Combustibili și Materiale Nucleare

Realizarea, in conditii industriale, a reactiei nucleare de fisiunein lant, precum si alte realizari ale tehnologiei nucleare, au fost posibile in mare masura si datorita elaborarii si utilizari unor materiale speciale, cu proprietatile fizico-chimice si nucleare corespunzatoare acestui nou domeniu al tehnologiei, cu un inalt grad de tehnicitate.Unele din aceste materiale erau cunoscute si utilizate in alte domenii, dar utilizarea lor in tehnica nucleara le-a impus conditii suplimentare de puritate si rezistenta.O categorie aparte o constituie materialele care au fost elaborate special pentru a satisface necesitatile domeniului nuclear.Acestea au fost denumite, desi impropriu, “materiale nucleare” .

1.Combustibili nucleari si materiale fertile

1.1Rezerve naturale

Prin combustibili intelegem acele substante care, in urma unor reactii nucleare, elibereaza o parte din energia de legatura a nucleelor sub forma de energie termica. In acest scop, se foloseste deja la scara industriala, asa cum s-a aratat in capitolele precedente, reactia, reactia nucleara de fisiune a atomilor de uraniu si plutoniu.

Este posibila fisionarea unui numar foarte mare de nuclizi, cu conditia de a se furniza acestora energia de activare necesara, utilizand metoda bombardarii cu particole accelerate. Din punct de vedere energetic sunt insa interesante numai acele cazuri in care se pot obtine o reactie in lant, dirijata. Datorita acestui fapt, in mod obisnuit numai acesti nuclizi sunt numiti nuclizi fisionabili sau conbustibili nucleari.

1.2Uraniul, thoriul si compusi lor

Concentratia redusa a uraniului si thoriului in minereurile extrase face in economica aplicarea directa a metodelor chimice de extractie, intrucat acesta ar conduce la un mare consum de reactivi si, deasemenea, ar necesita instalatii voluminoase si deci cheltuieli mari de investitit. Aceste neajunsuri pot fi evitate prin evitarea unei preconcentrari a minereurilor, prin metode fizice si fizico-chimice, cum sunt: macinarea selective, concentrarea hidrogravimetrica ( zetajul, mese oscilante, medii dense ), separarea eloctrostatica, separarea magnetica, separarea radiometrica si flotarea.

Aceste metode sun foarte eficace in cazul minereurilor de thorium, respective al monazitei, putandu-se obtine concentrate cu pana la 98% respective al monazitei, putandu-se obtine concentrate cu pana la 98% monazite si, corespunzator, circa 10% ThO2. In cazul uraniului, eficacitatea metodelor de preconcentrare este mult mai redusa-se realizeaza o crestere a continutului de uraniu pana la aproximativ 1%-astfel incat este necesara aplicarea, in continuare, a unor metode chimice de concentrare a minereurilor, in scopul obtinerii unor concentrate cu un continut de 50-70%U3O8. Aceste concentrate constituie baza de plecare pentru prepararea uraniului si a compusilor sai, de puritate nucleara.