1. REACTOREN EN UITRUSTING DAARVOOR
1.1. Volledige kernreactoren
Kernreactoren met een zodanige werking dat zij een beheerste zichzelf onderhoudende
kettingreactie van kernsplijting handhaven, uitgezonderd nulenergiereactoren, welke
laatste reactoren zijn gedefinieerd als reactoren waarvan de nominale plutoniumproductie
ten hoogste 100 g per jaar bedraagt.
TOELICHTING
Een „kernreactor" omvat in principe de delen in of rechtstreeks bevestigd aan het
reactorvat, de uitrusting, die het vermogensniveau in de kern regelt, alsmede de onderdelen
die gewoonlijk het primaire koelmiddel van de reactorkern bevatten, daarmee in rechtstreeks
(contact) komen of dit reguleren.
Het is niet de bedoeling dat reactoren die redelijkerwijze zo kunnen worden gewijzigd
dat zij aanzienlijk meer dan 100 g plutonium per jaar produceren, worden uitgesloten.
Reactoren die zijn ontworpen om langdurig op een significant vermogen in bedrijf te
zijn, worden ongeacht hun capaciteit voor de productie van plutonium niet beschouwd
als „nulenergiereactoren".
1.2. Reactordrukvaten
Metalen vaten, hetzij als complete eenheden, hetzij als grote geprefabriceerde onderdelen
daarvoor, die speciaal zijn ontworpen of vervaardigd als omhulsel van de kern van
een kernreactor als gedefinieerd in paragraaf 1.1. hierboven en die bestand zijn tegen
de werkdruk van het primaire koelmiddel.
TOELICHTING
Een bovenplaat voor een reactordrukvat valt onder post 1.2. als groot geprefabriceerd
onderdeel van een drukvat.
Inwendige delen van reactoren (bijvoorbeeld ondersteunende kolommen en platen voor
de kern en andere inwendige delen van het reactorvat, geleidingsbuizen voor regelstaven,
hitteschilden, keerschotten, roosterplaten van de reactorkern en diffusorplaten, enz.)
worden doorgaans geleverd door de leverancier van de reactor. In sommige gevallen
maken bepaalde interne ondersteunende componenten deel uit van de fabricage van het
drukvat. Deze onderdelen zijn dermate cruciaal voor de veiligheid en betrouwbaarheid
van het bedrijf van de reactor (en bijgevolg voor de waarborgen en aansprakelijkheid
van de reactorleverancier) dat levering ervan buiten de standaardregeling voor de
levering voor de reactor zelf, niet gebruikelijk zal zijn. Hoewel de afzonderlijke
levering van deze unieke, speciaal ontworpen en vervaardigde, kritieke, grote en dure
onderdelen niet per se buiten het aandachtsgebied valt, worden dergelijke leveringen
dan ook onwaarschijnlijk geacht.
1.3. Laad- en losinrichtingen voor reactorbrandstof
Manipuleeruitrusting speciaal ontworpen of vervaardigd voor het inbrengen of verwijderen
van splijtstof in een kernreactor als gedefinieerd in paragraaf 1.1. hierboven, geschikt
voor operaties in bedrijf of uitgerust met technisch geavanceerde voorzieningen voor
het positioneren of aligneren om complexe brandstofmanipulaties in uitgeschakelde
toestand mogelijk te maken, bijvoorbeeld operaties waarbij direct zicht op of toegang
tot de splijtstof normalerwijze niet mogelijk is.
1.4. Regelstaven voor reactoren
Staven die speciaal zijn ontworpen of vervaardigd voor de beheersing van de reactiesnelheid
in een kernreactor als gedefinieerd in paragraaf 1.1. hierboven.
TOELICHTING
Deze post omvat naast het deel voor de neutronenabsorptie ook de draag- of ophangconstructies
daarvoor als deze afzonderlijk worden geleverd.
1.5. Drukpijpen voor reactoren
Buizen die speciaal zijn ontworpen of vervaardigd om dienst te doen als houder van
de splijtstofelementen en het primaire koelmiddel in een kernreactor als gedefinieerd
in paragraaf 1.1. hierboven bij een werkdruk van meer dan 5,1 MPa (740 psi).
1.6. Zirkoniumbuizen
Zirkoniummetaal en legeringen in de vorm van buizen of samenstellingen van buizen
en in hoeveelheden groter dan 500 kg gerekend over een willekeurige periode van 12
maanden, speciaal ontworpen of vervaardigd voor gebruik in een kernreactor als gedefinieerd
in paragraaf 1.1. hierboven en waarin de gewichtsverhouding tussen hafnium en zirkonium
minder is dan 1:500.
1.7. Pompen voor het primaire koelmiddel
Pompen die speciaal zijn ontworpen of vervaardigd voor het doen circuleren van het
primaire koelmiddel van kernreactoren als gedefinieerd in paragraaf 1.1. hierboven.
TOELICHTING
Speciaal ontworpen of vervaardigde pompen kunnen uitgebreide afdichtingssystemen of
meervoudige afdichtingssystemen bevatten om lekkage van het primaire koelmiddel te
voorkomen, pompen met ingekapselde rotor en pompen met traagheidssystemen. Deze definitie
omvat pompen die zijn gecertificeerd volgens NC-1 of gelijkwaardige normen.
3. FABRIEKEN VOOR HET OPWERKEN VAN BESTRAALDE SPLIJTSTOFELEMENTEN EN SPECIAAL DAARVOOR
ONTWORPEN OF VERVAARDIGDE UITRUSTING
INLEIDING
Bij de opwerking van bestraalde splijtstof worden plutonium en uraan gescheiden van
sterk radioactieve splijtingsproducten en andere transurane elementen. Deze scheiding
kan met verschillende technische procédés worden bereikt. In de loop van de jaren
is het purexproces echter het meest gebruikte en aanvaarde procédé geworden. Het purexproces
bestaat uit het oplossen van bestraalde splijtstof in salpeterzuur, gevolgd door de
scheiding van het uraan, het plutonium en de splijtingsproducten door vloeistofextractie
waarbij een mengsel van tributylfosfaat in een organisch oplosmiddel wordt gebruikt.
Purexinstallaties hebben procesfuncties die vergelijkbaar zijn, bijvoorbeeld: fijnhakken
van bestraalde splijtstofelementen, oplossen van de splijtstof, vloeistofextractie
en opslag van procesvloeistoffen. Er kan uitrusting zijn om uraannitraat langs thermische
weg te denitrificeren, plutoniumnitraat om te zetten in oxide of metaal en het effluent
dat splijtingsproducten bevat om te zetten in een vorm die geschikt is voor langdurige
opslag of opberging. Het specifieke type en de configuratie van de uitrusting voor
deze functies kan echter verschillen voor verschillende purexinstallaties om diverse
redenen, zoals het type en de hoeveelheid op te werken bestraalde splijtstof en de
beoogde bestemming van de teruggewonnen materialen en de veiligheids- en onderhoudsfilosofie
waar bij het ontwerp van de installatie van is uitgegaan.
Een „fabriek voor het opwerken van bestraalde splijtstofelementen" omvat de uitrusting
en onderdelen die in de regel rechtstreeks in aanraking komen met de bestraalde splijtstof
en de voornaamste processtromen van nucleair materiaal en splijtingsproducten en deze
rechtstreeks regelen.
Deze processen, met inbegrip van volledige systemen voor de conversie van plutonium
en de productie van plutoniummetaal, kunnen worden geïdentificeerd aan de hand van
de maatregelen die zijn genomen om kriticiteit (bijvoorbeeld door middel van de geometrie),
blootstelling aan straling (bijvoorbeeld door middel van afscherming) en toxiciteitsgevaren
(bijvoorbeeld door middel van insluiting) te voorkomen.
In de zinsnede „en speciaal ontworpen of vervaardigde uitrusting" voor het opwerken
van bestraalde splijtstofelementen zijn begrepen:
3.1. Hakmachines voor bestraalde splijtstofelementen
INLEIDING
Deze uitrusting doorbreekt de bekleding van de splijtstof om het bestraalde nucleaire
materiaal in oplossing te brengen. Speciaal ontworpen metaalscharen worden het meest
algemeen gebruikt, hoewel ook geavanceerde uitrusting, bijvoorbeeld lasers, kan worden
gebruikt.
Op afstand bediende uitrusting, speciaal ontworpen of vervaardigd voor het gebruik
in een opwerkingsfabriek als hierboven beschreven en bestemd voor het snijden, hakken
of knippen van bestraalde splijtstofpakketten, -bundels of -staven.
3.2. Oplostanks
INLEIDING
Oplostanks zijn normaliter bestemd voor de fijngehakte verbruikte splijtstof. In deze
kritisch veilige tanks wordt het bestraalde nucleaire materiaal opgelost in salpeterzuur
en worden de resterende omhullingen uit de processtroom verwijderd.
Kritisch veilige tanks (bijvoorbeeld ring- of plaattanks met een kleine diameter)
speciaal ontworpen of vervaardigd voor gebruik in een opwerkingsfabriek als hierboven
omschreven, bestemd voor het oplossen van bestraalde splijtstof, die bestand zijn
tegen hete, sterk corrosieve vloeistoffen en die op afstand gevuld en onderhouden
kunnen worden.
3.3. Vloeistofextractors en uitrusting voor vloeistofextractie
INLEIDING
Vloeistofextractors ontvangen de oplossing van bestraalde splijtstof van de oplostanks
en de organische oplossing die uraan, plutonium en splijtingsproducten scheidt. Uitrusting
voor vloeistofextractie wordt normaliter ontworpen om aan strikte bedrijfsparameters
te voldoen, bijvoorbeeld lange levensduur zonder onderhoudseisen of gemakkelijk te
vervangen, eenvoudige bediening en regeling en aanpasbaarheid aan variaties in de
procesomstandigheden.
Speciaal ontworpen of vervaardigde vloeistofextractors, zoals gestapelde kolommen
of pulskolommen, mengers-ontmengers of centrifugale contactors voor gebruik in een
fabriek voor de opwerking van bestraalde splijtstof. Vloeistofextractors moeten bestand
zijn tegen de corrosieve werking van salpeterzuur. Vloeistofextractors worden normaliter
volgens extreem hoge normen (waaronder speciale las-, keurings-, kwaliteitsborgings-
en kwaliteitscontroletechnieken) vervaardigd van roestvrij staal met een laag koolstofgehalte,
titaan, zirkonium of andere hoogwaardige materialen.
3.4. Chemische voorraad- en opslagvaten
INLEIDING
De vloeistofextractiestap resulteert in drie grote vloeistofstromen. Voorraad- en
opslagvaten worden gebruikt voor de verdere verwerking van deze drie processtromen,
en wel als volgt:
-
a. De zuivere uraannitraatoplossing wordt geconcentreerd door indamping en in een denitrificatieproces
omgezet in uraanoxide. Dit oxide wordt opnieuw gebruikt in de splijtstofkringloop.
-
b. De oplossing van hoogradioactieve splijtingsproducten wordt normaliter geconcentreerd
door verdamping en opgeslagen als concentraat. Dit concentraat kan vervolgens worden
ingedampt en omgezet in een vorm die geschikt is voor opslag of opberging.
-
c. De zuivere plutoniumnitraatoplossing wordt geconcentreerd en opgeslagen alvorens naar
volgende processtappen te worden overgebracht. Vooral voorraad- en opslagvaten voor
plutoniumoplossingen worden ontworpen om kriticiteitsproblemen te vermijden die het
gevolg zijn van veranderingen in de concentratie en vorm van deze stroom.
Speciaal ontworpen of vervaardigde voorraad- en opslagvaten voor het gebruik in een
fabriek voor de opwerking van bestraalde splijtstof. De voorraad- en opslagvaten moeten
bestand zijn tegen de corrosieve werking van salpeterzuur.
De voorraad- en opslagvaten worden normaliter gefabriceerd van materialen als roestvrij
staal met een laag koolstofgehalte, titaan of zirkonium of andere hoogwaardige materialen.
Voorraad- en opslagvaten kunnen worden ontworpen om op afstand te worden bediend en
onderhouden en kunnen de volgende kenmerken bezitten om de nucleaire kriticiteit te
beheersen:
-
1) wanden of inwendige structuren met een boorequivalent van tenminste 2%, of
-
2) een maximale diameter van 175 mm (7 inch) voor cilindrische vaten, of
-
3) een maximale breedte van 75 mm (3 inch) voor rechthoekige of ringvormige vaten.
3.5. Systemen voor de omzetting van plutoniumnitraat in plutoniumoxide
INLEIDING
In de meeste opwerkingsinstallaties betreft het laatste proces de omzetting van het
opgeloste plutoniumnitraat in plutoniumdioxide. De belangrijkste onderdelen van dit
proces zijn: opslag en aanpassing van het ingangsmateriaal, bezinken en scheiden van
vaste stof en vloeistof, calcineren, hanteren van het product, ventileren, afvalbeheer
en procesregeling.
Complete systemen speciaal ontworpen of vervaardigd voor de omzetting van plutoniumnitraat
in plutoniumoxide, met name zo aangepast dat kriticiteit en stralingseffecten worden
vermeden en de toxiciteitsrisico's tot een minimum worden herleid.
3.6. Systemen voor de productie van plutoniummetaal uit plutoniumoxide
INLEIDING
In dit proces, dat in een opwerkingsinstallatie kan plaatsvinden, wordt plutoniumdioxide
gefluorideerd, doorgaans met het sterk corrosieve waterstoffluoride, tot plutoniumfluoride
dat vervolgens wordt gereduceerd met behulp van zeer zuiver calciummetaal tot metallisch
plutonium en een calciumfluorideslak. De belangrijkste onderdelen van dit proces zijn:
fluorideren (bijvoorbeeld met uitrusting die is vervaardigd van of bekleed met een
edel metaal), metaalreductie (bijvoorbeeld in keramische vaten), terugwinning van
slak, hantering van de producten, ventilatie, afvalbeheer en procesregeling.
Complete systemen speciaal ontworpen of vervaardigd voor de productie van plutoniummetaal,
met name zo aangepast dat kriticiteit en stralingseffecten worden vermeden en de toxiciteitsrisico's
tot een minimum worden herleid.
5. FABRIEKEN VOOR DE SCHEIDING VAN ISOTOPEN VAN URAAN EN SPECIAAL DAARVOOR ONTWORPEN
OF VERVAARDIGDE UITRUSTING, ANDERE DAN ANALYSE-INSTRUMENTEN
In de zinsnede „speciaal daarvoor ontworpen of vervaardigde uitrusting, andere dan
analyse-instrumenten" voor de scheiding van uraanisotopen zijn begrepen:
5.1. Gascentrifuges en assemblages en onderdelen speciaal ontworpen of vervaardigd
voor gebruik in gascentrifuges
INLEIDING
Een gascentrifuge bestaat in de regel uit één of meer dunwandige cilinders met een
diameter tussen 75 mm (3 inch) en 400 mm (16 inch) die in een vacuüm worden geplaatst
en ronddraaien met een hoge omtreksnelheid van circa 300 m/s of meer, waarbij de centrale
as verticaal geplaatst is. Om de hoge snelheid te bereiken moeten de constructiematerialen
van de roterende onderdelen een hoge sterkte/dichtheidsverhouding hebben en moeten
de rotoropstelling, en dus ook de afzonderlijke onderdelen daarvan, volgens zeer nauwe
toleranties worden vervaardigd om de onbalans te minimaliseren. In tegenstelling tot
andere centrifuges wordt de gascentrifuge voor uraanverrijking gekenmerkt door de
aanwezigheid van één of meer roterende schijfvormige keerschotten in de rotorkamer
en een stationaire buisconfiguratie voor het aan- en afvoeren van het UF6-gas met
tenminste drie afzonderlijke kanalen waarvan er twee zijn verbonden met inlaatstukken
die vanaf de rotoras naar de buitenzijde van de rotorkamer lopen. In het vacuüm bevinden
zich eveneens een aantal kritische onderdelen die niet roteren en die, hoewel zij
speciaal ontworpen zijn, niet moeilijk te vervaardigen zijn en evenmin worden vervaardigd
uit unieke materialen. Voor een centrifuge-installatie is evenwel een groot aantal
van deze onderdelen vereist, zodat de hoeveelheden een belangrijke indicatie voor
het eindgebruik kunnen opleveren.
5.1.1. Roterende onderdelen
-
a. Complete rotoren:
Dunwandige cilinders, of een aantal onderling verbonden dunwandige cilinders, vervaardigd
van één of meer van de materialen met een hoge sterkte/dichtheidsverhouding als beschreven
in de TOELICHTING bij deze sectie. Voor onderling verbonden cilinders geldt dat zij
zijn samengevoegd met behulp van flexibele balgen of ringen als beschreven in sectie
5.1.1.c hieronder. In zijn uiteindelijke vorm is de rotor voorzien van één of meer
inwendige keerschotten en deksels als beschreven in sectie 5.1.1. d en e hieronder.
Het is echter mogelijk dat het volledige samenstel slechts gedeeltelijk geassembleerd
wordt geleverd.
-
b. Rotorbuizen:
Speciaal ontworpen of vervaardigde dunwandige cilinders met een dikte van 12 mm (0,5
inch) of minder, een diameter tussen 75 mm (3 inch) en 400 mm (16 inch) en vervaardigd
van één of meer van de materialen met een hoge sterkte/dichtheidsverhouding als beschreven
in de TOELICHTING bij deze sectie.
-
c. Balgen of ringen:
Speciaal ontworpen of vervaardigde onderdelen om een rotorbuis op bepaalde plaatsen
te verstevigen of om een aantal rotorbuizen samen te voegen. Een balg is een korte
cilinder met een wanddikte van 3 mm (0,12 inch) of minder, een diameter tussen 75
mm (3 inch) en 400 mm (16 inch) voorzien van een spiraal en vervaardigd van één of
meer van de materialen met een hoge sterkte/dichtheidsverhouding als beschreven in
de TOELICHTING bij deze sectie.
-
d. Keerschotten:
Schijfvormige onderdelen met een diameter tussen 75 mm (3 inch) en 400 mm (16 inch),
speciaal ontworpen of vervaardigd om in de rotorbuis van een centrifuge te worden
gemonteerd om de aftapkamer te isoleren van de belangrijkste scheidingskamer en in
sommige gevallen de circulatie van het UF6-gas in de belangrijkste scheidingskamer van de rotorbuis te bevorderen, vervaardigd
van één of meer van de materialen met een hoge sterkte/dichtheidsverhouding als beschreven
in de TOELICHTING bij deze sectie.
-
e. Boven- en onderdeksels:
Schijfvormige onderdelen met een diameter tussen 75 mm (3 inch) en 400 mm (16 inch),
speciaal ontworpen of vervaardigd om op de uiteinden van een rotorbuis te worden geplaatst
en zodoende het UF6 in de rotorbuis opgesloten te houden, en in sommige gevallen om als geïntegreerd
onderdeel een element van het bovenste lager (bovendeksel) te ondersteunen, te bevestigen
of te bevatten of om de roterende delen van de motor en het onderste lager (onderdeksel)
te dragen, vervaardigd van één of meer van de materialen met een hoge sterkte/dichtheidsverhouding
als beschreven in de TOELICHTING bij deze sectie.
TOELICHTING
De voor roterende onderdelen van centrifuges gebruikte materialen zijn:
-
a. maraging-staal met een maximale treksterkte van 2,05 x 109 N/m2 (300.000 psi) of meer;
-
b. aluminiumlegeringen met een maximale treksterkte van 0,46 x 109 N/m2 (67.000 psi)
of meer;
-
c. vezelmateriaal geschikt voor gebruik in composietconstructies met een specifieke modulus
van 12,3 x 106 m of meer en een specifieke treksterkte van 0,3 x 106 m of meer („specifieke
modulus" is Young's Modulus in N/m2 gedeeld door het soortgelijk gewicht in N/m3;
„speci-fieke treksterkte" is de treksterkte in N/m2 gedeeld door het soortgelijk gewicht
in N/m3).
5.1.2. Statische onderdelen
-
a. Magnetische lagers:
Speciaal ontworpen of vervaardigde lagers bestaande uit een ringvormige magneet in
een behuizing die een dempend medium bevat. De behuizing wordt vervaardigd van een
materiaal dat bestand is tegen UF6 (zie TOELICHTING) bij sectie 5.2.). De magneet is gekoppeld aan een poolschoen of
een tweede magneet die aan het bovendeksel als beschreven in 5.1.1. e is bevestigd.
De magneet kan ringvormig zijn met een verhouding tussen de buiten- en binnendiameter
kleiner dan of gelijk aan 1,6:1. De magneet kan een beginpermeabiliteit van 0,15 H/m
(120.000 in CGS-eenheden) of meer, of een remanentie van 98,5% of meer, of een energiedichtheid
groter dan 80 kJ/m3 (107 gauss x oersted) hebben. Naast de gebruikelijke materiaaleigenschappen
geldt dat de afwijking van de magnetische assen ten opzichte van de geometrische assen
aan zeer kleine toleranties moet voldoen (minder van 01, mm of 0,0004 inch) of dat
de homogeniteit van het materiaal van de magneet van groot belang is.
-
b. Lagers/dempers:
Speciaal ontworpen of vervaardigde lagers bestaande uit een taats/lagerkomsamenstel
gemonteerd op een demper. De taats is in de regel een as van gehard staal met een
halve bol aan het ene uiteinde en een voorziening om de taats aan de in 5.1.1. e beschreven
onderdeksel te bevestigen aan het andere uiteinde.
Aan de as kan evenwel een hydrodynamisch lager bevestigd zijn. De lagerkom is kogelvormig
met een halfronde holte in één oppervlak. Deze onderdelen worden vaak los van de demper
geleverd.
-
c. Moleculaire pompen:
Speciaal ontworpen of vervaardigde cilinders met inwendige, machinaal vervaardigde
of geëxtrudeerde langwerpige spiraalvormige groeven en inwendige, machinaal vervaardigde
boorgaten. Typische afmetingen zijn: binnendiameter: 75 mm (3 inch) tot 400 mm (16
inch), wanddikte 10 mm (0,4 inch) of meer, lengte gelijk aan of groter dan de diameter.
De groeven hebben doorgaans een rechthoekige doorsnede en zijn 2 mm (0,08 inch) of
meer diep.
-
d. Stators:
Speciaal ontworpen of vervaardigde ringvormige stators voor zeer snelle meerfasige
wisselstroomhysteresismotoren (magnetische weerstandsmotoren) voor synchrone werking
in vacuüm, met een frequentiebereik van 600 Hz – 2000 Hz en een vermogensbereik van
50 VA – 1.000 VA. De stators bestaan uit meerfasige wikkelingen op een gelamineerde
ijzerkern met geringe verliezen die is samengesteld uit dunne lagen met een typische
dikte van 2,0 mm (0,08 inch) of minder.
-
e. Centrifugebehuizingen/houders:
Speciaal ontworpen of vervaardigde onderdelen om de rotorbuis van een gascentrifuge
te bevatten. De behuizing bestaat uit een starre cilinder met een wanddikte tot 30
mm (1,2 inch) met nauwkeurig afgewerkte uiteinden om de lagers te positioneren en
met één of meer flensen voor de bevestiging. De bewerkte uiteinden zijn evenwijdig
aan elkaar en staan met een nauwkeurigheid van 0,05 graden of beter loodrecht op de
lengteas van de cilinder.
De behuizing kan ook een honingraatachtige constructie hebben om plaats te bieden
aan een aantal rotorbuizen. De behuizingen zijn vervaardigd van of beschermd met materiaal
dat bestand is tegen corrosie door UF6.
-
f. Inlaatstukken:
Speciaal ontworpen of vervaardigde buizen met een binnendiameter tot 12 mm (0,5 inch)
voor extractie van UF6-gas uit de rotorbuis volgens het principe van een Pitot-buis (d.w.z. met een opening
die naar de perifere gasstroom in de rotorbuis is gericht, bijvoorbeeld door het uiteinde
van een radiaal geplaatste buis om te buigen) die aan het centrale gasextractiesysteem
kan worden bevestigd. De buizen zijn vervaardigd van of beschermd met materiaal dat
bestand is tegen corrosie door UF6.
5.2. Speciaal voor verrijkingsinstallaties volgens het gascentrifugeprincipe ontworpen
of vervaardigde hulpsystemen, uitrusting en onderdelen
INLEIDING
De hulpsystemen, uitrusting en onderdelen voor een gascentrifuge-installatie zijn
de systemen om UF6 in de centrifuges te brengen, de afzonderlijke centrifuges met elkaar te verbinden
tot cascades (of trappen) om een steeds hogere verrijkingsgraad te bereiken en systemen
om het verarmde en het verrijkte UF6 uit de centrifuges af te voeren, alsmede de uitrusting die nodig is om de centrifuges
aan te drijven of de installatie te regelen.
In de regel wordt UF6 vanuit vaste toestand verdampt in verwarmde autoclaven en in gasvormige toestand
naar de centrifuges geleid via de cascadeverdeelleidingen. De stromen verarmd en verrijkt
UF6-gas die van de centrifuges afkomstig zijn, worden eveneens via cascadeverdeelleidingen
afgevoerd naar koude vallen (op een temperatuur van ongeveer 203 K (-70°C)) waar zij
worden gecondenseerd, waarna het UF6 in geschikte containers voor vervoer of opslag wordt overgebracht. Omdat een verrijkingsinstallatie
vele duizenden centrifuges omvat die in cascades zijn opgesteld, zijn er vele kilometers
cascadeverdeelleidingen, met duizenden lasverbindingen en een grote mate van herhaling
in de lay-out. De uitrusting, onderdelen en leidingsystemen worden vervaardigd volgens
zeer hoge vacuüm- en schoonheidsnormen.
5.2.1. Voedingssystemen/systemen voor het afvoeren van de verarmde en verrijkte
stromen
Speciaal ontworpen of vervaardigde processystemen, waaronder:
-
Voedingsautoclaven (of stations) voor het doorvoeren van UF6 naar de centrifugecascades met een druk tot 100 kPa (15 psi) en een debiet van 1
kg/h of meer;
-
Desublimatoren (of koude vallen) die gebruikt worden om UF6 uit de cascades te verwijderen bij een druk tot 3 kPa (0,5 psi). De desublimatoren
kunnen worden afgekoeld tot 203 K (– 70°C) en verwarmd tot 343 K (70°C);
-
Opvangstations voor verarmd en verrijkt uraan om UF6 in containers op te slaan.
Deze installatie, uitrusting en leidingen zijn geheel vervaardigd van of bekleed met
materiaal dat tegen UF6 bestand is (zie TOELICHTING bij deze sectie) en zijn vervaardigd volgens zeer hoge
vacuüm- en schoonheidsnormen.
5.2.2. Stelsels van machineverdeelleidingen
Speciaal ontworpen of vervaardigde stelsels van buizen en verdeelleidingen om het
UF6 de centrifugecascades te hanteren. Het leidingennet is in de regel van het type met
„drievoudige" verdeelleidingen waarbij elke centrifuge is aangesloten op elk van de
drie verdeelleidingen. Het is dan ook sterk repetitief van vorm. Het is volledig vervaardigd
van materiaal dat tegen UF6 bestand is (zie TOELICHTING bij deze sectie) en is vervaardigd volgens zeer hoge
vacuüm- en schoonheidsnormen.
5.2.3. UF6 massaspectrometers/ionenbronnen
Speciaal ontworpen of vervaardigde magnetische of quadrupool massaspectrometers waarmee
„on-line" monsters kunnen worden genomen van de UF6-voedingsstroom en van verarmde en verrijkte UF6-gasstromen en die alle onderstaande eigenschappen hebben:
-
1. oplossend vermogen 1 a.m.e. voor massa's groter dan 320 a.m.e.;
-
2. ionenbronnen vervaardigd van of bekleed met nichroom of monel of vernikkeld;
-
3. ionisatiebronnen die werken met elektronenbeschieting;
-
4. collectorsysteem geschikt voor isotopenanalyse.
5.2.4. Frequentieomzetters
Frequentieomzetters (ook bekend als convertors of invertors) speciaal ontworpen of
vervaardigd voor de voeding van motorstators als gedefinieerd onder 5.1.2 d) of onderdelen
en subassemblages hiervoor, die aan alle onderstaande specificaties voldoen:
-
1. een meerfasige spanning van 600 tot 2000 Hz;
-
2. hoge stabiliteit (frequentieafwijkingen minder dan 0,1%);
-
3. geringe harmonische vervorming (minder dan 2%); en
-
4. een rendement hoger dan 80%.
TOELICHTING
De hierboven vermelde onderdelen komen rechtstreeks in aanraking met het UF6-procesgas of regelen rechtstreeks de centrifuges en de stroom van het gas van centrifuge
naar centrifuge en cascade naar cascade.
Materialen die bestand zijn tegen corrosie door UF6, zijn bijvoorbeeld roestvrij staal, aluminium, aluminiumlegeringen, nikkel of legeringen
die 60% of meer nikkel bevatten.
5.3. Speciaal ontworpen of vervaardigde assemblages en onderdelen voor gebruik in
gasdiffusieverrijkingsinstallaties
INLEIDING
Bij de scheiding van uraanisotopen door middel van gasdiffusie wordt de belangrijkste
technologische assemblage gevormd door een speciale poreuze gasdiffusiebarrière, een
warmtewisselaar voor de koeling van het gas (dat door de compressie wordt verwarmd),
afsluit- en regelkleppen en pijpleidingen. Aangezien bij de gasdiffusie gebruik wordt
gemaakt van uraanhexafluoride (UF6), moeten alle oppervlakken van uitrusting, pijpleidingen en instrumenten (die in
aanraking met het gas komen) zijn vervaardigd van materialen die stabiel blijven als
zij met UF6 in aanraking komen. Voor een gasdiffusieinstallatie zijn een aantal van deze assemblages
vereist, zodat de hoeveelheden een belangrijke aanwijzing voor het eindgebruik kunnen
opleveren.
5.3.1. Gasdifussiebarrières
-
a. Speciaal ontworpen of vervaardigde dunne, poreuze filters met een poriegrootte van
100 – 1.000 Å (angstrom), een dikte van 5 mm (0,2 inch) of minder en, voor buisvormige
membranen, met een diameter van 25 mm (1 inch) of minder, vervaardigd van metallisch,
polymeer of keramisch materiaal dat bestand is tegen corrosie door UF6, en
-
b. speciaal vervaardigde verbindingen of poeders voor de fabricage van dergelijke filters.
Dergelijke verbindingen en poeders omvatten nikkel of legeringen die 60% of meer nikkel
bevatten, aluminiumoxide en volledig gefluoreerde koolwaterstofpolymeren die tegen
UF6 bestand zijn, met een zuiverheidsgraad van 99,9% of meer, een korrelgrootte kleiner
dan 10 micrometer en een zeer uniforme deeltjesgrootte, die speciaal voor de fabricage
van gasdiffusiebarrières zijn vervaardigd.
5.3.2. Gasdifussorvaten
Speciaal ontworpen of vervaardigde hermetisch afgesloten cilindrische vaten met een
diameter van meer dan 300 mm (12 inch) en een lengte groter dan 900 mm (35 inch),
of rechthoekige vaten van vergelijkbare afmetingen, voorzien van een inlaatkoppeling
en twee uitlaatkoppelingen die alle een diameter van meer dan 50 mm (2 inch) hebben,
bestemd om de gasdiffusiebarrière te bevatten, vervaardigd van of bekleed met materiaal
dat bestand is tegen UF6 en ontworpen voor horizontale of verticale installatie.
5.3.3. Compressoren en aanjagers
Speciaal ontworpen compressoren van het axiale, centrifugale of verdringerstype of
aanjagers met een aanzuigcapaciteit van 1 m3/min of meer UF6 en een werkdruk tot enkele honderden kPa (100 psi), ontworpen om langdurig in een
UF6-atmosfeer te werken met of zonder een elektromotor van het vereiste vermogen, alsmede
afzonderlijke assemblages van dergelijke compressoren en aanjagers. Deze compressoren
en aanjagers hebben een werkdrukverhouding tussen 2:1 en 6:1 en zijn vervaardigd van
of bekleed met materiaal dat bestand is tegen UF6.
5.3.4. Asafdichtingen
Speciaal ontworpen of vervaardigde vacuümafdichtingen met aan- en afvoerkoppelingen,
om de as die de rotor van de compressor of aanjager verbindt met de aandrijfmotor
af te dichten, zodat een betrouwbare afdichting wordt verkregen tegen het inlekken
van lucht in de binnenkamer van de compressor of aanjager die met UF6 is gevuld. Dergelijke afdichtingen zijn in de regel ontworpen op een inleksnelheid
van het buffergas van minder dan 1.000 cm3/min. (60 inch3/min.).
5.3.5. Warmtewisselaars voor de koeling van UF6
Speciaal ontworpen of vervaardigde warmtewisselaars, vervaardigd van of bekleed met
materiaal dat tegen UF6 bestand is (uitgezonderd roestvrij staal) of met koper dan wel een willekeurige combinatie
van deze metalen, ontworpen op een leksnelheid die een drukverandering van minder
dan 10 Pa (0,0015 psi) per uur veroorzaakt bij een drukverschil van 100 kPa (15 psi).
5.4. Speciaal voor gasdiffusieverrijking ontworpen of vervaardigde hulpsystemen,
uitrusting en onderdelen
INLEIDING
De hulpsystemen, uitrusting en onderdelen voor gasdiffusieverrijkingsinstallaties
zijn de systemen die nodig zijn om UF6 in de gasdiffusie-eenheid in te voeren, de afzonderlijke eenheden te koppelen tot
cascades (of trappen) om een steeds hogere verrijkingsgraad te bereiken en de systemen
om het verrijkte en het verarmde UF6 uit de diffusiecascades af te voeren. Vanwege de zeer inerte eigenschappen van diffusiecascades
heeft elke onderbreking van de werking ervan, met name het stilleggen, ernstige gevolgen.
Een strikte en constante handhaving van het vacuüm in alle technische systemen, automatische
beveiliging tegen ongevallen en nauwkeurige automatische regeling van de gasstroming
zijn dan ook van belang in een gasdiffusie-installatie. Dit alles impliceert dat de
installatie moet zijn uitgerust met een groot aantal speciale meet-, regel- en stuursystemen.
In de regel wordt UF6 verdampt uit cilinders die in autoclaven zijn geplaatst, en wordt het in gasvormige
toestand via een cascadeverdeelleiding naar het ingangspunt gevoerd. De verrijkte
en verarmde UF6-gasstromen die de uitgangspunten verlaten, worden via cascadeverdeelleidingen naar
hetzij koude vallen, hetzij compressorstations gevoerd waar het UF6-gas vloeibaar wordt gemaakt, waarna het UF6 in geschikte containers voor vervoer of opslag wordt overgebracht. Omdat een gasdiffusieverrijkingsinstallatie
is samengesteld uit een groot aantal gasdiffusie-eenheden die in cascades zijn gerangschikt,
zijn er vele kilometers cascadeverdeelleidingen met duizenden lasverbindingen en een
grote mate van herhaling in de lay-out. De uitrusting, onderdelen en leidingstelsels
worden gefabriceerd volgens zeer hoge vacuüm- en schoonheidsnormen.
5.4.1. Voedingssystemen/systemen voor het afvoeren van de verarmde en de verrijkte
stroom
Speciaal ontworpen of vervaardigde processystemen die geschikt zijn voor een werkdruk
van 300 kPa (45 psi) of minder, waaronder:
voedingsautoclaven (of systemen) voor het doorvoeren van UF6 naar de diffusiecascades; desublimatoren (of koude vallen) die gebruikt worden om
het UF6 uit de diffusiecascades te verwijderen; liquefactors waar het UF6-gas uit de cascade wordt samengeperst en gekoeld om het om te zetten in vloeibaar
UF6; opvangssystemen voor verrijkt en verarmd uraan om UF6 in containers op te slaan
5.4.2. Stelsels van verdeelleidingen
Speciaal ontworpen of vervaardigde stelsels van buizen en verdeelleidingen om het
UF6 in de gasdiffusiecascades te hanteren. Dit leidingnet is in de regel van het type
met „dubbele" verdeelleidingen waarbij elke cel is aangesloten op elk van de verdeelleidingen.
5.4.3. Vacuümsystemen
-
a. Speciaal ontworpen of vervaardigde grote vacuümspruitstukken, vacuümverdeelleidingen
en vacuümpompen met een afzuigcapaciteit van 5 m3/min. (175 ft3/min) of meer.
-
b. Vacuümpompen speciaal ontworpen voor gebruik in een atmosfeer die UF6 bevat, vervaardigd van of bekleed met aluminium, nikkel of legeringen die meer dan
60% nikkel bevatten. Deze pompen kunnen van het roterende of het verdringertype zijn,
zijn voorzien van verdringer- en fluorkoolstofafdichtingen en gebruik maken van een
speciale werkvloeistof.
5.4.4. Speciale afsluiters en regelkleppen
Speciaal ontworpen of vervaardigde manuele of automatische balgafsluiters en -regelkleppen
vervaardigd van materiaal dat bestand is tegen UF6, met een diameter van 40 tot 1.500 mm (1,5 tot 59 inch) bestemd voor installatie
in de hoofd- en de hulpsystemen van gasdiffusieverrijkingsinstallaties.
5.4.5. UF6-massaspectrometers/ionenbronnen
Speciaal ontworpen of vervaardigde magnetische of quadrupool massaspectrometers waarmee
„on-line" monsters kunnen worden genomen van de UF6-voedingsstroom en van verarmde en verrijkte UF6-gasstromen en die alle onderstaande eigenschappen hebben:
-
1. oplossend vermogen 1 a.m.e. voor massa's groter dan 320 a.m.e.;
-
2. ionenbronnen vervaardigd van of bekleed met nichroom of monel of vernikkeld;
-
3. ionisatiebronnen die werken met elektronenbeschieting;
-
4. collectorsysteem geschikt voor isotopenanalyse.
TOELICHTING
De bovenstaande onderdelen komen rechtstreeks in aanraking met het UF6-procesgas of regelen rechtstreeks de gasstroom in de cascade. Alle oppervlakken die
met het procesgas in aanraking komen, zijn volledig vervaardigd van of bekleed met
materiaal dat bestand is tegen UF6. Wat de posten betreft die betrekking hebben op gasdiffusieonderdelen, omvatten de
materialen die bestand zijn tegen corrosie door UF6 roestvrij staal, aluminium, aluminiumlegeringen, aluminiumoxide, nikkel of legeringen
die 60% of meer nikkel bevatten en volledig gefluoreerde koolwaterstofpolymeren die
bestand zijn tegen UF6.
5.5. Speciaal voor aërodynamische verrijkinginstallaties ontworpen of vervaardigde
systemen, uitrusting en onderdelen
INLEIDING
In aërodynamische verrijkingsprocessen wordt een mengsel van gasvormig UF6 en een licht gas (waterstof of helium) samengeperst en vervolgens door scheidingselementen
gevoerd waar isotopenscheiding plaatsvindt met behulp van grote centrifugale krachten
die worden opgewekt over een gekromde wand. Er zijn twee processen van dit type met
succes ontwikkeld: het proces met scheidingsstraalpijpen en het proces met vortexbuizen.
Voor beide processen omvatten de belangrijkste onderdelen van een scheidingstrap cilindrische
vaten waarin de speciale scheidingselementen (straalpijpen of vortexbuizen), zijn
ondergebracht, gascompressoren en warmtewisselaars om de compressiewarmte af te voeren.
Voor een aërodynamische installatie zijn een aantal van deze trappen vereist, zodat
hoeveelheden een belangrijke aanwijzing kunnen vormen voor het eindgebruik. Aangezien
in aërodynamische processen gebruik wordt gemaakt van UF6, moeten alle oppervlakken van uitrusting, pijpleidingen en instrumenten (die met
het gas in aanraking komen) zijn vervaardigd van materialen die stabiel blijven als
zij met UF6 in aanraking komen.
TOELICHTING
De in deze sectie opgenomen onderdelen komen rechtstreeks in aanraking met het UF6-procesgas of regelen rechtstreeks de gasstroom in de cascade. Alle oppervlakken die
met het procesgas in aanraking komen, zijn volledig vervaardigd van of beschermd met
materiaal dat bestand is tegen UF6. Wat de posten betreft die betrekking hebben op onderdelen van aërodynamische verrijkingsinstallaties,
omvatten de materialen die bestand zijn tegen corrosie door UF6 koper, roestvrij staal, aluminium, aluminiumlegeringen, aluminiumoxide, nikkel of
legeringen die 60% of meer nikkel bevatten en volledig gefluoreerde koolwaterstofpolymeren
die bestand zijn tegen UF6.
5.1.1. Scheidingsstraalpijpen
Speciaal ontworpen of vervaardigde scheidingsstraalpijpen en assemblages daarvan.
De scheidingsstraalpijpen bestaan uit spleetvormige, gebogen kanalen met een kromtestraal
van minder dan 1 mm (typisch 0,1 tot 0,05 mm), die bestand zijn tegen corrosie door
UF6, met een scherpe scheidingsrand in de straalpijp die de gasstroom in tweeën deelt.
5.5.2.. Vortexbuizen
Speciaal ontworpen of vervaardigde vortexbuizen en assemblages daarvan. De vortexbuizen
hebben een cilindrische of conische vorm en zijn vervaardigd van of beschermd met
materiaal dat bestand is tegen corrosie door UF6, met een diameter tussen 0,5 cm en 4 cm, een lengte/diameterverhouding gelijk aan
of kleiner dan 20:1 en één of meer tangentiële inlaten. Zij kunnen aan een of aan
beide uiteinden zijn uitgerust met aanhangsels van het straalpijptype.
TOELICHTING
Het gas komt de vortexbuis tangentieel aan één uiteinde binnen of via wervelschoepen
of op verschillende tangentiële plaatsen langs de buis.
5.5.3. Compressoren en aanjagers
Speciaal ontworpen of vervaardigde compressoren of aanjagers van het verdringer-,
centrifugale of axiale type, vervaardigd van of beschermd met materiaal dat bestand
is tegen corrosie door UF6, met een aanzuigcapaciteit van ten minste 2 m3/min van het UF6/dragergas-mengsel (dragergas: waterstof of helium).
TOELICHTING
Deze compressoren en aanjagers hebben typisch een drukverhouding tussen 1,2:1 en 6:1.
5.5.4. Asafdichtingen
Speciaal ontworpen of vervaardigde asafdichtingen, inclusief aan- en afvoerkoppelingen,
voor de afdichting van de as die de compressor- of aanjagerrotor verbindt met de aandrijfmotor,
teneinde een betrouwbare afdichting te waarborgen tegen het naar buiten lekken van
procesgassen of het naar binnen lekken van lucht of afdichtingsgassen in de binnenste
kamer van de compressor of aanjager die met het UF6/dragergasmengsel is gevuld.
5.5.5. Warmtewisselaars voor de gaskoeling
Speciaal ontworpen of vervaardigde warmtewisselaars, vervaardigd van of beschermd
met materiaal dat bestand is tegen corrosie door UF6.
5.5.6. Behuizingen van scheidingselementen
Speciaal ontworpen of vervaardigde behuizingen van scheidingselementen, vervaardigd
van of beschermd met materiaal dat bestand is tegen corrosie door UF6, bedoeld om vortexbuizen of scheidingsstraalpijpen te bevatten.
TOELICHTING
Deze behuizingen kunnen een cilindrische vorm hebben, met een diameter van meer dan
300 mm en een lengte van meer dan 900 mm, of rechthoekige vorm met soortgelijke afmetingen,
en kunnen ontworpen zijn voor horizontale of verticale installatie.
5.5.7. Voedingssystemen en opvangsystemen voor verrijkt en verarmd uraan
Speciaal ontworpen of vervaardigde processystemen of apparatuur voor verrijkingsinstallaties,
vervaardigd van of beschermd met materiaal dat bestand is tegen corrosie door UF6, met inbegrip van:
-
a. voedingsautoclaven, ovens of systemen voor het doorvoeren van UF6 naar het verrijkingsproces;
-
b. desublimatoren (of koelvallen) die gebruikt worden om UF6 uit het verrijkingsproces te verwijderen voor verder transport na verhitting;
-
c. stollingsstations of liquefactors die worden gebruikt om UF6 uit het verrijkingsproces te verwijderen door het samen persen en om te zetten in
vloeibare of vaste vorm;
-
d. opvangsystemen voor verarmd of verrijkt uraan om UF6 in containers op te slaan.
5.5.8. Stelsels van verdeelleidingen
Speciaal ontworpen of vervaardigde stelsels van buizen en verdeelleidingen, vervaardigd
van of beschermd met materiaal dat bestand is tegen corrosie door UF6, om het UF6 te hanteren binnen de aërodynamische cascades. Dit leidingnet is doorgaans van het
type met „dubbele" verdeelleidingen, waarbij elke trap of groep van trappen is verbonden
met elk van de verdeelleidingen.
5.5.9. Vacuümsystemen en -pompen
-
a. speciaal ontworpen of vervaardigde vacuümsystemen met een afzuigcapaciteit van 5 m3/min
of meer, bestaande uit vacuümspruitstukken, -verdeelleidingen en -pompen en ontworpen
voor gebruik in een atmosfeer die UF6 bevat;
-
b. vacuümpompen speciaal ontworpen of vervaardigd voor gebruik in een atmosfeer die UF6 bevat, vervaardigd van of beschermd met materiaal dat bestand is tegen corrosie door
UF6. Deze pompen kunnen fluorkoolstofafdichtingen bevatten en speciale werkvloeistoffen
gebruiken.
5.5.10. Speciale afsluiters en regelkleppen
Speciaal ontworpen of vervaardigde manuele of automatische balgafsluiters en -regelkleppen
vervaardigd van of beschermd met materiaal dat bestand is tegen corrosie door UF6, met een diameter van 40 tot 1500 mm, voor installatie in de hoofd- en de hulpsystemen
van aërodynamische verrijkingsinstallaties.
5.5.11. UF6 massaspectrometers/ionenbronnen.
Speciaal ontworpen of vervaardigde magnetische of quadrupool-massaspectrometers/ionenbronnen
waarmee „on line" monsters kunnen worden genomen van de UF6-voedingsstroom en van verarmde en verrijkte UF6-gasstromen en die alle onderstaande eigenschappen hebben:
-
1. oplossend vermogen 1 a.m.e. voor massa's groter dan 320 a.m.e.;
-
2. ionenbronnen vervaardigd van of bekleed met nichroom of monel of vervaardigd van
vernikkelde onderdelen;
-
3. ionisatiebronnen die werken met elektronenbeschieting;
-
4. collectorsysteem dat geschikt is voor isotopenanalyse.
5.5.12. Processystemen om UF6 van het dragergas te scheiden
Systemen die speciaal zijn ontworpen of vervaardigd om UF6 van het dragergas (waterstof of helium) te scheiden.
TOELICHTING
Deze systemen zijn ontworpen om het UF6-gehalte van het dragergas (waterstof of helium) te verminderen tot 1 ppm of minder,
en kunnen apparatuur omvatten zoals: a. cryogene warmtewisselaars en cryogene scheiders
die geschikt zijn voor temperaturen van – 120°C of lager; of b. cryogene koeleenheden
die geschikt zijn voor temperaturen van – 120°C of lager; of c. scheidingsstraalpijpen
of vortexbuizen voor de scheiding van UF6 van het dragergas; of d. koudevallen voor UF6 die geschikt zijn voor temperaturen van – 20°C of lager.
5.6. Speciaal voor verrijkingsprocessen met behulp van chemische uitwisseling of
ionenwisseling ontworpen of vervaardigde systemen, uitrusting en onderdelen
INLEIDING
Het kleine massaverschil tussen de isotopen van uraan veroorzaakt kleine verschillen
in de chemische reactie-evenwichten die voor de scheiding van die isotopen kunnen
worden gebruikt. Er zijn twee methoden ontwikkeld: vloeistofvloeistof chemische uitwisseling
en vaste-stof-vloeistof ionenwisseling.
Bij vloeistof-vloeistof chemische uitwisseling, worden twee tegen elkaar in stromende
niet-mengbare vloeistoffasen (waterachtig en organisch) met elkaar in contact gebracht
om het cascade-effect van duizenden scheidingstrappen te verkrijgen. De waterige fase
bestaat uit uraanchloride in een zoutzuuroplossing. De organische fase bestaat uit
een extractant die uraanchloride in een organisch oplosmiddel bevat. De in de scheidingscascade
gebruikte contactors zijn hetzij vloeistof-vloeistof-uitwisselingskolommen (zoals
pulskolommen met zeefplaten), hetzij centrifugale-contactors voor vloeistof-vloeistofuitwisseling.
Voor refluxdoeleinden zijn aan beide uiteinden van de scheidingscascade chemische
conversies (oxidatie of reductie) vereist. Bij het ontwerp wordt zeer veel aandacht
geschonken aan het voorkomen van verontreiniging van de processtromen met bepaalde
metaalionen. Daarom worden kunststof-, met kunststof beklede (onder meer fluorkoolwaterstofpolymeren)
en/of met glas beklede kolommen en buizen gebruikt.
Bij vaste-stof-vloeistof ionenwisseling gebeurt de verrijking via uraanadsorptie/desorptie
op een speciaal, zeer snel reagerend ionenwisselhars of -adsorbens.
Een oplossing van uraan in zoutzuur en andere chemische agentia wordt door een cilindrische,
met gestapelde lagen van het adsorbens gevulde, verrijkingskolom gestuurd. Om een
continu proces te verkrijgen, is een refluxsysteem nodig dat het uraan van het adsorbens
terug in de vloeistofkringloop brengt zodat verrijkt en verarmd uraan kunnen worden
opgevangen. Dit gebeurt met behulp van geschikte chemische reductie/oxidatie-agentia
die volledig worden teruggewonnen in gescheiden externe kringlopen en die gedeeltelijk
kunnen worden geregenereerd binnen de isotopenscheidingskolommen zelf. Gezien de aanwezigheid
van hete geconcentreerde zoutzuuroplossingen moet de apparatuur ver-vaardigd zijn
van of bekleed zijn met speciale corrosiebestendige materialen.
5.6.1. Kolommen voor vloeistof-vloeistofuitwisseling (chemische uitwisseling)
Tegenstroomkolommen voor vloeistof-vloeistofuitwisseling met een mechanische voeding
(i.e. pulskolommen met zeefplaten, trilplaatkolommen en kolommen met interne-turbinemengers),
speciaal ontworpen of vervaardigd voor uraanverrijking via chemische uitwisseling.
Met het oog op hun bestandheid tegen corrosie door geconcentreerde zoutzuuroplossingen
zijn deze kolommen en hun inwendige onderdelen vervaardigd van of bekleed met geschikte
kunststoffen (zoals fluorkoolwaterstofpolymeren) of glas. De verblijftijd per trap
in deze kolommen is kort (30 sec. of minder).
5.6.2. Centrifugale contactors voor vloeistof-vloeistofuitwisseling (chemische uitwisseling)
Centrifugale contactors voor vloeistof-vloeistofuitwisseling, speciaal ontworpen of
vervaardigd voor uraanverrijking via chemische uitwisseling. Dergelijke contactors
gebruiken rotatie om dispersie van de organische en waterige stromen te verkrijgen
en vervolgens de centrifugale kracht om de verschillende fasen te scheiden. Met het
oog op hun bestandheid tegen corrosie door geconcentreerde zoutzuuroplossingen zijn
de contactors vervaardigd van of bekleed met geschikte kunststoffen (zoals fluorkoolwaterstofpolymeren)
of glas. De verblijftijd per trap in deze centrifugale contactors is kort (30 sec.
of minder).
5.6.3. Uraanreductiesystemen en uitrusting (chemische uitwisseling)
-
a. Speciaal ontworpen of vervaardigde elektrochemische reductiecellen, ontworpen om uraan
van een valentietoestand naar een andere te reduceren voor uraanverrijkingsdoeleinden
via chemische uitwisseling. De met de processtroom in contact komende celmaterialen
moeten bestand zijn tegen corrosie door geconcentreerde zoutzuuroplossingen.
TOELICHTING
Het kathodegedeelte moet zo ontworpen zijn dat re-oxidatie van het uraan naar zijn
hogere valentietoestand wordt voorkomen. Om het uraan in het kathodecompartiment te
houden, kan de cel een ondoorlatend membraan bevatten dat vervaardigd is van een speciaal
kationenwisselingsmateriaal. De kathode bestaat uit een geschikte vaste geleider zoals
grafiet.
-
b. Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen aan de verrijkingskant van de cascade,
ontworpen om U4+ uit de organische stroom te verwijderen, de zuurverhouding aan te passen en de elektrochemische
reductiecellen te voeden.
TOELICHTING
Deze systemen bestaan uit vloeistofextractie-apparatuur om U4+ uit de organische stroom in een waterige oplossing te brengen, verdampings- en/of
andere apparatuur voor de pH-aanpassing van de oplossing en pompen en andere transferapparatuur
voor het voeden van de elektrochemische reductiecellen. Bij het ontwerp wordt zeer
veel aandacht geschonken aan het voorkomen van verontreiniging van de waterige stroom
met bepaalde metaalionen. Daarom bestaat het systeem uit onderdelen die vervaardigd
zijn van of bekleed zijn met geschikte materialen (zoals glas, fluorkoolwaterstofpolymeren,
polyfenylsulfaat, polyethersulfon en met hars geïmpregneerd grafiet).
5.6.4. Systemen voor de behandeling van het voedingsmateriaal (chemische uitwisseling)
Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen, ontworpen om zeer zuivere uraanchloridevoedingsoplossingen
te produceren voor installaties voor uraanisotopenscheiding op basis van chemische
uitwisseling.
TOELICHTING
Deze systemen bestaan uit voorzieningen voor het in oplossing brengen, voor vloeistofextractie
en/of voor ionenwisseling voor de zuivering van U6+ of U4+ en uit elektrolytische cellen voor de reductie van U6+ of U4+ tot U3+. Deze systemen produceren uraanchlorideoplossingen die slechts enkele ppm metaalonzuiverheden
zoals chroom, ijzer, vanadium, molybdeen en andere bivalente of hogere multivalente
kationen bevatten. Materialen voor de bouw van onderdelen van systemen voor de behandeling
van zeer zuiver U3+ zijn onder meer glas, fluorkoolwaterstofpolymeren, polyfenylsulfaat en polyethersulfon
alsmede met kunststofbekleed en met hars geïmpregneerd grafiet.
5.6.5. Oxidatiesystemen voor uraan (chemische uitwisseling)
Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen voor de oxidatie van U3+ tot U4+ voor het terugvoeren naar de uraanisotopenscheidingscascade bij verrijking op basis
van chemische uitwisseling.
TOELICHTING
Deze systemen kunnen voorzieningen omvatten zoals:
-
a. apparatuur voor het in contact brengen van chloor en zuurstof met de waterige effluent
afkomstig van de isotopenscheidingsapparatuur en voor het extraheren van de resulterende
U4+ in de gestripte organische stroom die terugkomt van het productuiteinde van de cascade;
-
b. apparatuur om water af te scheiden van zoutzuur zodat water en geconcentreerd zoutzuur
op de geschikte plaatsen terug in het proces kunnen worden gebracht.
5.6.6. Ionenwisselharsen/adsorbentia met snelle reactietijd (ionenwisseling)
Speciaal voor uraanverrijking met behulp van ionenwisselaars ontworpen of vervaardigde
ionenwisselharsen of -adsorbentia met snelle reactietijd, met inbegrip van poreuze
harsen met een macroscopische vernetting en/of vliezige structuren waarin de actieve
chemische uitwisselgroepen voorkomen in een oppervlaktelaag op een inactieve poreuze
ondersteunende structuur, en andere composiete structuren met een geschikte vorm,
waaronder deeltjes of vezels. Deze ionenwisselharsen/adsorbentia hebben diameters
van 0,2 mm of minder, moeten bestand zijn tegen geconcentreerd zoutzuur en moeten
sterk genoeg zijn om niet te worden afgebroken in de uitwisselingskolommen. De harsen/adsorbentia
zijn speciaal ontworpen voor zeer snelle uraanisotopenuitwisselingssnelheden (uitwisselingshalveringstijd
van minder dan 10 sec.) en zijn geschikt voor werktemperaturen in het gebied van 100°C
tot 200°C.
5.6.7. Ionenwisselkolommen (ionenwisseling)
Speciaal voor uraanverrijking met behulp van ionenwisselaars ontworpen of vervaardigde
ionenwisselkolommen (cilindrisch) met een diameter van meer dan 1000 mm waarin gestapelde
lagen ionenwisselharsen/adsorbentia kunnen worden gebracht en ondersteund. Deze kolommen
zijn vervaardigd van of beschermd met materiaal (zoals titaan of fluorkoolwaterkunststoffen)
dat bestand is tegen corrosie door geconcentreerd zoutzuur en dat geschikt is voor
werktemperaturen in het gebied van 100°C tot 200°C en werkdrukken boven 0,7 Mpa (102
psia).
5.6.8. Ionenwisselrefluxsystemen (ionenwisseling)
-
a. Speciaal ontworpen of vervaardigde chemische of elektrochemische reductiesystemen
voor het regenereren van de chemische reductiemiddelen die in ionenwissel-uraanverrijkingscascades
worden gebruikt.
-
b. Speciaal ontworpen of vervaardigde chemische of elektrochemische oxidatiesystemen
voor het regenereren van de chemische oxidatiemiddelen die in ionenwissel-uraanverrijkigscascades
worden gebruikt.
TOELICHTING
In het ionenwisselverrijkingsproces kan bijvoorbeeld driewaardig titaan (Ti3+) worden gebruikt als reducerend kation en in dat geval regenereert het reductiesysteem
Ti3+ door het reduceren van Ti4+.
In het proces kan bijvoorbeeld driewaardig ijzer (Fe3+) als oxidans worden gebruikt en in dat geval regenereert het oxidatiesysteem Fe3+ door het oxideren van Fe2+.
5.7. Speciaal voor gebruik in verrijkingsinstallaties met lasers ontworpen of vervaardigde
systemen, uitrusting en onderdelen
INLEIDING
De huidige verrijkingssystemen op basis van lasers kunnen worden ingedeeld in twee
categorieën: die waarin het procesmedium atomaire uraandamp is en die waarin het procesmedium
de damp van een uraanverbinding is. De gebruikte nomenclatuur voor dergelijke processen
is: eerste categorie – Atomic Vapor Laser Isotope Separation (AVLIS of SILVA); tweede
categorie – Molecular Laser Isotope Separation (MLIS of MOLIS) en Chemical Reaction
by Isotope Selective Laser Activation (CRISLA). De systemen, uitrusting en onderdelen
voor laserverrijkingsinstallaties omvatten: (a) voedingsinrichtingen voor uraan-metaaldamp
(voor selectieve foto-ionisatie) of voedingsinrichtingen voor de damp van een uraanverbinding
(voor fotodissociatie of chemische activering); (b) inrichtingen voor het verzamelen
van verrijkt en verarmd uraanmetaal als „product" en „afval" in de eerste categorie,
en inrichtingen voor het verzamelen van gedissocieerde of verbindingen die aan de
reactie hebben deelgenomen als „product" en niet-aangetaste verbindingen als „afval"
in de tweede categorie; (c) proceslasersystemen voor het selectief exciteren van het
uraan-235 en (d) apparatuur voor de behandeling van voedingsmateriaal en de omzetting
van product. Gezien de complexiteit van de spectroscopie van uraanatomen en -verbindingen
kan het nodig zijn alle mogelijke beschikbare lasertechnieken te gebruiken.
TOELICHTING
Vele van de in deze sectie genoemde onderdelen komen in direct contact met uraanmetaaldamp
of gesmolten uraanmetaal of met procesgassen die bestaan uit UF6 of een mengsel van UF6 en andere gassen. Alle oppervlakten die in contact komen met het uraan of UF6 zijn volledig vervaardigd van of beschermd door corrosiebestendig materiaal. In deze
sectie over op lasertechnieken gebaseerde verrijkingsapparatuur zijn de materialen
die bestand zijn tegen corrosie door verdampt of vloeibaar uraanmetaal of uraanverbindingen
onder meer met yttriumoxide bedekt grafiet en tantaal, terwijl de materialen die bestand
zijn tegen corrosie door UF6 onder meer zijn: koper, roestvrij staal, aluminium, aluminiumlegeringen, nikkel of
legeringen die ten minste 60% nikkel bevatten, alsmede UF6-bestendige volledig gefluoreerde koolwaterstofpolymeren.
5.7.1. Uraanverdampingssystemen (AVLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde uraanverdampingssystemen die krachtige strip- of
scanning-elektronenkanonnen bevatten met een afgegeven vermogen op het trefmateriaal
van meer dan 2,5 kW/cm.
5.7.2. Systemen voor het hanteren van gesmolten uraanmetaal (AVLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde behandelingssystemen voor gesmolten uraan of uraanlegeringen,
bestaande uit smeltkroezen en koelapparatuur daarvoor.
TOELICHTING
De smeltkroezen en andere onderdelen van dergelijke systemen die in contact komen
met gesmolten uraan of uraanlegeringen worden vervaardigd van of beschermd door materialen
die op afdoende wijze corrosie- en hittebestendig zijn. Geschikte materialen zijn
onder meer tantaal, met yttriumoxide bedekt grafiet, grafiet bedekt met andere oxiden
van zeldzame aarden of mengsels daarvan.
5.7.3. Opvangsystemen voor verarmd en verrijkt uraan (AVLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde opvangsystemen voor verarmd en verrijkt uraanmetaal
in gesmolten of vaste vorm.
TOELICHTING
De onderdelen van dergelijke opvangsystemen worden vervaardigd van of beschermd door
materialen die bestand zijn tegen de hitte van en corrosie door uraanmetaaldampen
of gesmolten uraan (zoals tantaal en met yttriumoxide bedekt grafiet) en kunnen onder
meer zijn: pijpen, kleppen, fittingen, „goten", doorvoeren, warmtewisselaars en collectorplaten
voor magnetische, elektrostatische of andere scheidingsmethoden.
5.7.4. Behuizingen voor scheidingsmodules (AVLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde cilindrische of rechthoekige vaten die zijn ontworpen
om de uraandampbron, het elektronenkanon en de opvangsystemen voor verarmd en verrijkt
uraan te bevatten.
TOELICHTING
Deze behuizingen hebben een groot aantal poorten voor het doorvoeren van elektriciteit
en water, laserbundelvensters, vacuümpompverbindingen en poorten voor de instrumentatie
en monitoring. Er is voorzien in openings- en afsluitingsinrichtingen om vernieuwing/herstelling
van de interne onderdelen mogelijk te maken.
5.7.5. Supersone uitstroomstraalpijpen (MLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde supersone uitstroomstraalpijpen voor het koelen
van UF6 en transportgas tot 150 K of minder en vervaardigd van materiaal dat bestand is tegen
corrosie door UF6.
5.7.6. Productopvangsystemen voor uraanpentafluoride (MLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde produktopvangsystemen voor uraanpentafluoride (UF5) in vaste vorm, bestaande uit collectoren van het filter-, impact- of cycloontype
of combinaties daarvan en vervaardigd van materiaal dat bestand is tegen corrosie
door UF5/UF6.
5.7.7. UF6/transportgascompressoren (MLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde compressoren voor UF6/transportgasmengsels, ontworpen voor langdurige werking in een UF6-omgeving. De onderdelen van deze compressoren die in contact komen met procesgassen
worden vervaardigd van of beschermd door materialen die bestand zijn tegen corrosie
door UF6.
5.7.8. Asafdichtingen (MLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde asafdichtingen, inclusief aan- en afvoerkoppelingen,
ontworpen voor de afdichting van de as die de compressorrotor verbindt met de aandrijfmotor,
teneinde een betrouwbare afdichting te waarborgen tegen het naar buiten lekken van
procesgassen of het naar binnen lekken van lucht of afdichtingsgassen in de binnenste
kamer van de compressor die met het UF6/dragergasmengsel is gevuld.
5.7.9. Systemen om UF5 te fluoreren (MLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen om UF5 (vast) te fluoreren tot UF6 (gas).
TOELICHTING
Deze systemen zijn bedoeld om het opgevangen UF5-poeder te fluoreren tot UF6 dat vervolgens wordt opgevangen in producthouders of wordt gebruikt als voedingsgas
voor MLIS-eenheden ten behoeve van een nieuwe verrijkingstrap. Een methode is om de
fluoreringsreactie te doen plaatsvinden binnen het isotopenscheidingssysteem teneinde
direct aan de „product"-collectoren te reageren en op te vangen. In een andere aanpak
wordt het UF5-poeder van de „product"collectoren naar een geschikt reactievat gebracht (bv. wervelbedreactor,
schroefreactor of vlamtoren) met het oog op fluorering. In beide gevallen wordt uitrusting
voor de opslag en overbrenging van fluor (of een ander geschikt fluoreringsmiddel)
en voor het opvangen en overbrengen van UF6 gebruikt.
5.7.10. UF6 massaspectrometers/ionenbronnen (MLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde magnetische of quadrupool-massaspectrometers/ionenbronnen
waarmee „on line" monsters kunnen worden genomen van de UF6-voedingsstroom en van verarmde en verrijkte UF6-gasstromen en die alle onderstaande eigenschappen hebben:
-
1. oplossend vermogen 1 a.m.e. voor massa's groter dan 320 a.m.e.;
-
2. ionenbronnen vervaardigd van of bekleed met nichroom of monel of vervaardigd van
vernikkelde onderdelen;
-
3. ionisatiebronnen die werken met elektronenbeschieting;
-
4. collectorsysteem dat geschikt is voor isotopenanalyse.
5.7.11. Voedingssystemen en opvangsystemen voor verrijkt en verarmd uraan (MLIS)
Speciaal ontworpen of vervaardigde processystemen of apparatuur voor verrijkingsinstallaties,
vervaardigd van of beschermd met materiaal dat bestand is tegen corrosie door UF6, met inbegrip van:
-
a. voedingsautoclaven, ovens of systemen voor het doorvoeren van UF6 naar het verrijkingsproces;
-
b. desublimatoren (of koude vallen) die gebruikt worden om UF6 uit het verrijkingsproces te verwijderen voor verder transport na verhitting;
-
c. stollingsstations of liquefactors die worden gebruikt om UF6 uit het verrijkingsproces te verwijderen door het samen te persen en om te zetten
in vloeibare of vaste vorm;
-
d. opvangsystemen voor verarmd of verrijkt uraan om UF6 in containers op te slaan.
5.7.12. Processystemen om UF6 van het dragergas te scheiden (MLIS)
Systemen die speciaal zijn ontworpen of vervaardigd om UF6 van het dragergas te scheiden. Dit dragergas kan stikstof, argon of een ander gas
zijn.
TOELICHTING
Deze systemen kunnen apparatuur omvatten zoals:
-
a. cryogene warmtewisselaars en cryogene scheiders die geschikt zijn voor temperaturen
van -120°C of lager; of
-
b. cryogene koeleenheden die geschikt zijn voor temperaturen van -120°C of lager; of
-
c. koudevallen voor UF6 die geschikt zijn voor temperaturen van -20°C of lager.
5.7.13. Lasersystemen (AVLIS, MLIS en CRISLA)
Speciaal voor de scheiding van uraanisotopen ontworpen of vervaardigde lasersystemen.
TOELICHTING
De lasersystemen voor het AVLIS-proces bestaan doorgaans uit twee lasers: een koperdamplaser
en een kleurstoflaser. Lasersystemen voor het MLIS-proces bestaan doorgaans uit een
CO2- of excimere-laser en een multi-pass optische-cel met aan beide uiteinden draaiende
spiegels. Lasers of lasersystemen voor beide processen vergen een stabilisator voor
het frequentiespectrum die gedurende lange perioden in bedrijf kan zijn.
5.8. Speciaal voor gebruik in verrijkingsinstallaties op basis van plasmascheiding
ontworpen of vervaardigde systemen, uitrusting en onderdelen
TOELICHTING
In het plasmascheidingsproces wordt een plasma van uraanionen door een elektrisch
veld gevoerd dat is afgestemd op de U-235-ionresonantiefrequentie zodat deze ionen
preferentieel energie absorberen en de diameter van hun schroefvormige omloopbaan
groter wordt. Ionen met een grote omloopdiameter worden afgevangen om een product
te verkrijgen dat met U-235 verrijkt is. Het plasma, dat wordt verkregen door uraandamp
te ioniseren, wordt ingesloten in een vacuümkamer met behulp van een sterk door een
supergeleidende magneet geproduceerd magnetisch veld. De voornaamste technische systemen
van het proces zijn het systeem voor het genereren van het uraanplasma, de scheidingsmodule
met de supergeleidende magneet en de metaalverwijderingssystemen met de opvangsystemen
voor verarmd en verrijkt uraan.
5.8.1. Microgolfbronnen en antennes
Speciaal ontworpen of vervaardigde microgolfbronnen en antennes voor het produceren
of versnellen van ionen, met de volgende karakteristieken: frequentie groter dan 30
Ghz en een gemiddeld uitgangsvermogen van meer dan 50 kW voor ionproductie.
5.8.2. Ionisatieaanslagspoelen
Speciaal ontworpen of vervaardigde RF-ionisatieaanslagspoelen voor frequenties van
meer dan 100 kHz en een gemiddeld vermogen van meer dan 40 kW.
5.8.3. Systemen voor het genereren van het uraanplasma
Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen voor het genereren van het uraanplasma
die krachtige strip- op het trefmateriaal of scanning-elektronenkanonnen bevatten
met een afgegeven vermogen van meer dan 2,5 kW/cm.
5.8.4. Systemen voor het hanteren van gesmolten uraanmetaal
Speciaal ontworpen of vervaardigde behandelingssystemen voor gesmolten uraan of uraanlegeringen,
bestaande uit smeltkroezen en koelapparatuur daarvoor.
TOELICHTING
De smeltkroezen en andere onderdelen van dergelijke systemen die in contact komen
met gesmolten uraan of uraanlegeringen worden vervaardigd van of beschermd door materialen
die op afdoende wijze corrosie- en hittebestendig zijn. Geschikte materialen zijn
onder meer tantaal, met yttriumoxide bedekt grafiet, grafiet bedekt met andere oxiden
van zeldzame aarden of mengsels daarvan.
5.8.5. Opvangsystemen voor verarmd en verrijkt uraanmetaal
Speciaal ontworpen of vervaardigde opvangsystemen voor verarmd en verrijkt uraan in
vaste vorm. De onderdelen van dergelijke opvangsystemen worden vervaardigd van of
beschermd door materialen die bestand zijn tegen de hitte van en corrosie door uraandampen,
zoals tantaal en met yttriumoxide bedekt grafiet.
5.8.6. Behuizingen voor scheidingsmodules
Speciaal voor gebruik in verrijkingsinstallaties op basis van plasmascheiding ontworpen
of vervaardigde cilindrische vaten die zijn ontworpen om de uraanplasmabron, de RF-spoel
en de opvangsystemen voor verarmd en verrijkt uraan te bevatten.
TOELICHTING
Deze behuizingen hebben een groot aantal poorten voor het doorvoeren van elektriciteit,
diffusiepompverbindingen en poorten voor de instrumentatie en monitoring. Er is voorzien
in openings- en afsluitingsinrichtingen om vernieuwing/herstelling van de interne
onderdelen mogelijk te maken, en zij zijn vervaardigd van een geschikt niet-magnetisch
materiaal zoals roestvrij staal.
5.9. Speciaal voor gebruik in elektromagnetische-verrijkingsinstallaties ontworpen
of vervaardigde systemen, uitrusting en onderdelen
TOELICHTING
In het elektromagnetische proces worden uraanmetaalionen, geproduceerd door ionisatie
van een voedingszout (typisch UCL4), versneld en door een magnetisch veld gevoerd dat ervoor zorgt dat de ionen van
de verschillende isotopen een verschillend pad gaan volgen. De voornaamste onderdelen
van een elektromagnetische isotopenscheidingsinstallatie zijn onder meer: een magnetisch
veld voor het afbuigen van de ionenbundel en de scheiding van de isotopen, een ionenbron
en het daarmee verbonden versnellersysteem en een collectorsysteem voor de gescheiden
ionen. Hulpsystemen zijn onder meer de voedingen voor de magneten, de hoogspanningsvoedingen
voor de ionenbronnen, het vacuümsysteem en uitgebreide chemische hanteringssystemen
voor het opvangen van het product en het schoonmaken/recycleren van de onderdelen.
5.9.1. Elektromagnetische isotopenscheiders
Elektromagnetische isotopenscheiders, speciaal ontworpen of vervaardigd voor de scheiding
van uraanisotopen, en uitrusting en onderdelen daarvoor, zoals:
-
a. ionenbronnen
Speciaal ontworpen of vervaardigde enkel- of meervoudige uraanionenbronnen, bestaande
uit een dampbron, ionisator en bundelversneller, vervaardigd van geschikte materialen
zoals grafiet, roestvrij staal of koper, en geschikt om een totale ionenbundelstroom
te leveren van 50 mA of meer;
-
b. ionencollectoren
Speciaal voor het opvangen van ionenbundels met verrijkt of verarmd uraan ontworpen
of vervaardigde ionencollectorplaten, bestaande uit twee of meer spleten en opvangkamers
en vervaardigd van geschikte materialen zoals grafiet of roestvrij staal;
-
c. vacuümbehuizingen
Speciaal voor elektromagnetische uraanscheidingssystemen ontworpen of vervaardigde
vacuümbehuizingen, vervaardigd van geschikte niet-magnetische materialen zoals roestvrij
staal en ontworpen voor een werkdruk van 0,1 Pa of lager;
TOELICHTING
De behuizingen zijn speciaal ontworpen om de ionenbron, de collectorplaten en de watergekoelde
„liners" te bevatten en zijn voorzien van verbindingen voor de diffusiepomp en van
openings- en afsluitingsinrichtingen om verwijdering/herinstallatie van deze onderdelen
mogelijk te maken.
-
d. Magnetische poolschoenen
Speciaal ontworpen of vervaardigde magnetische poolschoenen met een diameter van meer
dan 2 m, bedoeld om een constant magnetisch veld te handhaven binnen een elektromagnetische
isotopenscheider en het magnetisch veld tussen naburige separatoren over te brengen.
5.9.2. Hoogspanningsvoedingen
Speciaal ontworpen of vervaardigde hoogspanningsvoedingen voor ionenbronnen die alle
volgende eigenschappen hebben: geschikt voor continubedrijf, uitgangsspanning van
20.000 V of meer, uitgangsstroom van 1 A of meer en spanningsregeling beter dan 0,01%
over een periode van 8 uur.
5.9.3. Voedingen voor magneten
Speciaal ontworpen of vervaardigde voedingen voor magneten (hoog vermogen, gelijkstroom)
die alle volgende eigenschappen hebben: geschikt voor continubedrijf met een uitgangsstroom
van 500 A of meer en een spanning van 100 V of meer en met een stroom- of spanningsregeling
beter dan 0,01% over een periode van 8 uur.
6. FABRIEKEN VOOR DE PRODUCTIE VAN ZWAAR WATER, DEUTERIUM OF DEUTERIUMVERBINDINGEN
EN SPECIAAL DAARVOOR ONTWORPEN OF VERVAARDIGDE UITRUSTING
INLEIDING
Zwaar water kan op een groot aantal verschillende manieren worden geproduceerd. De
twee processen die echter bewezen hebben commercieel levensvatbaar te zijn, zijn het
zwavelwaterstof-water-wisselproces (GS-proces) en het ammoniakwaterstof-wisselproces.
Het GS-proces is gebaseerd op de uitwisseling van waterstof en deuterium tussen water
en zwavelwaterstof binnen een reeks torens waarvan het bovenste gedeelte koud en het
onderste gedeelte warm is. Water vloeit naar beneden door de torens, terwijl het zwavelwaterstofgas
circuleert van de bodem naar de top van de torens. Een aantal geperforeerde platen
zorgt voor een betere menging van gas en water. Deuterium migreert naar het water
bij lage temperaturen en naar de zwavelwaterstof bij hoge temperaturen. Gas of water,
met deuterium verrijkt, wordt op de grens tussen de hete en de koude sectie uit de
torens van de eerste trap verwijderd, waarna het proces wordt herhaald in de volgende
torens. Het product van de laatste trap, namelijk water dat tot 30% met deuterium
is verrijkt, wordt naar een destillatie-installatie gestuurd waar vervolgens voor
kernreactoren geschikt zwaar water, i.e. 99,75% deuteriumoxide, wordt gemaakt.
Bij het ammoniak-waterstof-wisselproces wordt deuterium geëxtraheerd uit synthesegas
door contact met vloeibaar ammoniak in aanwezigheid van een katalysator. Het synthesegas
stroom naar wisseltorens en naar een ammoniakconvertor. Binnen de torens stroomt het
gas van de bodem naar de top, terwijl de vloeibare ammoniak van de top naar de bodem
vloeit. Het deuterium wordt uit de waterstof in het synthesegas gehaald en in de ammoniak
geconcentreerd. De ammoniak stroomt in een ammoniakkraker aan de voet van de installatie,
terwijl het gas aan de bovenzijde in een ammoniakconvertor stroomt. In verschillende
trappen wordt verdere verrijking verkregen, terwijl voor gebruik in kernreactoren
geschikt zwaar water wordt verkregen door een einddestillatie. Het synthesegas kan
verkregen worden van een ammoniakfabriek, die op haar beurt kan zijn gebouwd in samenhang
met een ammoniak-waterstofwisselinstallatie voor zwaar water. In het ammoniak-waterstofwisselproces
kan ook gewoon water worden gebruikt als deuteriumbron.
Essentiële apparatuur voor de productie van zwaar water via het GS- of het ammoniak-waterstofwisselproces,
wordt vaak ook in verschillende takken van de chemische en petrochemische industrie
gebruikt. Dit geldt met name voor kleine installaties die het GS-proces gebruiken.
Slechts weinig systemen zijn echter zonder meer „uit voorraad" beschikbaar. Bij het
GS- en het ammoniakwaterstofwisselproces moeten grote hoeveelheden ontvlambare, corrosieve
en toxische vloeistoffen worden gehanteerd bij hoge bedrijfsdrukken. Bij het vastleggen
van het ontwerp en de bedrijfsnormen van de installaties voor deze processen moet
dus grote aandacht worden besteed aan de selectie van en de specificaties voor de
te gebruiken materialen, teneinde een lange levensduur, gepaard aan een grote veiligheid
en betrouwbaarheid te waarborgen. De meeste uitrusting zal derhalve worden vervaardigd
overeenkomstig de eisen van de klant.
Tenslotte moet worden opgemerkt dat zowel in het GS- als in het ammoniakwaterstofwisselproces,
onderdelen die afzonderlijk niet specifiek voor de productie van zwaar water zijn
ontworpen of vervaardigd, kunnen worden geassembleerd tot systemen die wel degelijk
voor de productie van zwaar water zijn ontworpen of vervaardigd. Voorbeelden van dergelijke
systemen zijn het katalysatorsysteem voor het ammoniak-waterstofwisselproces en waterdestillatiesystemen
voor de eindconcentratie van zwaar water tot voor kernreactoren geschikt materiaal.
De apparatuur die speciaal is ontworpen of vervaardigd voor de productie van zwaar
water via het zwavelwaterstof-water-wisselproces of het ammoniakwaterstof-wisselproces
omvat onder meer:
6.1. Zwavelwaterstof-water-wisseltorens
Wisseltorens die van fijn koolstofstaal (zoals ASTM A5 16) zijn vervaardigd, met diameters
van 6 m (20 ft) tot 9 m (30 ft), geschikt voor bedrijfsdrukken van ten minste 2 Mpa
(300 psi) en met een extra dikte met het oog op corrosiebescherming van ten minste
6 mm, speciaal ontworpen of vervaardigd voor de productie van zwaar water via het
zwavelwaterstof-water-wisselproces.
6.2. Aanjagers en compressoren
Eéntraps, lagedruk (i.e. 0,2 Mpa of 30 psi) centrifugaalaanjagers of -compressoren
voor zwavelwaterstofcirculatie (i.e. gas dat meer dan 70% H2S bevat), speciaal ontworpen of vervaardigd voor de productie van zwaar water via
het zwavelwaterstof-water-wisselproces. Deze aanjagers of compressoren hebben een
debiet van ten minste 56 m3/sec. (120.000 SCFM) bij bedrijfsdrukken van ten minste
1,8 Mpa (260 psi ) zuiging en hebben afdichtingen voor nat H2S-bedrijf.
6.3. Ammoniak-waterstof-wisseltorens
Ammoniak-waterstof-wisseltorens, met een hoogte van ten minste 35 m (114,3 ft) en
diameters van 1,5 m (4,9 ft) tot 2,5 m (8,2 ft), geschikt voor bedrijfsdrukken van
meer dan 15 MPa (2225 psi), speciaal ontworpen of vervaardigd voor de productie van
zwaar water via het ammoniak-waterstof-wisselproces. Deze torens zijn voorzien van
ten minste één kraaggat van dezelfde diameter als het cilindrische gedeelte waardoor
de interne onderdelen van de toren kunnen worden ingebracht of weggenomen.
6.4. Interne onderdelen van de toren en getrapte pompen
Interne onderdelen van de toren en getrapte pompen, speciaal ontworpen of vervaardigd
voor de productie van zwaar water via het ammoniak-waterstof-wisselproces. Bedoelde
onderdelen zijn onder meer speciaal ontworpen trapcontactoren die een nauw contact
tussen gas en vloeistof moeten waarborgen. De getrapte pompen zijn onder meer speciaal
ontworpen dompelpompen voor de circulatie van vloeibaar ammoniak in de afzonderlijke
contacttrappen in de toren.
6.5. Ammoniak-kraakinstallaties
Ammoniak-kraakinstallaties, ontworpen voor een bedrijfsdruk van ten minste 3 Mpa (450
psi), speciaal ontworpen of vervaardigd voor de productie van zwaar water via het
ammoniak-waterstof-wisselproces.
6.6. Infraroodabsorptie-analysatoren
Infraroodabsorptie-analysatoren die „on-line" waterstof-deuteriumverhoudingen kunnen
meten waarbij de deuteriumconcentratie 90% of meer bedraagt.
6.7. Katalytische branders
Katalytische branders voor de omzetting van volledig verrijkt deuteriumgas in zwaar
water, speciaal ontworpen of vervaardigd voor de productie van zwaar water via het
ammoniak-waterstof-wisselproces.
7. FABRIEKEN VOOR DE OMZETTING VAN URAAN EN SPECIAAL HIERVOOR ONTWORPEN OF VERVAARDIGDE
UITRUSTING
INLEIDING
Uraanomzettingsfabrieken en -systemen kunnen een of meerdere omzettingen uitvoeren
van de ene chemische vorm van uraan in de andere, bijvoorbeeld omzetting van uraanertsconcentraten
in UO3, omzetting van UO3 in UO2, omzetting van uraanoxiden in UF4 of UF6, omzetting van UF4 in UF6, omzetting van UF6 in UF4, omzetting van UF4 in uraanmetaal en omzetting van uraanfluoriden in UO2. Essentiële apparatuur voor fabrieken voor de omzetting van uraan wordt vaak ook
in verschillende takken van de chemie-procesindustrie gebruikt. Voorbeelden daarvan
zijn ovens, roterende ovens, wervelbedreactoren, vlamtorenreactoren, vloeistofcentrifuges,
destillatiekolommen en vloeistof-vloeistofextractiekolommen. Slechts weinig systemen
zijn echter zonder meer „uit voorraad" beschikbaar. De meeste uitrusting moet worden
vervaardigd overeenkomstig de eisen van de klant. In bepaalde gevallen zijn bijzondere
ontwerp- en constructiespecificaties vereist met het oog op de bescherming tegen de
corrosieve eigenschappen van bepaalde gehanteerde chemicaliën (HF, F2, CIF3 en uraanfluoriden). Tenslotte moet worden opgemerkt dat bij alle processen voor de
omzetting van uraan onderdelen die afzonderlijk niet specifiek voor de omzetting van
uraan zijn ontworpen of vervaardigd, kunnen worden geassembleerd tot systemen die
wel degelijk voor de omzetting van uraan zijn ontworpen of vervaardigd.
7.1. Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen voor de omzetting van uraanertsconcentraten
in UO3
TOELICHTING
Uraanertsconcentraten kunnen worden omgezet in UO3 door het erts eerst op te lossen in salpeterzuur en gezuiverd uranylnitraat te extraheren
met gebruikmaking van een oplosmiddel zoals tributylfosfaat. Vervolgens wordt het
uranylnitraat omgezet in UO3 hetzij door concentratie en denitrificatie, hetzij door neutralisatie met ammoniakgas
en de vorming van ammoniumdiuranaat gevolgd door filtering, droging en calcinering.
7.2. Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen voor de omzetting van UO3 in UF6
TOELICHTING
UO3 kan direct worden omgezet in UF6 door fluorering. Het proces vereist een bron van fluorgas of chloortrifluoride.
7.3. Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen voor de omzetting van UO3 in UO2
TOELICHTING
UO3 kan worden omgezet in UO2 door reductie van UO3 met gekraakt ammoniakgas of waterstof.
7.4. Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen voor de omzetting van UO2 in UF4
TOELICHTING
UO2 kan worden omgezet in UF4 door UO2 te laten reageren met waterstoffluoridegas (HF) op 300–500°C.
7.5. Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen voor de omzetting van UF4 in UF6
TOELICHTING
UF4 kan worden omgezet in UF6 door een exotherme reactie met fluor in een torenreactor. UF6 wordt uit de hete effluentgassen geconcentreerd door de effluentenstroom door een
tot -10°C gekoelde koudeval te voeren. Voor dit proces is een bron van fluorgas vereist.
7.6. Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen voor de omzetting van UF4 in uraanmetaal
TOELICHTING
UF4 kan worden omgezet in uraanmetaal door reductie met magnesium (grote batchprocessen)
of calcium (kleine batchprocessen). De reactie verloopt bij een temperatuur boven
het smeltpunt van uraan (1130°C).
7.7. Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen voor de omzetting van UF6 in UO2
TOELICHTING
UF6 kan worden omgezet in UO2 via een van de volgende drie processen. In het eerste wordt UF6 gereduceerd en gehydroliseerd tot UO2 met behulp van waterstof en stoom. In het tweede wordt UF6 gehydroliseerd door oplossing in water, ammoniak wordt toegevoegd om het ammoniumdiuranaat
te doen neerslaan en het diuranaat wordt gereduceerd tot UO2 met stikstof bij 820°C. In het derde proces worden gasvormig UF6, CO2 en NH3 gecombineerd in water, waarbij ammoniumuranylcarbonaat neerslaat. Dit ammoniumuranylcarbonaat
wordt gecom- bineerd met stoom en waterstof bij 500–600°C om zo UO2 te verkrijgen.
In een splijtstoffabricage-installatie is de eerste stap vaak de omzetting van UF6 in UO2.
7.8. Speciaal ontworpen of vervaardigde systemen voor de omzetting van UF6 in UF4
TOELICHTING
UF6 wordt omgezet in UF4 door reductie met waterstof.