ОПРЕДЕЛЕНИЯ 9
ОБОЗНАЧЕНИЯ И СОКРАЩЕНИЯ 10
ВВЕДЕНИЕ 11
1 Способы получения для ядерного топлива гомогенных оксидных композиций из смесевых
нитратных растворов 12
1.1 Получение гранулированного топлива в золь-гель-процессе 12
1.2 Получение оксидного ядерного топлива в АУК-процессе 16
1.3 Плазменное получение для ядерного топлива гомогенных оксидных композиций из смесевых
нитратных растворов 17
2 Моделирование процесса плазменного получения для ториевого топлива гомогенных оксидных
композиций из смесевых нитратных растворов урана и тория 21
2.1 Расчёт показателей горения водно-солеорганических композиций на основе нитратных
растворов урана и тория 21
2.2 Расчёт равновесных составов продуктов плазменной переработки водно-солеорганических
композиций на основе смесевых нитратных растворов урана и тория 22
2.3 Оценка удельных энергозатрат на процесс плазменной переработки смесевых нитратных
растворов урана и тория 24
3 Экспериментальное исследование процесса плазменного получения оксидных композиций на
основе нитратных растворов урана и тория в воздушной плазме 28
3.1 Описание схемы лабораторного плазменного стенда 28
3.2 Исследование и оптимизация режимов работы плазменного реактора на базе ВЧФ-
плазмотрона 30
3.2.1 Определение расхода плазмообразующего газа через разрядную камеру ВЧФ-плазмотрона 32
3.2.2 Влияние входной площади импеллера реактора на динамический напор и объёмный расход
воздуха через ВЧФ-плазмотрон 34
3.2.3 Влияние входной площади импеллера реактора на динамический напор и объёмный расход
воздуха через газоход после реактора 35
4 Финансовый менеджмент, ресурсоэффективность и ресурсосбережение 41
4.1 Оценка коммерческого потенциала и перспективности проведения научных исследований с
позиции ресурсоэффективности и ресурсосбережения 42
4.1.1 Потенциальные потребители результатов исследования 42
4.1.2 SWOT-анализ 42
4.2 Планирование научно-исследовательской работы 43
4.2.1 Структура работ в рамках научного исследования 43
4.2.2 Определение трудоемкости выполнения НИР 44
4.2.3 Разработка графика проведения научного исследования
4.3 Бюджет научно-технического исследования (НТИ) 47
4.3.1 Расчет материальных затрат 48
4.3.2 Основная заработная плата исполнителей темы 49
4.3.3 Отчисления во внебюджетные фонды (страховые отчисления) 51
4.3.4 Накладные расходы 52
4.3.5 Контрагентные расходы 52
4.3.6 Расчет затрат на специальное оборудование для научных (экспериментальных) работ 53
4.3.7 Расчет затрат на научные и производственные командировки 53
4.3.8 Формирование бюджета затрат научно-исследовательского проекта 54
4.4 Определение ресурсоэффективности исследования 55
5 Социальная ответственность 57
5.1 Анализ опасных и вредных производственных факторов 58
5.2 Обоснование и разработка мероприятий по снижению уровней опасного и вредного
воздействия и устранению их влияния при работе на ВЧФ-плазмотроне и ПЭВМ 60
5.2.1 Организационные мероприятия 60
5.2.2 Организация рабочего места оператора ПЭВМ 60
5.2.3 Условия безопасности работы 63
5.3 Электробезопасность 66
5.4 Пожарная и взрывная безопасность 69
ВЫВОДЫ 72
ЗАКЛЮЧЕНИЕ 73
Получение оксидных композиций из смесевых нитратных растворов (СНР) с применением плазмы обладает многими важными особенностями, выгодно отличающими от технологии, основанной на механическом смешении компонентов [1,2]. Это возможность получения гомогенного распределения фаз и заданного стехиометрического состава во всем объеме порошка, чистота материала, возможность активно влиять на морфологию частиц и др. Однако, плазменная обработка только СНР требует огромных энергозатрат (до 2-4 МВт-ч/т). Существенное снижение энергозатрат может быть достигнуто при плазменной обработке СНР в виде водно-солеорганических композиций (ВСОК).
В работе представлены результаты моделирования процесса плазмохимического синтеза оксидных композиций урана и тория из СНР. В результате проведенных расчетов показателей горения различных по составу модельных ВСОК на основе СНР и этилового спирта (ацетона) определены оптимальные составы композиций, обеспечивающие их энергоэффективную плазменную обработку.
По результатам проведенных термодинамических расчётов процесса плазменной обработки СНР в виде оптимальных по составу ВСОК определены оптимальные режимы их обработки, необходимые для получения в воздушной плазме оксидных композиций «ThO2-UO2» в конденсированной фазе. Для расчётов использовалась лицензионная программа «TERRA».
Результаты проведенных исследований могут быть использованы при создании энергоэффективной технологии плазмохимического синтеза гомогенных оксидных композиций для ториевого ядерного топлива.
Результаты проведенных исследований могут быть использованы при создании энергоэффективной технологии прямого плазмохимического синтеза гомогенных оксидных композиций для ториевого ядерного топлива.
