístěných uvnitř autoklávů a poté je v plynné formě rozváděn potrubním systémem kaskádovitých kolektorů do místa vstupu. Toky „produktu“ a „zbytků“ plynného UF₆ proudící z výstupních míst jsou dopravovány rovněž potrubním systémem kaskádovitých kolektorů do studených jímek nebo kompresorových stanic, ve kterých je plynný UF₆ zkapalňován před jeho následným převedením do vhodných kontejnerů určených pro transport nebo skladování. Protože obohacovací závod sestává z velkého počtu plynových difúzních montážních systémů uspořádaných do kaskád, obsahuje mnoho kilometrů potrubních systémů kaskádovitých kolektorů zahrnujících tisíce svarů s mnohokrát se opakujícím uspořádáním. Zařízení, komponenty a potrubní systémy jsou vyráběny tak, aby vyhověly požadavkům norem na velmi vysoké vakuum a čistotu.

1. 5.4.1 Napájecí systémy/systémy pro odvádění produktu a zbytků
   1. Speciálně konstruované nebo upravené technologické systémy schopné provozu při maximálním tlaku 300 kPa (45 psi) zahrnující:
      1. — napájecí autoklávy (nebo systémy) používané pro přivádění UF₆ do kaskád plynové difúze,
      2. — desublimátory (vymrazovací nádoby) používané pro odvádění UF₆ z kaskád plynové difúze,
      3. — zkapalňovací stanice, ve kterých je plynný UF₆ z kaskád stlačován, chlazen, a tak převáděn do kapalné formy,
      4. — stanice „produktu“ a „zbytků“ používané k plnění do kontejnerů.

1. 5.4.2 Potrubní systémy kolektorů

   Speciálně konstruované nebo upravené potrubní systémy a systémy kolektorů pro dopravu UF₆ uvnitř kaskád plynové difúze. Tato potrubní síť je obvykle projektována se „zdvojeným“ systémem kolektorů, kde je každá jednotka spojena s každým z kolektorů.

1. 5.4.3 Vakuové systémy
   1. a) Speciálně konstruované nebo upravené rozsáhlé vakuové kolektory, sběrné potrubí a vakuové vývěvy se sacím výkonem 5 m³/min (17,5 ft³/min) nebo větším.
   2. b) Vakuové vývěvy speciálně konstruované pro práci v prostředí obsahujícím UF₆ vyrobené z hliníku, niklu nebo ze slitin z obsahem niklu převyšujícím 60 % nebo těmito materiály povlakované. Tyto vývěvy mohou být provedeny buď jako rotační, anebo objemové. Mohou mít ucpávky a těsnění z fluorovaných uhlovodíkových polymerů a mohou používat speciální provozní kapaliny.

1. 5.4.4 Speciální uzavírací a regulační ventily

   Speciálně konstruované nebo upravené uzavírací ventily s ručním nebo automatickým ovládáním a regulační vlnovcové ventily o průměru 40 až 1 500 mm (1,5 až 59“) vyrobené z materiálů odolných vůči UF₆ pro instalaci v hlavních i pomocných systémech obohacovacích závodů založených na metodě plynové difúze.

1. 5.4.5 Hmotnostní spektrometry pro analýzu UF₆/Iontové zdroje

   Speciálně konstruované nebo upravené magnetické nebo kvadrupólové hmotností spektrometry schopné uskutečňovat „on-line“ odběr vzorků přiváděného materiálu z proudů UF₆, produktu nebo zbytků, které mají všechny následující charakteristiky:

   1. 1. jednotková rozlišovací schopnost pro atomovou hmotnost vyšší než 320;
   2. 2. iontové zdroje vyrobené z nichromu nebo monelu či niklu nebo těmito materiály povlakované;
   3. 3. iontové zdroje s ionizací elektronovým ostřelováním;
   4. 4. kolektorový systém vhodný pro provádění isotopické analýzy.

   Vysvětlující poznámka

   Výše uvedené položky buď přicházejí do přímého kontaktu s plynným UF₆ v technologickém procesu, anebo přímo regulují průtok v kaskádách. Všechny povrchy, které přicházejí do kontaktu s technologickým plynem, jsou vyrobeny z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo jimi potaženy. Pro účely odstavců, které se týkají položek plynové difúze, zahrnují materiály korozivzdornou ocel, hliník, hliníkové slitiny, nikl nebo slitiny obsahující maximálně 60 % niklu a plně fluorované uhlovodíkové polymery odolné vůči UF₆.

Úvodní poznámka

V procesu aerodynamického obohacování se směs plynného UF₆ a lehkého plynu (vodík nebo helium) stlačuje a poté prochází přes separační elementy, přičemž k isotopické separaci dochází v důsledku vzniku velkých odstředivých sil v zakřivené geometrii stěn. Úspěšně byly vyvinuty dva procesy tohoto typu: proces separačních trysek a proces vírových trubic. Hlavním komponentem separačního stupně obou těchto procesů jsou válcové nádoby, do kterých se umísťují speciální separační elementy (trysky nebo vírové trubice), plynové kompresory a výměníky tepla odvádějící kompresní teplo. Aerodynamický závod vyžaduje řadu těchto stupňů, takže množství může být důležitou indikací konečného použití. Jelikož aerodynamický proces používá UF₆, musí být povrchy nádob veškerých zařízení, potrubí a nástrojů (které přicházejí do kontaktu s plynem) vyrobeny z materiálů, které zůstávají při kontaktu s UF₆ nezměněny.

Vysvětlující poznámka

Položky uvedené v tomto odstavci buď přicházejí do přímého kontaktu s plynným UF₆ v technologickém procesu, anebo přímo regulují průtok v kaskádách. Všechny povrchy, které přicházejí do kontaktu s technologickým plynem, jsou vyrobeny z materiálů odolných vůči UF₆ nebo jsou jimi chráněny. Pro účely odstavců týkajících se položek aerodynamického obohacování zahrnují materiály odolné vůči korozi UF₆ měď, korozivzdornou ocel, hliník, hliníkové slitiny, nikl nebo slitiny obsahující minimálně 60 % niklu a plně fluorované uhlovodíkové polymery odolné vůči korozi UF₆.

1. 5.5.1 Separační trysky

   Speciálně konstruované nebo upravené separační trysky nebo jejich montážní celky. Separační trysky se skládají ze štěrbinových zakřivených kanálů s poloměrem zakřivení menším než 1 mm (obvykle mezi 0,1 až 0,05 mm) odolných vůči korozi UF₆. Uvnitř trysky je břit, který rozděluje plyn proudící tryskou na dvě frakce.

1. 5.5.2 Vírové trubice

   Speciálně konstruované nebo upravené vírové trubice nebo jejich montážní celky. Vírové trubice jsou cylindrické nebo kónické zhotovené z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo takovými materiály chráněné o průměru mezi 0,5 a 4 cm a poměrem délky k průměru 20:1 nebo méně. Trubice mají jeden nebo více tangenciálních vstupních otvorů. Na jednom nebo obou koncích mohou být trubice opatřeny tryskami.

   Vysvětlující poznámka

   Plyn vstupuje do vírové trubice tangenciálně na jednom konci nebo přes vířící lopatky nebo přes četné tangenciální otvory po obvodu trubky.

1. 5.5.3 Kompresory a plynová dmychadla

   Speciálně konstruované nebo upravené axiální, odstředivé nebo objemové kompresory nebo plynová dmychadla vyrobená z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo takovými materiály chráněná se sacím výkonem 2 m³/min směsi UF₆ a nosného plynu (vodík nebo helium) nebo větším.

   Vysvětlující poznámka

   Tyto kompresory a plynová dmychadla mají poměr tlaků obvykle mezi 1,2:1 až 6:1.

1. 5.5.4 Těsnění hřídele

   Speciálně konstruovaná nebo upravená vakuová těsnění zajišťující utěsnění vstupních a výstupních přírub sloužících k utěsnění hřídele spojující rotor kompresoru nebo plynového dmychadla s poháněcím motorem a zajišťující spolehlivou hermetizaci proti úniku technologického plynu nebo nasávání vzduchu nebo těsnícího plynu do vnitřní komory kompresoru nebo plynového dmychadla, která je naplněná směsí UF₅ a nosného plynu.

1. 5.5.5 Výměníky tepla pro chlazení plynu

   Speciálně konstruované nebo upravené výměníky tepla zhotovené z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo jimi chráněné.

1. 5.5.6 Pouzdra separačních elementů

   Speciálně konstruovaná nebo upravená pouzdra separačních elementů zhotovená z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo jimi chráněná, ve kterých jsou umístěny vírové trubice nebo separační trysky.

   Vysvětlující poznámka

   Tato pouzdra mohou tvořit speciálně konstruované nebo upravené válcové nádoby o průměru větším než 300 mm a délce větší než 900 mm nebo pravoúhlé nádoby srovnatelných rozměrů. Tyto nádoby mohou být navrženy pro instalaci v horizontální nebo vertikální poloze.

1. 5.5.7 Napájecí systémy/systémy pro odvádění produktu a zbytků

   Speciálně konstruované nebo upravené technologické systémy nebo zařízení obohacovacích závodů zhotovené z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo jimi chráněné zahrnující:

   1. a) napájecí autoklávy, pece nebo systémy používané k přivádění UF₆ do obohacovacího procesu;
   2. b) desublimátory (nebo vymrazovací nádoby) používané k odvádění UF₆ z procesu obohacování k jeho dalšímu přemístění následně po ohřevu;
   3. c) solidifikační nebo zkapalňovací stanice používané k odvedení UF₆ z obohacovacího procesu stlačováním plynného UF₆ a jeho převáděním do pevné nebo kapalné formy;
   4. d) stanice „produktu“ a „zbytků“ používané k plnění UF₆ do kontejnerů.

1. 5.5.8 Potrubní systémy kolektorů

   Speciálně konstruované nebo upravené potrubní systémy kolektorů pro dopravu UF₆ uvnitř aerodynamických kaskád zhotovené z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo jimi chráněné. Tato potrubní síť je obvykle projektována se zdvojeným systémem kolektorů, kde každá jednotka nebo skupina jednotek je spojena s každým z kolektorů.

1. 5.5.9 Vakuové systémy a vakuové vývěvy
   1. a) Speciálně konstruované nebo upravené vakuové systémy s minimálním sacím výkonem 5 m³/min sestávající z vakuového sběrného potrubí, vakuových kolektorů a vakuových vývěv projektovaných pro provoz v prostředí obsahujícím UF₆.
   2. b) Vakuové vývěvy speciálně konstruované nebo upravené pro provoz v prostředí obsahujícím UF₆ vyrobené z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo takovými materiály chráněné. Tyto vývěvy mohou používat těsnění z fluorovaných uhlovodíkových polymerů a speciální provozní kapaliny.

1. 5.5.10 Speciální uzavírací a regulační ventily

   Speciálně konstruované nebo upravené uzavírací a regulační vlnovcové ventily vyrobené z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo jimi chráněné s ručním nebo automatickým ovládáním o průměru 40 až 1 500 mm, které se instalují na hlavních i pomocných systémech aerodynamických obohacovacích závodů.

1. 5.5.11 Hmotnostní spektrometry pro analýzu UF₆/Iontové zdroje

   Speciálně konstruované nebo upravené magnetické nebo kvadrupólové hmotnostní spektrometry schopné uskutečňovat „on-line“ odběr vzorků přiváděného materiálu z proudů UF₆, produktu nebo zbytků, které mají všechny následující charakteristiky:

   1. 1. jednotková rozlišovací schopnost pro atomovou hmotnost vyšší než 320;
   2. 2. iontové zdroje vyrobené z nichromu nebo monelu či niklu nebo těmito materiály povlakované;
   3. 3. iontové zdroje s ionizací elektronovým ostřelováním;
   4. 4. kolektorový systém vhodný pro provádění isotopické analýzy.

1. 5.5.12 Systémy separace UF₆ a nosného plynu

   Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro separaci UF₆ a nosného plynu (vodík nebo helium).

   Vysvětlující poznámka

   Tyto systémy jsou projektovány za účelem snížení obsahu UF₆ v nosném plynu do hodnoty 1 ppm nebo nižší a mohou obsahovat následující zařízení:

   1. a) kryogenní výměníky tepla a kryoseparátory dosahující teplot -120 °C nebo nižších;
   2. b) kryogenní vymrazovací jednotky dosahující teplot -120 °C nebo nižších;
   3. c) separační trysky nebo vírové trubice k separaci UF₆ a nosného plynu;
   4. d) vymrazovací nádoby pro UF₆ dosahující teplot -20° nebo nižších.

Úvodní poznámka

Malý rozdíl hmotností isotopů uranu vyvolává malé změny v rovnováhách chemických reakcí, které mohou být využity jak základ procesů separace isotopů. Úspěšně byly vyvinuty dva procesy: chemická výměna kapalina-kapalina a iontová výměna pevná fáze-kapalina.

V procesu chemické výměny kapalina-kapalina dochází k protiproudému kontaktu dvou nemísitelných kapalných fází (vodní a organické) s výsledným kaskádovým efektem mnoha tisíc separačních stupňů. Vodní fázi tvoří roztok chloridu uranu v kyselině chlorovodíkové; organická fáze je složena z roztoku chloridu uranu v organickém rozpouštědle obsahujícím extrahovadlo. Extraktory používané v separačních kaskádách mohou být výměníkové kapalinové kolony (např. pulsní kolony se síťovými etážemi) nebo kapalinové odstředivkové extraktory. Pro splnění požadavků na zpětný tok (reflux) je na obou koncích separační kaskády nutná chemická konverze (oxidace a redukce). Hlavním problémem konstrukce je vyloučení kontaminace technologických toků kovovými ionty. Proto se používají kolony a potrubí vyrobené z plastů, povlakované plasty (včetně flurovaných polymerů) anebo skleněné nebo sklem chráněné.

Na speciálních ionexech nebo adsorbentech, které zajišťují rychlou výměnu iontů, se dosahuje obohacení uranu v procesu iontové výměny mezi pevnou a kapalnou fází. Roztok uranu v kyselině chlorovodíkové a jiná chemická činidla procházejí přes válcové obohacovací kolony s náplní adsorbentu. Aby bylo možné zajistit odvádění uranu z adsorbentu a jeho návrat zpět do toku kapaliny a shromažďování „produktu“ a „zbytků“, je pro kontinuální proces nezbytný refluxní systém. To se uskutečňuje použitím vhodných redukčně-oxidačních chemických činidel, která se plně regenerují v oddělných vnějších okruzích a která mohou být regenerovány částečně uvnitř vlastních separačních kolon. Přítomnost horkých koncentrovaných roztoků kyseliny chlorovodíkové v technologickém procesu vyžaduje, aby zařízení bylo vyrobeno ze speciálních korozivzdorných materiálů nebo jimi bylo chráněno.

1. 5.6.1 Kapalinové výměníkové kolony (chemická výměna)

   Protiproudé kapalinové kolony s mechanickým pohonem (tj. pulsní kolony se síťovými etážemi, talířové kolony s vratným pohybem a kolony s vnitřními turbínovými míchadly) speciálně konstruované nebo upravené pro obohacování uranu při použití procesu chemické výměny. Pro zajištění odolnosti vůči korozi koncentrovanými roztoky kyseliny chlorovodíkové jsou tyto kolony a jejich vestavby vyrobeny z vhodných plastů (jako fluorované polymery) nebo skla nebo jsou jimi chráněny. Projektovaná zádrž na náplni filtru je krátká (30 sekund nebo méně).

1. 5.6.2 Kapalinové odstředivkové extraktory (chemická výměna)

   Speciálně konstruované nebo upravené kapalinové odstředivkové extraktory pro obohacování uranu při použití procesu chemické výměny. Takové extraktory využívají rotaci k dosažení disperze organického a vodního toku a následně odstředivé síly k separaci těchto fází. Pro zajištění odolnosti vůči korozi kyselinou chlorovodíkovou jsou tyto extraktory vyrobeny z vhodných plastů (jako fluorované polymery) nebo obloženy sklem. Projektovaná zádrž v odstředivkových extraktorech je krátká (30 sekund nebo méně).

1. 5.6.3 Systémy a zařízení k redukci uranu (chemická výměna)
   1. a) Speciálně konstruované nebo upravené elektrochemické redukční kyvety k redukci uranu z jednoho valenčního stavu do jiného pro účely obohacení uranu při použití procesu chemické výměny. Materiály kyvet, které přicházejí do kontaktu s technologickými roztoky, musí být odolné vůči korozi koncentrovanými roztoky kyseliny chlorovodíkové.

      Vysvětlující poznámka

      Katodové části kyvet musí být projektovány tak, aby neumožňovaly zpětnou oxidaci uranu do jeho vyšších valenčních stavů. K udržení uranu v katodové části mohou mít kyvety nepropustné diafragmatické membrány ze speciálního kationy vyměňujícího materiálu. Katodu tvoří vhodný pevný vodič jakým je např. grafit.

   1. b) Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro extrakci U⁴⁺ z organického toku u výstupu z kaskády, regulování koncentrace kyseliny a napájení elektrochemických redukčních kyvet.

      Vysvětlující poznámka

      Tyto systémy se skládají ze zařízení na extrakci rozpouštědel, která slouží k převedení U⁴⁺ z organického toku do vodního roztoku, z odpařovacího nebo jiného zařízení pro úpravu a regulaci pH roztoku a z čerpadel nebo jiných transportních zařízení zajišťujících zásobování elektrochemických redukčních kyvet. Hlavním problémem celé konstrukce je vyloučení kontaminace vodního toku určitými kovovými ionty. Proto jsou ty části systému, které přicházejí do kontaktu s technologickými toky, vyrobeny z vhodných materiálů (jako sklo, fluorované polymery, polyfenylsulfát, polyethersulfon a grafit impregnovaný pryskyřicí) nebo jsou jimi chráněny.

1. 5.6.4 Systémy pro přípravu napájecích roztoků (chemická výměna)

   Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro přípravu napájecích roztoků vysoce čistého chloridu uranu pro obohacovací závody založené na chemické výměně.

   Vysvětlující poznámka

   Tyto systémy obsahují zařízení pro čištění rozpouštědly nebo čištění pomocí iontové výměny elektrolytické redukce U⁶⁺ nebo U⁴⁺ na U³⁺. Tyto systémy produkují roztoky chloridu uranu obsahující pouze malé množství kovových nečistot řádově v jednotkách ppm jako chrom, železo, vanad, molybden a jiné dvojmocné nebo vícevalenční kationy. Konstrukčními materiály částí systému zpracovávajícího vysoce čistý U³⁺ jsou sklo, fluorované polymery, polyfenylsulfát, polyethersulfon nebo jimi povlakované materiály a grafit impregnovaný pryskyřicí.

1. 5.6.5 Systémy oxidace uranu (chemická výměna)

   Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro oxidaci U³⁺ na U⁴⁺ před zpětným přiváděním uranu do separační kaskády v procesu obohacování založeném na chemické výměně.

   Vysvětlující poznámka

   Tyto systémy mohou zahrnovat taková zařízení jako:

   1. a) zařízení pro mísení chlóru a kyslíku s kapalinou vytékající ze zařízení na separaci isotopů a extrakci výsledného U⁴⁺ do ochuzeného organického toku a zpětně přiváděného z výstupního konce kaskády;
   2. b) zařízení, které odděluje vodu od kyseliny chlorovodíkové takovým způsobem, že voda i koncentrovaná kyselina chlorovodíková mohou být znovu vráceny do technologického procesu na odpovídajících místech.

1. 5.6.6 Rychle reagující iontoměniče na bázi pryskyřic/adsorbentů (iontová výměna)

   Speciálně konstruované nebo upravené iontoměniče na bázi pryskyřic nebo adsorbentů s rychlou kinetikou výměny pro obohacování uranu založené na procesu iontové výměny, včetně porézních makro-síťovaných pryskyřic nebo nosičů se strukturou tenkých vrstev, ve kterých jsou aktivní skupiny účastnící se chemické výměny soustředěny pouze na povrchu neaktivního porézního nosiče nebo na kompozitních materiálech vhodného tvaru, které mohou být částice nebo vlákna. Tyto iontoměniče na bázi pryskyřic/adsorbentů mají průměr 0,2 mm nebo méně a musí být chemicky odolné vůči koncentrovaným roztokům kyseliny chlorovodíkové a musí mít dostatečnou pevnost, která zabrání jejich opotřebení a degradaci ve výměníkových kolonách. Tyto pryskyřice/adsorbenty jsou speciálně navrženy tak, aby dosahovaly velmi rychlé kinetiky výměny isotopů uranu (poločas výměny je menší než 10 sekund) a mohou být provozovány při teplotách v intervalu 100 až 200 °C.

1. 5.6.7 Kolony pro iontovou výměnu (iontová výměna)

   Válcové kolony o průměru větším než 1 000 mm pro umístění náplně iontoměničů na bázi pryskyřic/adsorbentů speciálně konstruované nebo upravené pro obohacování uranu založeného na procesu iontové výměny. Tyto kolony jsou zhotoveny z materiálů (jako titan, fluorouhlíkové plasty) odolných vůči korozi koncentrovanými roztoky kyseliny chlorovodíkové nebo jsou jimi chráněny a mohou být provozovány při teplotách v intervalu 100 až 200 °C a tlacích nad 0,7 MPa (102 psi).

1. 5.6.8 Regenerační systémy pro iontovou výměnu (iontová výměna)
   1. a) Speciálně konstruované nebo upravené systémy chemické nebo elektrochemické redukce pro regeneraci chemického redukčního činidla nebo činidel používaných v obohacovacích kaskádách při iontové výměně uranu.
   2. b) Speciálně konstruované nebo upravené systémy chemické nebo elektrochemické oxidace pro regeneraci oxidačních činidel používaných v obohacovacích kaskádách při iontové výměně uranu.

      Vysvětlující poznámka

      V procesu obohacování iontovou výměnou může být jako redukující kationt použit například trojmocný titan (Ti³⁺). V tomto případě by redukční systém redukoval Ti⁴⁺, a tak regeneroval Ti³⁺. V tomto procesu může být jako oxidant použito trojmocné železo (Fe³⁺). V tomto případě by oxidační systém oxidoval Fe²⁺, a tak regeneroval Fe³⁺.

Úvodní poznámka

Současné systémy procesu obohacování založeného na laserové technologii lze rozdělit do dvou kategorií: ty, u kterých jsou technologickým médiem páry atomárního uranu, a ty, u kterých jsou technologickým médiem páry uranové sloučeniny. Běžná nomenklatura takových procesů zahrnuje: pro první kategorii -laserovou separaci par atomárního uranu (AVLIS nebo SILVA); pro druhou kategorii - molekulární laserovou isotopickou separaci (MLIS nebo MOLIS) a chemickou reakci vyvolanou selektivní aktivací laserem (CRISLA). Systémy, zařízení a komponenty pro laserové obohacování zahrnují:

1. a) zařízení pro dodávání par kovového uranu (pro selektivní foto-ionizaci) nebo par uranové sloučeniny (pro foto-disociaci nebo chemickou aktivaci);
2. b) sběrné zařízení pro obohacený nebo ochuzený kovový uran jako „produkt“ a „zbytky“ první kategorie a sběrné zařízení pro komponenty disociace nebo reakce jako „produkt“ a nedotčený materiál jako „zbytky“ druhé kategorie;
3. c) technologické laserové systémy pro selektivní excitaci atomů nebo molekul obsahujících uran 235;
4. d) zařízení pro přípravu vstupujícího materiálu a konverzi produktu. Složitost spektroskopie atomů nebo sloučenin uranu si může vyžádat začlenění kterékoliv z dostupných laserových technologií.

Vysvětlující poznámka

Mnohé položky uvedené v tomto odstavci přicházejí do bezprostředního kontaktu s plynným nebo kapalným kovovým uranem nebo s technologickým plynem sestávajícím z UF₆ nebo směsi UF₆ s jiným plynem. Veškeré povrchy, které přicházejí do kontaktu s uranem nebo s UF₆, jsou zhotoveny nebo chráněny korozivzdornými materiály. Pro účely tohoto bodu, který se týká obohacování na základě laserových technologií, zahrnují materiály odolné vůči korozi plynným kapalným kovovým uranem nebo uranovými slitinami grafit povlakovaný oxidem yttria a tantal, materiály odolné vůči korozi UF₆, měď, korozivzdornou ocel, hliník, hliníkové slitiny, nikl nebo niklové slitiny s obsahem niklu minimálně 60 % a plně fluorované uhlovodíkové polymery odolné vůči UF₆.

1. 5.7.1 Systémy odpařování uranu (AVLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené odpařovací systémy, jejichž součástí jsou vysoce výkonná elektronová děla s užitečným výkonem na terčíku minimálně 2,5 kW/cm.

1. 5.7.2 Systémy manipulace s kapalným kovovým uranem (AVLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené systémy používané při manipulaci s roztaveným kovovým uranem nebo jeho slitinami sestávající z kelímků a zařízení na chlazení kelímků.

   Vysvětlující poznámka

   Kelímky a jiné části tohoto systému, které přicházejí do kontaktu s roztaveným uranem nebo jeho slitinami, jsou vyrobeny z vhodných žáruvzdorných a korozivzdorných materiálů nebo jsou jimi chráněny. Vhodné materiály zahrnují tantal, grafit povlakovaný oxidem yttria, grafit povlakovaný jinými oxidy vzácných zemin.

1. 5.7.3 Montážní celky kolektorů „produktu“ a „zbytků“ kovového uranu (AVLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené montážní celky kolektorů pro kovový uran v kapalné nebo pevné formě.

   Vysvětlující poznámka

   Komponenty těchto montážních celků jsou vyrobeny ze žáruvzdorných materiálů odolných vůči korozi parami kovového uranu nebo roztaveným uranem (takovým jako je např. grafit povlakovaný oxidem yttria nebo tantal) nebo jsou jimi chráněny. Zahrnují potrubí, ventily, fitinky, „žlábky“, průchodky, výměníky tepla a sběrné deskové elektrody pro magnetickou, elektrostatickou nebo jinou separační metodu.

1. 5.7.4 Pouzdra separačních modulů (AVLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené válcové nebo pravoúhlé nádoby pro umístění zdroje par uranu, elektronového děla a kolektorů „produktu“ a „zbytků“.

   Vysvětlující poznámka

   Tato pouzdra mají celou řadu otvorů pro umístění průchodek pro přívod elektřiny a vody, oken pro laserový svazek paprsků, připojení vakuové vývěvy a čidel systému diagnostiky a monitorování. Jsou opatřena prostředky pro jejich otevírání a uzavírání umožňující výměnu vnitřních komponentů.

1. 5.7.5 Nadzvukové expanzní trysky (MLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené nadzvukové expanzní trysky pro chlazení směsi UF₆ a nosného plynu na teplotu 150 K a nižší, které jsou odolné vůči korozi UF₆.

1. 5.7.6 Kolektory produktu - pentafluoridu uranu (MLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené kolektory pevného produktu - pentafluoridu uranu (UF₅) - sestávající z filtru, kolektorů nárazového nebo cyklónového typu nebo jejich kombinace, které jsou odolné vůči korozívnímu působení prostředí UF₅/UF₆.

1. 5.7.7 Kompresory pro nosný plyn/UF₆ (MLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené kompresory pro směsi UF₆ a nosného plynu projektované pro dlouhodobý provoz v prostředí UF₆. Komponenty těchto kompresorů, které přicházejí do kontaktu s technologickým plynem, jsou zhotoveny z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo jsou jimi chráněny.

1. 5.7.8 Těsnění hřídelí (MLIS)

   Speciálně konstruovaná nebo upravená vakuová těsnění s utěsněnými vstupními a výstupními přírubami, pro utěsnění hřídelí spojujících rotory kompresorů s hnacími motory a zajišťující spolehlivou hermetizaci pro úniku technologického plynu nebo nasávání vzduchu nebo těsnícího plynu do vnitřní komory kompresoru, která je naplněna směsí UF₆ a nosného plynu.

1. 5.7.9 Systémy fluorace (MLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro fluoraci UF₅ (v pevné fázi) na UF₆ (plyn).

   Vysvětlující poznámka

   Tyto systémy jsou konstruovány pro fluoraci shromážděného práškového UF₅ na UF₆, který se následně shromažďuje v kontejnerech produktu nebo bezprostředně napájí jednotky MLIS, kde se dodatečně obohacuje. V jednom z možných postupů se reakce fluorace může uskutečňovat v rámci systému separace isotopů a UF₆ odebírá bezprostředně z kolektorů „produktu“. V jiném z postupů se práškový UF₅ může odebírat nebo převádět z kolektorů „produktu“ do vhodné reakční nádoby na fluoraci (například reaktor s fluidní vrstvou, šnekový reaktor nebo spalovací věžový reaktor). V obou případech se dále používá zařízení pro skladování a přepravu fluoru (nebo jiného vhodného fluoračního činidla) a zařízení pro shromažďování a přepravu UF_6.

1. 5.7.10 Hmotnostní spektrometry pro analýzu UF₆/Iontové zdroje (MLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené magnetické nebo kvadrupólové hmotností spektrometry schopné uskutečňovat „on-line“ odběr vzorků přiváděného materiálu z proudů plynného UF₆, produktu nebo zbytků, které mají všechny následující charakteristiky:

   1. 1. jednotková rozlišovací schopnost pro atomovou hmotnost vyšší než 320;
   2. 2. iontové zdroje vyrobené z nichromu nebo monelu či niklu, nebo těmito materiály povlakované;
   3. 3. iontové zdroje s ionizací elektronovým ostřelováním;
   4. 4. kolektorový systém vhodný pro provádění isotopické analýzy.

1. 5.7.11 Napájecí systémy/systémy pro odvádění produktu a zbytků (MLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené technologické systémy nebo zařízení obohacovacích závodů zhotovené z materiálů odolných vůči korozi UF₆ nebo jimi chráněné, které zahrnují:

   1. a) napájecí autoklávy, pece nebo systémy používané k přivádění UF₆ do obohacovacího procesu;
   2. b) desublimátory (nebo vymrazovací nádoby) používané k odvádění UF₆ z procesu obohacování pro jeho následující převod ohříváním;
   3. c) solidifikační nebo zkapalňovací stanice používané k odvádění UF₆ z obohacovacího procesu prostřednictvím stlačování plynného UF₆ a jeho převáděním do pevné nebo kapalné formy;
   4. d) stanice „produktu“ a „zbytků“ používané k plnění UF₆ do kontejnerů.

1. 5.7.12 Systémy pro separaci UF₆ a nosného plynu (MLIS)

   Speciálně konstruované nebo upravené technologické systémy pro separaci UF₆ od nosného plynu. Nosným plynem může být dusík, argon nebo jiný plyn.

   Vysvětlující poznámka

   Tyto systémy mohou zahrnovat následující zařízení:

   1. a) kryogenní výměníky tepla a kryoseparátory dosahující teplot -120 °C nebo nižších;
   2. b) kryogenní vymrazovací jednotky dosahující teplot -120 °C nebo nižších;
   3. c) vymrazovací nádoby pro UF₆ destilující při teplotách -20° nebo nižších.

1. 5.7.13 Laserové systémy (AVLIS, MLIS a CRISLA)

   Lasery nebo laserové systémy speciálně konstruované nebo upravené pro separaci isotopů uranu.

   Vysvětlující poznámka

   Lasery a komponenty laserů důležité v procesech obohacování založených na laserech obvykle sestávají ze dvou laserů: laseru na bázi mědi a barvivového laseru. Laserový systém MLIS sestává obvykle z laseru na bázi CO₂ nebo excimérového laseru a optické víceprůchodové kyvety s rotujícími zrcadly na obou koncích. Lasery nebo laserové systémy pro oba procesy vyžadují dlouhodobě stabilizované kmitočtové spektrum.

Úvodní poznámka

V procesu plazmové separace prochází plazma uranových iontů elektrickým polem nastaveným na rezonanční kmitočet iontů ²³⁵U, které proto preferenčně absorbují energii a zvětšují průměr svých spirálových orbit. Ionty s trajektorií většího průměru jsou zachycovány a tvoří produkt obohacený ²³⁵U. Plazma, kterou tvoří ionizované páry uranu, se nachází ve vakuové komoře se silným magnetickým polem vytvořeným supravodivým magnetem. Hlavní technologické systémy tohoto procesu zahrnují systém generace uranové plazmy, separační modul se supravodivým magnetem a systémy odvádění a shromažďování kovu ve formě „produktu“ a „zbytků“.

1. 5.8.1 Mikrovlnné silové zdroje a antény

   Speciálně konstruované nebo upravené mikrovlnné silové zdroje a antény pro generaci nebo urychlování iontů, které mají následující charakteristiky: kmitočet převyšující 30 GHz a průměrný výkon pro tvorbu iontů větší než 50 kW.

1. 5.8.2 Iontové excitační cívky

   Speciální konstruované nebo upravené vysokofrekvenční cívky soužící pro excitaci iontů při kmitočtech převyšujících 100 kHz vhodné pro průměrný výkon vyšší než 40 kW.

1. 5.8.3 Systémy tvorby uranové plazmy

   Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro tvorbu uranové plazmy, které mohou obsahovat vysokovýkonná elektronová děla (strip nebo scan) s užitečným výkonem na terčíku větším než 2,5 kW/cm.

1. 5.8.4 Systémy pro manipulaci s kapalným kovovým uranem

   Speciálně konstruované nebo upravené systémy používané při manipulaci s roztaveným kovovým uranem nebo jeho slitinami sestávající z kelímků a zařízení na chlazení kelímků.

   Vysvětlující poznámka

   Kelímky a jiné části tohoto systému, které přicházejí do kontaktu s roztaveným uranem nebo jeho slitinami, jsou vyrobeny z vhodných žáruvzdorných a korozivzdorných materiálů. Vhodnými materiály jsou tantal, grafit povlakovaný oxidem yttria, grafit povlakovaný jinými oxidy vzácných zemin nebo jejich směsmi.

1. 5.8.5 Montážní celky kolektorů „produktu“ a „zbytků“ kovového uranu

   Speciálně konstruované nebo upravené montážní celky kolektorů pro kovový uran v pevné formě. Tyto montážní celky jsou vyrobeny ze žáruvzdorných materiálů odolných vůči korozi parami kovového uranu jako je grafit povlakovaný oxidy yttria nebo tantal, popřípadě jsou jimi chráněny.

1. 5.8.6 Pouzdra separačních modulů

   Speciálně konstruované nebo upravené válcové nádoby pro umístění zdroje par uranu, vysokofrekvenční cívky a kolektorů „produktu“ a „zbytků“.

   Vysvětlující poznámka

   Tato pouzdra mají celou řadu otvorů pro umístění průchodek pro přívod elektřiny, připojení difúzní vývěvy a čidel systémů diagnostiky a monitorování. Jsou opatřena prostředky pro jejich otevírání a uzavírání umožňujícími výměnu vnitřních komponentů a jsou vyrobena z vhodných nemagnetických materiálů např. austenitické korozivzdorné oceli.

Úvodní poznámka

V elektromagnetickém procesu jsou ionty kovového uranu získané ionizací vstupní suroviny - soli (obvykle UCl₄) urychlovány a procházejí magnetickým polem, které působí tak, že ionty různých isotopů sledují různé trajektorie. Hlavní komponenty elektromagnetického separátu isotopů zahrnují: magnetické pole pro vychýlení svazku iontů/separaci isotopů, iontový zdroj se svým urychlovacím systémem a systém pro shromažďování oddělených isotopů. Pomocné systémy tohoto procesu zahrnují systém elektrického napájení magnetu, vysokonapěťový systém iontového zdroje, vakuový systém a extenzívní chemické systémy pro regeneraci produktu a čištění/recyklování komponentů.

1. 5.9.1 Elektromagnetické separátory isotopů

   Elektromagnetické separátory isotopů speciálně konstruované nebo upravené pro separaci isotopů uranu a zařízení a komponenty určené k tomuto účelu, mezi něž patří zejména:

   1. a) Iontové zdroje

      Jednoduché nebo vícenásobné zdroje iontů uranu sestávající ze zdroje par, ionizátoru a urychlovače svazku, vyrobené z vhodných materiálů, jakými je např. grafit, korozivzdorná ocel nebo měď, které jsou schopné poskytnout celkový proud svazku 50 mA nebo větší.

   1. b) Kolektory iontů

      Desky kolektorů sestávající ze dvou nebo více štěrbin a sběrných komůrek speciálně konstruované nebo upravené pro shromažďování iontových svazků obohaceného a ochuzeného uranu a vyrobené z vhodných materiálů, jakými je např. grafit nebo korozivzdorná ocel.

   1. c) Vakuová pouzdra

      Speciálně konstruovaná nebo upravená pouzdra pro elektromagnetické separátory vyrobené z vhodných materiálů, jakými jsou austenitická korozivzdorná ocel a projektovaná pro provoz při tlaku 0,1 Pa nebo nižším.

      Vysvětlující poznámka

      Pouzdra jsou speciálně konstruovaná pro umístění iontových zdrojů, sběrných desek a výstelek chlazených vodou a mají zařízení pro připojení difúzní vývěvy a pro otevírání a uzavírání těchto zařízení, aby se umožnilo vyjmutí a opětovná instalace vnitřních komponentů.

   1. d) Pólových nástavců magnetu

      Speciálně konstruované nebo upravené pólové nástavce magnetu o průměru větším než 2 m používané pro udržení konstantního magnetického pole uvnitř magnetického separátoru isotopů a pro přenos magnetického pole mezi dvěma sousedícími separátory.

1. 5.9.2 Vysokonapěťové zdroje

   Speciálně konstruované nebo upravené vysokonapěťové zdroje pro iontové zdroje vyznačující se všemi následujícími charakteristikami: schopnost nepřetržitého provozu, výstupní napětí 20 000 V nebo více, výstupní proud 1 A nebo větší a regulace napětí lepší než 0,01 % v průběhu 8 hodin.

1. 5.9.3 Zdroje pro napájení elektromagnetů

   Speciálně konstruované nebo upravené výkonné stejnosměrné zdroje pro napájení magnetů vyznačující se všemi následujícími charakteristikami: schopnost nepřetržitě dodávat výstupní proud 500 A nebo větší při napětí 1 000 V nebo více s proudovou nebo napěťovou regulací napětí lepší než 0,01 % v průběhu 8 hodin.

Úvodní poznámka

Těžká voda může být vyráběna různými postupy. Dva postupy však prokázaly svou komerční životaschopnost. První je založen na výměnném procesu voda - sirovodík (GS proces) a druhý na výměnném procesu amoniak - vodík.

GS proces je založen na výměně vodíku a deuteria mezi vodou a sirovodíkem v řadě kolon, které jsou provozovány tak, že jejich horní sekce je studená a spodní sekce je horká. Voda protéká kolonami shora dolů, zatímco plynný sirovodík proudí ode dna kolon k jejich horní části. K lepšímu promíchání plynu a vody slouží řada perforovaných pater. Deuterium přechází do vody v nízkých teplotách a do sirovodíku při vysokých. Plyn nebo voda obohacené deuteriem jsou odváděny z prvního stupně kolon do kontaktu horké a studené sekce a tento proces se opakuje i v kolonách následujících stupňů. Produkt z posledního stupně, voda obohacená deuteriem do koncentrace 30 % deuteria, je dopravován do destilační jednotky, kde je vyráběna těžká voda reaktorové kvality, tj. 99,75 % oxid deuteria.

Pomocí procesu výměny mezi amoniakem a vodíkem lze extrahovat deuterium ze syntézního plynu při jeho kontaktu s kapalným amoniakem za přítomnosti katalyzátoru. Syntézní plyn je přiváděn do výměnných kolon a do konvertoru amoniaku. V kolonách plyn proudí ode dna k horní části, zatímco kapalný amoniak stéká shora dolů. Deuterium přechází z vodíku obsaženého v syntézním plynu do amoniaku, kde se koncentruje. Amoniak se potom přivádí do krakovacího zařízení na dno kolony, kde se koncentruje. Amoniak se potom přivádí do krakovacího zařízení na dno kolony, zatímco plyn proudí do horní části konvertoru amoniaku. Další obohacování probíhá v následujících stupních a těžká voda vhodná pro použití v jaderném reaktoru se vyrábí v konečné fázi destilací. Výchozí syntézní plyn může být poskytován závodem na výrobu amoniaku, který může být postaven jako součást závodu na výrobu těžké vody využívající výměny amoniak - vodík. Zdrojem pro získání deuteria při výměnném procesu amoniak - vodík může být rovněž obyčejná voda.

Mnohá klíčová zařízení pro závody na výrobu těžké vody využívajících procesu GS nebo procesu výměny mezi amoniakem a vodíkem jsou stejná jako v některých provozech chemického průmyslu a průmyslu zpracování ropy. To platí především pro malé závody využívající GS proces. Nicméně jen málo položek bývá „běžně dostupných ke koupi“. GS proces i výměnný proces amoniak - vodík vyžadují manipulaci s velkým množstvím hořlavých, korozívních a toxických kapalin při zvýšených tlacích. V souvislosti s tím je vyžadován velmi pečlivý výběr a specifikace materiálů při stanovení projekčních a provozních norem pro závody a zařízení, využívající výše uvedené procesy, s cílem zajištění jejich dlouhodobé životnosti, vysoké bezpečnosti a spolehlivosti. Volba velikosti závodu závisí především na ekonomické stránce a potřebách. Většina položek by tedy byla upravována podle požadavků zákazníka.

Závěrem je třeba poznamenat, že v obou výměnných procesech (proces GS a proces založený na výměnné reakci amoniak - vodík) mohou být části zařízení, které nejsou jednotlivě speciálně konstruovány nebo upraveny pro výrobu těžké vody, smontovány do systémů, které jsou speciálně konstruovány nebo upraveny pro tuto výrobu. Příkladem takových systémů je výroba katalyzátoru používaného ve výměnném procesu amoniak - vodík a destilace vody používaná ke konečnému koncentrování těžké vody do úrovně reaktorové kvality.

Zařízení, která jsou speciálně konstruovaná nebo upravená pro výrobu těžké vody, využívající buď výměnný proces voda - sirovodík nebo amoniak - voda zahrnují následující:

1. 6.1 Kolony pro výměnu voda - sirovodík

   Pro výrobu těžké vody založené na procesu výměny mezi vodou a sirovodíkem jsou speciálně konstruovány nebo upraveny výměnné kolony vyrobené z měkké nelegované oceli (např. ASTM A516) o průměru 6-9 m (20-39'), schopné pracovat při tlacích 2 MPa (300 psi) a více a s přípustnou tolerancí 6 mm a více na možný korozní úbytek.

1. 6.2 Dmychadla a kompresory

   Jednostupňová nízkotlaká odstředivková dmychadla nebo kompresory (tj. 0,2 MPa nebo 30 psi) speciálně konstruovaná nebo upravená pro cirkulaci sirovodíkového plynu (tj. plynu obsahujícího více než 70 % H₂S) při výrobě těžké vody založené na výměnné procesu voda - sirovodík. Tato dmychadla nebo kompresory mají minimální výkon 56 m³/s (120 000 SCFM), pracují při tlacích 1,8 MPa (260 psi) a více a jsou opatřena těsněním vhodným pro práci v prostředí vlhkého H₂S.

1. 6.3 Kolony pro výměnu amoniak - vodík

   Výměnné kolony o minimální výšce 35 m (114,3') a průměru 1,5 m - 2,5 m (4,9-8,2') schopné pracovat při tlacích 15 MPa (225 psi) speciálně konstruované nebo upravené pro výrobu těžké vody na výměnném procesu amoniak - vodík Tyto kolony mají v axiálním směru alespoň jeden přírubový otvor o stejném průměru jako vnitřní válcová část, přes který může být vkládáno nebo vyjímáno vnitřní zařízení kolony.

1. 6.4 Vnitřní zařízení kolon a patrová čerpadla

   Vnitřní zařízení a patrová čerpadla kolon speciálně konstruovaná nebo upravená pro kolony na výrobu těžké vody založené na výměnném procesu amoniak - vodík. Vnitřní zařízení kolon tvoří speciálně konstruovaná patra reaktorů, která zajišťují co nejlepší kontakt mezi plynem a kapalinou. Patrová čerpadla jsou speciálně konstruovaná ponorná čerpadla určená pro cirkulaci kapalného amoniaku uvnitř kontaktního patra a pro dopravu amoniaku do pater kolon.

1. 6.5 Krakovací zařízení amoniaku

   Krakovací zařízení s minimálním pracovním tlakem 3 MPa (450 psi) speciálně konstruovaná nebo upravovaná pro výrobu těžké vody založené na výměnném procesu amoniak - vodík.

1. 6.6 Infračervené absorpční analyzátory

   Infračervené absorpční anatalyzátory schopné provádět „on-line“ analýzu poměru vodík/deuterium při koncentracích deuteria 90 % a výše.

1. 6.7 Zařízení pro katalytické spalování

   Zařízení pro katalytické spalování, tj. převod plynného obohaceného deuteria na těžkou vodu, speciálně konstruovaná nebo upravená pro výrobu těžké vody založené na výměnném procesu amoniak - vodík.

Úvodní poznámka

Závody a systémy na konverzi uranu mohou provádět jednu nebo více transformací uranu z jedné jeho chemické formy do jiné, k nimž patří: konverze uranových rudných koncentrátů na UO₃, konverze UO₃ na UO₂, konverze oxidů uranu na UF₄ nebo UF₆, konverze UF₄ na UF₆, konverze UF₆ na UF₄, konverze UF₄ na kovový uran a konverze fluoridů uranu na UO₂. Mnohé klíčové položky zařízení závodů na konverzi uranu se shodují se zařízením pro jiné oblasti chemického průmyslu. Typy zařízení používaných v těchto procesech mohou například zahrnovat: pece, rotační sušárny, fluidní reaktory, spalovací věžové reaktory, kapalinové odstředivky, destilační kolony a kolony pro extrakci kapalina - kapalina. Avšak jen málo z těchto položek je „běžně dostupných“, většina z nich bývá upravena podle požadavků a specifikací zákazníka. V některých případech je nutno brát v úvahu speciální projektové a konstrukční požadavky spojené s korozními vlastnostmi používaných chemických látek (HF, F₂, ClF₃ a fluoridy uranu). Závěrem je nutné uvést, že ve všech procesech konverze uranu jsou používána speciálně konstruovaná nebo upravená zařízení, která mohou být smontována z jednotlivých dílů a částí, které jednotlivě nejsou speciálně konstruovány nebo upraveny pro konverzi uranu.

1. 7.1 Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi uranových rudných koncentrátů na UO₃

   Vysvětlující poznámka

   Konverze uranových rudných koncentrátů na UO₃ může být prováděna rozpuštěním rudy v kyselině dusičné a extrahováním čistého uranylnitrátu za použití takového rozpouštědla jako je tributylfosfát. Uranyl nitrát je dále konvertován na UO₃ buď pomocí koncentrace a denitrifikace, anebo neutralizace plynným amoniakem za vzniku diuranátu amonného, který je následně filtrován, sušen a žíhán.

1. 7.2 Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UO₃ na UF₆

   Vysvětlující poznámka

   Konverze UO₃ na UF₆ může být prováděna přímou fluridací. Tento proces vyžaduje zdroj plynného fluoru nebo trifluoridu chloru.

1. 7.3 Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UO₃ na UO₂

   Vysvětlující poznámka

   Konverze UO₃ na UO₂ může být prováděna redukcí UO₃ krakovaným plynným amoniakem nebo vodíkem.

1. 7.4 Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UO₂ na UF₄

   Vysvětlující poznámka

   Konverze UO₂ na UF₄ může být prováděna na základě reakce UO₂ s plynným fluorovodíkem (HF) při teplotách 300-500 °C.

1. 7.5 Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UF₄ na UF₆

   Vysvětlující poznámka

   Konverze UF₄ na UF₆ je prováděna exotermickou reakcí s fluorem ve věžových reaktorech. UF₆ je kondenzován z horkých výtokových plynů při průchodu přes studenou jímku ochlazenou na -10 °C. Tento proces vyžaduje zdroj plynného fluoru.

1. 7.6 Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UF₄ na kovový uran

   Vysvětlující poznámka

   Konverze UF₆ na kovový uran je prováděna redukcí hořčíkem (velké dávky) nebo vápníkem (malé dávky). Tato reakce probíhá při teplotách nad bodem tavení uranu (1 130 °C).

1. 7.7 Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UF₆ na UO₂

   Vysvětlující poznámka

   Konverze UF₆ na UO₂ může být prováděna jedním ze tří procesů. V prvním je UF₆ redukován a hydrolyzován na UO₂ za použití vodíku a páry. Ve druhém procesu je UF₆ hydrolyzován rozpuštěním ve vodě, přidáním amoniaku je vysrážen diuranát amonný, který je následně redukován na UO₂ vodíkem při teplotě 820 °C. Ve třetím procesu reagují UF₆, CO₂ aNH₃ ve vodě a vysráží se uhličitan amoniumuraniltrikarbonát. Při reakci amoniumuraniltrikarbonátu s párou a vodíkem při teplotě 500-600 °C vzniká UO₂

   Konverze UF₆ na UO₂ je často prováděna jako první stupeň v závodech na výrobu paliva.

1. 7.8 Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UF₆ na UF₄

   Vysvětlující poznámka

   Konverze UF₆ na UF₄ je prováděna redukcí vodíkem.