Учебное пособие содержит описание физико-химических, радиоактивных, ме-
ханических и коррозионных свойств тория и его соединений, областей применения
тория, сырьевых источников тория, методов их добычи и переработки, способов по-
лучения чистых соединений и металлического тория. В пособии описаны техноло-
гии производства ядерного топлива на основе оксида тория и других его соединений.
Предназначено для студентов, обучающихся по направлениям 18.03.01, 18.04.01 —
Химическая технология, 18.05.02 — Химическая технология материалов современ-
ной энергетики.
Author(s): И. Б. Половов, А. В. Абрамов, Р. В. Камалов
Publisher: УФУ
Year: 2019
Language: Russian
Pages: 141
City: Екатеринбург
ОГЛАВЛЕНИЕ
Предисловие..........................................................................................3
1. История открытия тория и его место в периодической
системе элементов.................................................................................4
2. Применение тория............................................................................8
2.1. Неядерные области применения тория.....................................8
2.2. Торий как ядерное горючее .................................................... 11
2.2.1. Тяжеловодные реакторы с ториевым топливом................ 19
2.2.2. Высокотемпературные газоохлаждаемые реакторы.......... 26
2.2.3. Другие типы реакторов, работавшие
на ториевом топливе.................................................................... 28
2.2.4. Перспективы развития ториевого ЯТЦ............................. 31
2.2.5. Использование тория в реакторах ВВЭР........................... 33
2.2.6. Производство тория и его соединений.............................. 35
2.2.7. Потребление тория............................................................. 36
2.2.8. Цена на торий и его соединения........................................ 36
3. Радиоактивные свойства тория...................................................... 37
4. Свойства металлического тория .................................................... 43
4.1. Физические и механические свойства тория.......................... 43
4.2. Коррозионные и химические свойства тория......................... 44
5. Свойства соединений тория........................................................... 49
5.1. Диоксид тория.......................................................................... 49
5.2. Галогениды тория..................................................................... 51
5.3. Гидроксид тория....................................................................... 54
5.4. Сульфат тория и его гидраты .................................................. 55
5.5. Нитраты тория.......................................................................... 57
5.6. Фосфаты тория......................................................................... 57
5.7. Карбонаты тория...................................................................... 58
140
Оглавление
5.8. Оксалат тория........................................................................... 58
5.9. Гидриды тория ......................................................................... 60
5.10. Нитриды тория....................................................................... 61
5.11. Карбиды тория ....................................................................... 62
6. Сырьевые источники тория ........................................................... 63
6.1. Основные черты геохимии тория............................................ 63
6.1.1. Минералы тория................................................................. 63
6.2. Месторождения тория.............................................................. 65
6.3. Обогащение монацитовых руд................................................. 67
7. Переработка монацитовых концентратов...................................... 75
7.1. Сернокислотный способ ......................................................... 75
7.2. Щелочной метод ...................................................................... 86
7.3. Хлорирование монацитовых концентратов............................ 90
8. Получение чистых соединений тория............................................ 91
8.1. Оксалатная очистка.................................................................. 91
8.2. Экстракционная очистка......................................................... 93
8.3. Получение безводных фторида и хлорида тория.................... 96
9. Производство ядерного топлива на основе оксида тория
и других его соединений................................................................... 102
9.1.Метод порошковой металлургии ........................................... 105
9.2. Золь-гель процессы................................................................ 106
9.2.1. Непосредственное осаждение аммиаком........................ 108
9.2.2. Гомогенное осаждение гелей........................................... 110
9.3. Приготовление топлива методом
вибрационного уплотнения......................................................... 113
9.4. Способ пропитывания .......................................................... 113
9.5. Метод таблетирования золь-гелевых микросфер................. 114
9.6. Производство многослойного топлива................................. 118
9.7. Ториевое топливо для солевых реакторов ............................ 121
10. Получение металлического тория
и его рафинирование........................................................................ 123
10.1. Металлотермическое восстановление
оксидов и галогенидов тория....................................................... 124
141
Оглавление
10.1.1. Восстановление оксидов тория кальцием...................... 124
10.1.2. Восстановление оксидов тория кальцием...................... 124
10.1.3. Восстановление фторида тория кальцием..................... 126
10.1.4 Восстановление хлорида тория магнием........................ 128
10.2. Электролитическое получение тория ................................. 130
10.2.1. Электролиз фторида тория............................................. 130
10.2.2. Электролиз хлорида тория.............................................. 133
10.3. Иодидное рафинирование тория......................................... 134
Библиографический список............................................................. 137
