k vyhlášce č. 179/2002 Sb.
SEZNAM VYBRANÝCH POLOŽEK
(VYBRANÉ MATERIÁLY, ZAŘÍZENÍ A TECHNOLOGIE V JADERNÉ OBLASTI)
PODLÉHAJÍCÍCH KONTROLNÍM REŽIMŮM PŘI DOVOZU, VÝVOZU A PRŮVOZU
seznam je zpracován podle dokumentu Mezinárodní agentury pro atomovou energii INFCIRC / 254 / Rev. 5 / Part 1
0. Obalové soubory pro ozářené jaderné palivo a horké komory
0.1. Obalové soubory pro ozářené palivo
Obalové soubory pro přepravu a/nebo skladování ozářeného jaderného paliva, které zahrnují chemickou, tepelnou a radiační ochranu a odvádějí rozpadové teplo při manipulaci, přepravě a skladování.
1. Jaderné reaktory a speciálně konstruovaná nebo upravená zařízení a komponenty k provozu jaderných reaktorů
1.1. Kompletní jaderné reaktory
Jaderné reaktory, které jsou schopné udržovat kritickou řízenou řetězovou reakci štěpení, kromě reaktorů nulového výkonu. Reaktory nulového výkonu jsou definovány jako reaktory s projektovanou maximální roční produkcí plutonia nepřesahující 100 g.
Poznámka
Jaderný reaktor zahrnuje položky, které jsou umístěny uvnitř reaktorové nádoby nebo jsou s ní přímo spojené, zařízení řídící výkon aktivní zóny a komponenty, které obsahují, přicházejí do přímého kontaktu nebo řídí oběh chladícího média primárního okruhu reaktoru. Nelze vyloučit ty reaktory, které lze modifikovat tak, aby ročně produkovaly významně více než 100 g plutonia. Reaktory konstruované pro trvalý provoz na významné úrovni výkonu, bez ohledu na jejich kapacitu produkce plutonia, nejsou považovány za „reaktory nulového výkonu“.
1.2. Reaktorové nádoby
Kovové nádoby nebo jejich hlavní dílensky vyrobené části speciálně konstruované nebo upravené pro umístění aktivní zóny jaderného reaktoru definovaného v odstavci 1.1., stejně jako reaktorové vestavby definované v odstavci 1.8.
Poznámka
Víko reaktorové nádoby je zahrnuto do položky 1.2. jako hlavní dílensky vyráběná součást reaktorové nádoby.
1.3. Zavážecí stroje pro jaderné reaktory
Manipulační zařízení speciálně konstruovaná nebo upravená pro zavážení nebo vyjímání paliva z jaderného reaktoru definovaného v odstavci 1.1.
Poznámka
Výše uvedené položky jsou schopné uskutečnit výměnu paliva za provozu nebo používat technicky složité prvky pro umístění nebo nasměrování, které umožňují provedení komplexu operací, probíhajících při výměně paliva v průběhu odstávky jaderného reaktoru, kdy přímé pozorování nebo přístup k palivu nejsou obvykle možné.
1.4. Regulační tyče jaderného reaktoru a související zařízení
Speciálně konstruované nebo upravené tyče, jejich nosné nebo závěsné konstrukce, pohony tyčí a jejich vodící trubky, pro řízení procesu štěpení v jaderném reaktoru definovaném v odstavci 1.1.
1.5. Tlakové trubky jaderného reaktoru
Trubky, které jsou speciálně konstruované nebo upravené pro pojmutí palivových článků a primárního chladícího média reaktoru definovaného v odstavci 1.1. při provozním tlaku vyšším než 5,07 MPa.
1.6. Zirkoniové trubky
Kovové zirkonium a jeho slitiny ve formě trubek nebo trubkových sestav speciálně konstruovaných nebo upravených pro použití v jaderném reaktoru definovaném v odstavci 1.1. v množství přesahujícím pro kteroukoli zemi příjemce 500 kg kdykoli v průběhu dvanácti měsíců a u kterých je váhový poměr hafnia a zirkonia menší než 1:500.
1.7. Čerpadla primárního chladícího média
Čerpadla speciálně konstruovaná nebo upravená pro zajišťování oběhu primárního chladícího média jaderných reaktorů definovaných v odstavci 1.1.
Poznámka
Speciálně konstruovaná čerpadla mohou zahrnovat komplikované těsnící nebo vícenásobné těsnící systémy určené k prevenci úniků primárního chladícího média, hermetická motorová čerpadla a centroběžná čerpadla. Tato definice zahrnuje čerpadla kategorie NC-1 nebo ekvivalentních standardů.
1.8. Vestavby jaderných reaktorů
Vestavby jaderných reaktorů speciálně konstruované nebo upravené pro použití v jaderném reaktoru definovaném v odstavci 1.1. včetně nosné konstrukce aktivní zóny, vodicích trubek regulačních tyčí, tepelného stínění, tlumících mezistěn, deskových roštů aktivní zóny a difuzorových desek.
Poznámka
Vestavby jaderných reaktorů jsou důležité konstrukce uvnitř reaktorové nádoby, které mají jednu nebo více takových funkcí jako vyztužení a fixace aktivní zóny, směrování toku primárního chladícího média, zajištění radiačního odstínění reaktorové nádoby a řízení manipulace s nástroji a přístroji uvnitř aktivní zóny.
1.9. Tepelné výměníky
Tepelné výměníky (parogenerátory) speciálně konstruované nebo upravené pro použití v primárním chladícím okruhu jaderného reaktoru definovaného v odstavci 1.1.
Poznámka
Parogenerátory jsou speciálně konstruovaná nebo upravená zařízení pro převod tepla generovaného v reaktoru (primár) na přeměnu přiváděné vody (sekundár) na páru. V případě rychlého množivého reaktoru s tekutým kovem, který pracuje s chladící smyčkou s tekutým kovem jako mezistupněm, jsou teplotní výměníky převádějící teplo mezi primárem a mezistupňovým chladícím okruhem chápány jako spadající do rámce kontrolovaných, jako dodatečné části k parogenerátorům. Rozsah kontroly tohoto bodu nezahrnuje teplotní výměníky pro nouzové dochlazovací systémy nebo pro chladící systémy rozpadového tepla.
1.10. Přístroje pro detekci a měření neutronů
Speciálně konstruované nebo upravené přístroje pro detekci a měření neutronů pro určení úrovní neutronového toku uvnitř aktivní zóny reaktoru definovaného v odstavci 1.1.
Poznámka
Tato položka zahrnuje vnitřní a vnější přístroje, které měří úrovně toku neutronů v širokém rozpětí, typicky od 104 neutronů na cm2/s do 1010 neutronů na cm2 /s nebo větším. Ke vnějším náležejí ty přístroje vně aktivní zóny reaktoru definovaného v odstavci 1.1., které jsou však umístěny uvnitř biologického stínění.
0.2. Horké komory
Horké komory nebo vzájemně propojené horké komory o celkovém objemu minimálně 6 m3 se stíněním odpovídajícím ekvivalentu 0,5 m betonu nebo větším, s hustotou 3,2 g/cm3 nebo větší, vybavené zařízením pro dálkové ovládání.
2. Nejaderné materiály určené pro reaktory
2.1. Deuterium a těžká voda
Deuterium, těžká voda (oxid deuteria) a jiné sloučeniny deuteria, v kterých poměr atomů deuteria k atomům vodíku převyšuje 1 : 5000, určené pro použití v jaderném reaktoru definovaném v odstavci 1.1. v množství přesahujícím 200 kg atomů deuteria pro kteroukoli zemi příjemce kdykoli v průběhu dvanácti měsíců.
2.2. Grafit nukleární čistoty
Grafit o čistotě lepší než 5 ppm borového ekvivalentu a o hustotě vyšší než 1,50 g/cm3, určený pro použití v jaderném reaktoru definovaném v odstavci 1.1., v množství přesahujícím 30 t pro kteroukoli zemi příjemce kdykoli v průběhu dvanácti měsíců.
Poznámka
Borový ekvivalent (BE) může být stanoven experimentálně nebo je kalkulován jako suma BEz pro nečistoty (mimo BEuhlíku jelikož uhlík není považován za nečistotu) včetně bóru, kde:
BEz (ppm) = CF x koncentrace prvku Z (v ppm);
CF je konverzní faktor: (deltaz x AB) dělený (deltaB x Az);
deltaB a deltaz jsou účinný průřez záchytu tepelných neutronů (v barnech) boru nacházejícího se v přírodě, respektive prvku Z; a AB a Az jsou atomové hmotnosti boru nacházejícího se v přírodě, respektive prvku Z.
3. Závody na přepracování ozářených palivových článků a zařízení speciálně konstruovaná nebo upravená k tomuto účelu
Poznámka
Přepracováním ozářeného jaderného paliva se separuje plutonium a uran od vysoce radioaktivních štěpných produktů a od dalších transuranových prvků. Tato separace může být uskutečněna pomocí rozdílných technologických postupů. V průběhu let se stal nejpoužívanějším a uznávaným proces Purex. Purex zahrnuje rozpuštění ozářeného jaderného paliva v kyselině dusičné a následující separaci uranu, plutonia a štěpných produktů pomocí kapalinové extrakce, využívající tributylfosfát v organickém rozpouštědle. Purexové závody používají dále vyjmenované nebo jim podobné technologické operace: sekání ozářených palivových článků, rozpouštění paliva, kapalinovou extrakci a skladování technologických roztoků.
Mohou existovat také zařízení pro termickou denitraci dusičnanu uranu, pro konverzi dusičnanu plutonia na oxid nebo na kov a pro úpravu kapalných odpadů štěpných produktů do takové formy, která je vhodná pro dlouhodobé skladování nebo pro uložení. Avšak specifické typy a uspořádání zařízení, na kterých se tyto operace provádějí, se mohou v různých Purexových závodech lišit z následujících důvodů: podle typu a množství ozářeného paliva určeného pro přepracování a zamýšleného naložení s regenerovanými materiály, jakož i filosofie bezpečnosti a údržby včleněné do projektu závodu.
Závod na přepracování ozářených palivových článků zahrnuje zařízení a komponenty, které běžně přicházejí do přímého kontaktu a přímo ovládají toky ozářeného paliva a hlavní toky jaderného materiálu a technologických roztoků štěpných produktů.
Tyto procesy, včetně kompletních systémů pro konverzi plutonia a výrobu kovového plutonia, těsně souvisejí s opatřeními zabraňujícími dosažení kritičnosti (například pomocí úpravy geometrického uspořádání), ozáření (například pomocí stínění) a nebezpečí toxicity (například použití ochranných obalů).
Položky odpovídající pojmu „zařízení speciálně konstruovaná nebo upravená“ pro přepracování ozářených palivových článků zahrnují:
3.1. Stroje na dělení ozářených palivových článků
Poznámka
Toto zařízení rozrušuje povlak paliva a tak připravuje ozářený jaderný materiál k rozpouštění. Nejčastěji jsou používány speciálně konstruované strojní nůžky, ale mohou být použita i moderní zařízení, jako například lasery.
Dálkově ovládaná zařízení speciálně konstruovaná nebo upravená pro použití v závodě na přepracování ozářených palivových článků, která jsou určena pro rozřezávání, sekání nebo stříhání ozářených palivových kazet, svazků nebo proutků.
3.2. Rozpouštěcí nádrže
Poznámka
Rozsekané vyhořelé palivo obvykle postupuje do rozpouštěcích nádrží. V těchto nádobách zabezpečených proti dosažení kritičnosti je ozářený jaderný materiál rozpouštěn v kyselině dusičné a zbytky povlaku paliva jsou odstraněny z technologického procesu.
Nádrže zabezpečené proti dosažení kritičnosti (například malého průměru, prstencového nebo deskového provedení) speciálně konstruované nebo upravené pro použití v přepracovatelských závodech jsou určeny pro rozpouštění ozářeného jaderného paliva a jsou odolné vůči horkým, vysoce korozivním kapalinám a mohou být dálkově plněny a obsluhovány.
3.3. Kapalinové extraktory a zařízení pro kapalinovou extrakci
Poznámka
Do kapalinových extraktorů vstupuje jak roztok ozářeného paliva z rozpouštěcích nádrží, tak i organické roztoky, které separují uran, plutonium a štěpné produkty. Zařízení pro kapalinovou extrakci je obvykle konstruováno tak, aby splňovalo přísné provozní parametry, jako je dlouhá provozní životnost bez nároků na údržbu nebo snadná vyměnitelnost, jednoduchost provozu a ovládání a pružnost při změnách technologických podmínek.
Speciálně konstruované nebo upravené extraktory, jako náplňové a pulzní kolony, mísící a usazovací nádrže nebo odstředivkové reaktory, jsou určeny pro používání v závodech na přepracování ozářených palivových článků. Kapalinové extraktory musí být odolné vůči korozi kyselinou dusičnou. Kapalinové extraktory jsou obvykle vyráběny podle extrémně přísných norem (včetně speciálního svařování, kontroly, zajištění jakosti a řízení jakosti) z nízkouhlíkatých nerezových ocelí, titanu, zirkonia a jiných vysoce kvalitních materiálů.
3.4. Nádoby na uskladnění chemikálií nebo zásobníky
Poznámka
Z operace extrakce vycházejí tři hlavní toky technologických roztoků. Nádoby na uskladnění nebo zásobníky jsou používány pro další zpracování všech tří toků takto:
V závodě na přepracování ozářeného paliva se používají speciálně konstruované nebo upravené nádoby na uskladnění nebo zásobníky. Tyto nádoby nebo zásobníky musí být odolné vůči korozi kyselinou dusičnou. Jsou obvykle vyráběny z takových materiálů, jako jsou nízkouhlíkaté nerezové oceli, titan nebo zirkonium nebo jiné vysoce kvalitní materiály. Nádoby nebo zásobníky mohou být konstruovány pro dálkové ovládání a údržbu a mohou mít následující parametry pro zabránění dosažení kritičnosti:
(a) Čistý roztok dusičnanu uranu je koncentrován odpařováním a postupuje na operaci denitrace, kde je převáděn na oxid uranu. Tento oxid se znovu používá v jaderném palivovém cyklu.
(b) Vysoce radioaktivní roztok štěpných produktů je obvykle koncentrován odpařováním a skladuje se jako kapalný koncentrát. Tento koncentrát může být následně odpařen a převeden do formy vhodné pro skladování nebo uložení.
(c) Roztok čistého dusičnanu plutonia je koncentrován a skladován až do jeho předání do dalšího stupně technologického procesu. Zejména nádoby na uskladnění nebo zásobníky pro plutoniové roztoky jsou konstruovány tak, aby se předešlo problémům kritičnosti vyplývajícím ze změn v koncentraci a formě tohoto technologického toku.
(1) stěny nebo vnitřní konstrukce odpovídající nejméně borovému ekvivalentu 2 %; nebo
(2) maximální průměr 175 mm pro válcové nádoby; nebo
(3) maximální šířka 75 mm pro každou deskovou nebo prstencovou nádobu.
4. Závody na výrobu palivových článků pro jaderné reaktory a zařízení speciálně konstruovaná nebo upravená k tomuto účelu
Poznámka
Jaderné palivové články jsou vyráběny z jednoho nebo více výchozích nebo zvláštních štěpných materiálů. Pro palivo na bázi kysličníků, nejběžnější typ paliva, se to týká zařízení na lisování tablet, sintrování, drcení a třídění. S palivem typu MOX se manipuluje v rukavicových komorách (nebo obdobných prostorech) dokud není hermeticky utěsněno v povlaku. Ve všech případech je palivo hermeticky utěsňováno uvnitř vhodného povlaku, který je projektován jako primární schránka uzavírající palivo tak, aby zajišťoval odpovídající výkon a bezpečnost při provozu reaktoru. V zájmu zajištění předpovídatelného a bezpečného výkonu paliva jsou ve všech případech také nezbytné extrémně vysoké standardy přesné kontroly postupů, procedur a zařízení.
Položky odpovídající pojmu „zařízení speciálně konstruovaná nebo upravená“ pro výrobu palivových článků zahrnují zařízení, která:
Poznámka
Taková zařízení nebo systémy zařízení mohou zahrnovat například:
Položka 3 typicky zahrnuje zařízení pro:
(a) rentgenové zkoušení svárů článků (nebo proutků) a koncových krytů;
(a) obvykle přicházejí do přímého kontaktu nebo bezprostředně zpracovávají či řídí výrobní tok jaderného materiálu;
(b) detekci úniků hélia z tlakových článků (nebo proutků);
(b) hermeticky utěsňují jaderný materiál uvnitř povlaku;
(c) gama-skenování článků (nebo proutků) s cílem ověřit správnost jejich plnění palivovými tabletami.
(c) kontrolují integritu povlaku nebo hermetického utěsnění; nebo
(d) kontrolují konečné úpravy hermeticky uzavřeného paliva.
(1) plně automatizované kontrolní stendy speciálně konstruované nebo upravené pro kontrolování finálních rozměrů a povrchových vad palivových tablet;
(2) automatické svářecí stroje speciálně konstruované nebo upravené pro sváření koncových krytů palivových článků (nebo proutků);
(3) automatické testovací a kontrolní stendy speciálně konstruované nebo upravené pro kontrolu integrity dokončených palivových článků (nebo proutků).
5. Závody na separaci izotopů uranu a zařízení, jiná než analytické přístroje, speciálně konstruovaná nebo upravená k tomuto účelu
Položky odpovídající pojmu „zařízení, jiná než analytické přístroje, speciálně konstruovaná nebo upravená“ pro separaci izotopů uranu zahrnují:
5.1. Plynové odstředivky, montážní celky a komponenty speciálně konstruované nebo upravené pro použití v plynových odstředivkách
Poznámka
Plynová odstředivka obvykle sestává z tenkostěnného válce(ů) o průměru 75 mm (3 in) až 400 mm (16 in) umístěného ve vakuovém prostředí a točícího se s vysokou obvodovou rychlostí, řádu 300 m/s nebo větší, okolo vertikální osy. Aby se dosáhly tak vysoké rychlosti musí mít konstrukční materiály rotačních komponent vysokou pevnost v poměru k hmotnosti. Montážní celek rotoru, a tudíž jeho jednotlivé komponenty, musí být vyrobeny s velmi malými tolerancemi, aby se snížila nevyváženost chodu. Na rozdíl od jiných odstředivek se plynová odstředivka pro obohacování uranu vyznačuje rotorovou komorou s rotujícím kotoučovým deflektorem(y) a stacionární sestavou trubek pro přivádění a odběr plynného UF6, opatřenou přinejmenším třemi oddělenými kanály, z nichž dva jsou spojeny s lopatkami sahajícími od osy rotoru k obvodu rotorové komory. Ve vakuu se rovněž nachází řada kritických částí, které se neotáčejí a které, ačkoliv jsou speciálně konstruovány, není obtížné vyrobit, a které nejsou vyráběny ze zvláštních materiálů. Nicméně, zařízení na plynové odstřeďování vyžadují velký počet těchto komponent, takže jejich množství může poskytnout důležité vodítko o konečném použití.
5.1.1. Rotační komponenty
Poznámka
Pro rotační části odstředivek jsou používány následující materiály:
(a) vysokopevnostní oceli, jejichž mez pevnosti v tahu se rovná 2,05 x 103 MPa (300 000 psi) nebo více;
(a) Kompletní rotorové sestavy
Tenkostěnné válce, nebo řada mezi sebou propojených tenkostěnných válců, které jsou vyrobeny z některého z materiálů s vysokým poměrem pevnosti k hustotě, popsaných v poznámce k tomuto odstavci. Pokud jsou válce propojené, spoje jsou docíleny pružnými vlnovci nebo prstenci, popsanými v odstavci 5.1.1.(c). Rotor je opatřen vnitřním deflektorem(y) a koncovými uzávěry popsanými v odstavcích 5.1.1.(d) a 5.1.1.(e). Nicméně, kompletní montážní sestava může být dodávána pouze částečně smontovaná.
(b) slitiny hliníku, jejichž mez pevnosti v tahu se rovná 0,46 x 103 MPa (67 000 psi) nebo více;
(b) Rotorové trubky
Speciálně konstruované nebo upravené tenkostěnné válce s tloušťkou stěny 12 mm (0,5 in) nebo i méně, o průměru 75 mm (3 in) až 400 mm (16 in) vyrobené z některého z materiálů s vysokým poměrem pevnosti k hustotě popsaných v poznámce k tomuto odstavci.
(c) vláknité materiály, vhodné pro použití v kompozitních strukturách, s měrným modulem rovným 12,3 x 106 m nebo větším a měrnou mezní pevností v tahu rovnou 0,3 x 106 m nebo větší („měrný modul“ je Yangův modul v N/m2 dělený měrnou hmotností v N/m3; „měrná mez pevnosti v tahu“ je mez pevnosti v tahu v N/m2 dělená měrnou hmotností v N/m3).
(c) Prstence nebo vlnovce
Komponenty speciálně konstruované nebo upravené, které umožňují umístit podpůrnou konstrukci rotorové trubky nebo spojit řadu rotorových trubek mezi sebou. Vlnovec je svinutý krátký válec o průměru 75 mm (3 in) až 400 mm (16 in) s maximální tloušťkou stěny 3 mm (0,12 in) vyrobený z některého z materiálů s vysokým poměrem pevnosti k hustotě popsaných v poznámce k tomuto odstavci.
(d) Přepážky (deflektory)
Kotoučové komponenty o průměru 75 mm (3 in) až 400 mm (16 in) speciálně konstruované nebo upravené k montáži uvnitř rotorové trubky odstředivky určené k oddělení odběrové komory od hlavní separační komory a v některých případech napomáhající cirkulaci plynného UF6 uvnitř hlavní separační komory rotorové trubky. Jsou vyrobeny z některého z materiálů s vysokým poměrem pevnosti k hustotě popsaných v poznámce k tomuto odstavci.
(e) Vrchní / spodní koncové uzávěry
Kotoučové komponenty o průměru 75 mm (3 in) až 400 mm (16 in) speciálně konstruované nebo upravené k uzavření konců rotorové trubky a zadržení UF6 uvnitř rotorové trubky, které v některých případech také fungují jako opěry, udržují nebo obsahují jako integrální součást horní ložisko (vrchní uzávěr) nebo nesou rotační části motoru a spodní ložisko (spodní uzávěr). Jsou vyrobeny z některého z materiálů s vysokým poměrem pevnosti k hustotě popsaných v poznámce k tomuto odstavci.
5.1.2. Nepohyblivé komponenty
(a) Magnetická závěsná ložiska
Speciálně konstruované nebo upravené ložiskové sestavy sestávající z prstencových magnetů zavěšených uvnitř pouzdra obsahujícího tlumící medium. Pouzdro je vyrobeno z materiálu odolného vůči UF6 (viz poznámka k odstavci 5.2.). Magnetické dvojice s pólovými nástavci nebo druhým magnetem jsou spojeny s vrchním uzávěrem, popsaným v odstavci 5.1.1.(e). Magnet může mít prstencový tvar, přičemž maximální poměr mezi vnějším a vnitřním průměrem je roven 1,6 : 1. Magnet může mít počáteční permeabilitu minimálně 0,15 H/m (120 000 in CGS units), minimální remanenci 98,5 % nebo více a energetický výtěžek větší než 80 kJ/m3 (107 gauss-oersteds). Kromě obvyklých materiálových vlastností je nezbytné, aby odchylka magnetické osy od osy geometrické byla omezena velmi malými tolerancemi (menšími než 0,1 mm) nebo aby byl uplatněn zvláštní požadavek na homogenitu materiálu magnetu.
(b) Ložiska / tlumiče
Speciálně konstruovaná nebo upravená ložiska zahrnující sestavu otočného čepu/víčka montovanou na tlumiči. Otočný čep je obvykle kalená ocelová hřídel s polokoulí na jednom konci a s přípravkem na upevnění ke spodnímu uzávěru, popsanému v odstavci 5.1.1.(e), na konci druhém. Na hřídel může být připojeno i hydrodynamické ložisko. Víčko má formu pelety s polokulovitým důlkem na jednom z povrchů. Tyto komponenty jsou často dodávány odděleně od tlumiče.
(c) Molekulární vývěvy
Speciálně konstruované nebo upravené válce, které mají vnitřní strojně obrobené nebo protlačované šroubovité drážky a vnitřní obrobené otvory. Typické rozměry jsou následující: vnitřní průměr 75 mm (3 in) až 400 mm (16 in), tloušťka stěny minimálně 10 mm (0,4 in), s poměrem délky k průměru 1 : 1 nebo větším. Drážky mají typický pravoúhlý průřez a hloubku 2 mm (0,08 in) nebo větší.
(d) Statory motorů
Speciálně konstruované nebo upravené prstencové statory pro vysokorychlostní mnohofázové střídavé hysterezní (nebo reluktanční) motory upravené pro synchronní provoz ve vakuu v kmitočtovém rozsahu 600-2000 Hz a výkonovém rozsahu 50-1000 VA. Statory sestávají z vícefázového vinutí na laminovaném železném jádru s malými ztrátami, složeném z tenkých železných plechů obvykle o tloušťce 2 mm (0,08 in) nebo menší.
(e) Pouzdra odstředivek
Komponenty speciálně konstruované nebo upravené pro umístění sestavy rotorových trubek plynové odstředivky. Pouzdra sestávají z pevného válce s tloušťkou stěn do 30 mm (1,2 in) s přesně opracovanými koncovými částmi pro umístění ložisek a s jednou nebo více montážními přírubami. Opracované koncové části jsou vzájemně rovnoběžné a kolmé k podélné ose válce s odchylkou menší nebo rovnou 0,05 st. Pouzdro může být rovněž voštinového typu pro uložení několika rotorových trubek. Pouzdra jsou vyrobena z materiálů odolných vůči korozi UF6 nebo jsou jimi chráněna.
(f) Lopatky
Trubky o vnitřním průměru do 12 mm speciálně konstruované nebo upravené pro extrakci plynného UF6 z rotorové trubky na základě efektu Pitotovy trubice (s otvorem orientovaným do směru obvodového proudu plynu uvnitř rotoru, například pomocí ohnutí konce radiálně umístěné trubice), které lze upevnit k centrálnímu systému odvodu plynu. Trubky jsou vyrobeny z materiálů odolných vůči korozi UF6 nebo jsou jimi chráněny.
5.2. Pomocné systémy, zařízení a komponenty speciálně konstruované nebo upravené pro obohacovací závody s plynovými odstředivkami
Poznámka
Pomocné systémy, zařízení a komponenty pro obohacovací závody s plynovými odstředivkami jsou systémy zajišťující přivádění UF6 do odstředivek a spojení jednotlivých odstředivek do kaskád (nebo stupňů), což umožňuje postupný nárůst obohacení a odvádění „produktu“ a „zbytků“ UF6 z odstředivek, spolu se zařízením potřebným pro pohon odstředivek nebo pro řízení závodu. Obvykle se UF6 odpařuje z pevné fáze ve vyhřívaných autoklávech a poté je v plynné formě rozváděn do odstředivek přes potrubí kaskádních sběračů (kolektorů). „Produkt“ a „zbytky“ plynného UF6 proudící z odstředivek rovněž prochází přes potrubí kaskádních sběračů (kolektorů) do vymrazovacích odlučovačů pracujících při teplotě 203 K (-70 °C), kde kondenzují a jsou pak převáděny do kontejnerů vhodných pro přepravu nebo skladování. Protože obohacovací závod sestává z mnoha tisíc odstředivek uspořádaných v kaskádách, obsahuje mnoho kilometrů potrubních systémů kaskádních sběračů (kolektorů) zahrnujících tisíce svarů s mnohokrát se opakujícím uspořádáním. Zařízení, komponenty a potrubní systémy jsou vyráběny tak, aby vyhověly požadavkům standardů na velmi vysoké vakuum a čistotu.
5.2.1. Napájecí systémy / systémy pro odvod produktu a zbytků
Speciálně konstruované nebo upravené technologické systémy zahrnují:
Tento závod, zařízení a potrubí jsou plně zhotoveny z materiálů odolných vůči korozi UF6 nebo takovými materiály obloženy (viz poznámka k odstavci 5.2.) a vyrobeny tak, aby vyhověly požadavkům standardů na velmi vysoké vakuum a čistotu.
(a) napájecí autoklávy (nebo stanice) používané pro přivádění UF6 do odstředivkových kaskád při tlacích až do 100 kPa (15 psi) a průtocích 1 kg/h nebo větších;
(b) desublimátory (nebo vymrazovací odlučovače) používané k odvádění UF6 z kaskád při tlacích až do 3 kPa (0,5 psi) (desublimátory mohou být chlazeny na teplotu 203 K (-70 °C) a ohřívány na teplotu 343 K (+70 °C);
(c) stanice „produktu“ a „zbytků“ používané k plnění UF6 do kontejnerů.
5.2.2. Strojové potrubní systémy sběračů (kolektorů)
Speciálně konstruované nebo upravené potrubní systémy a systémy sběračů (kolektorů) pro dopravu UF6 uvnitř odstředivkových kaskád. Potrubní síť je obvykle typu „trojitého“ kolektorového systému, kde každá odstředivka je spojena s každým ze sběračů (kolektorů). Toto uspořádání se mnohokrát opakuje. Všechny tyto systémy jsou zhotoveny z materiálů odolných vůči korozi UF6 (viz poznámka k odstavci 5.2.) a vyrobeny tak, aby vyhověly požadavkům standardů na velmi vysoké vakuum a čistotu.
5.2.3. 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 plynného UF6, produktu nebo zbytků, které mají všechny z následujících charakteristik:
(1) jednotková rozlišovací schopnost pro atomovou hmotnost vyšší než 320;
(2) iontové zdroje vyrobené z nichromu, monelu nebo niklu, a nebo těmito materiály povlakované;
(3) iontové zdroje s ionizací elektronovým ostřelováním;
(4) kolektorový systém vhodný pro provádění izotopické analýzy.
5.2.4. Měniče kmitočtu
Měniče kmitočtu (známé také jako konvertory nebo invertory) speciálně konstruované nebo upravené pro napájení statorů motorů definovaných v odstavci 5.1.2.(d) nebo části, komponenty a montážní subsystémy takovýchto měničů kmitočtu, které mají všechny z následujících charakteristik:
Poznámka
Výše uvedené položky buď přicházejí do přímého kontaktu s plynným UF6 v technologickém procesu nebo přímo regulují odstředivky a průtok plynu od odstředivky k odstředivce a z kaskády do kaskády. Materiály odolné vůči korozi UF6 zahrnují nerezovou ocel, hliník, hliníkové slitiny, nikl nebo jeho slitiny s obsahem niklu minimálně 60 %.
(1) vícefázový výstup v kmitočtové oblasti 600-2000 Hz;
(2) vysoká stabilita (s regulací kmitočtu lepší než 0,1 %);
(3) nízké harmonické zkreslení (menší než 2 %); a
(4) účinnost vyšší než 80 %.
5.3. Speciálně konstruované nebo upravené montážní celky a komponenty pro použití při obohacování plynovou difúzí
Poznámka
Při metodě separace izotopů plynovou difúzí tvoří hlavní technologické zařízení speciální porézní bariéry pro plynovou difúzi, výměníky tepla pro chlazení plynu (který se při stlačování ohřívá), uzavírací a regulační ventily a potrubní sítě. Vzhledem k tomu, že technologie plynové difúze je založená na použití hexafluoridu uranu (UF6), musí být veškeré povrchy zařízení, potrubí a přístrojů (které přicházejí do kontaktu s plynem) vyrobeny z materiálů, které zůstávají stabilní při styku s UF6. Závod na plynovou difúzi vyžaduje velký počet těchto celků, takže množství může být důležitou indikací konečného použití.
5.3.1. Plynové difúzní přepážky
(a) speciálně konstruované nebo upravené tenké porézní filtry o velikosti pórů v rozmezí 100 až 1000 Å (angström), tloušťce 5 mm (0,2 in) nebo menší a při trubkovém tvaru o průměru 25 mm (1 in) nebo menším, vyrobené z kovových, polymerních nebo keramických materiálů, odolných vůči korozi UF6;
(b) speciálně upravené sloučeniny nebo prášky pro výrobu těchto filtrů. Takové sloučeniny a prášky obsahují nikl nebo jeho slitiny s minimálním obsahem niklu 60 %, oxid hlinitý nebo vůči UF6 plně odolné fluorované uhlovodíkové polymery o čistotě 99,9 % nebo více, o velikosti částic menší než 10-5 m a s vysokým stupněm uniformity velikosti částic, které jsou speciálně upraveny pro výrobu plynových difúzních přepážek.
5.3.2. Skříně difuzorů
Speciálně konstruované nebo upravené hermeticky utěsněné válcové nádoby o průměru větším než 300 mm (12 in) a výšce větší než 900 mm (35 in) nebo pravoúhlé nádoby srovnatelných rozměrů, které mají jednu přivádějící a dvě odtokové přípojky o průměru větším než 50 mm (2 in), 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.
5.3.3. Kompresory a plynová dmychadla
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 nebo bez elektrického motoru o odpovídajícím výkonu, jakož i jednotlivé montážní celky takovýchto kompresorů a dmychadel. Tyto kompresory a dmychadla mají poměr tlaků 2:1 až 6:1 a jsou vyrobeny z materiálů odolných vůči korozi UF6 nebo jsou jimi potaženy.
5.3.4. Těsnění hřídele
Speciálně konstruovaná nebo upravená vakuová těsnění, která zajišťují utěsnění vstupních a výstupních přírub, sloužící k utěsnění hřídele spojující rotor kompresoru nebo dmychadla s poháněcím motorem a zajišťující spolehlivé utěsnění vnitřní komory kompresoru nebo dmychadla, která je naplněna UF6. Taková těsnění jsou obvykle projektována na rychlost průniku vyrovnávacího plynu dovnitř menší než 1000 cm3/min (60 in3/min).
5.3.5. Výměníky tepla pro chlazení UF6
Speciálně konstruované nebo upravené výměníky tepla vyrobené z materiálů odolných vůči korozi UF6 (kromě nerezových ocelí) nebo z mědi a případně i z 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).
5.4. Speciálně konstruované nebo upravené pomocné systémy, zařízení a komponenty pro použití v závodech na obohacování plynovou difúzí
Poznámka
Pomocné systémy, zařízení a komponenty pro obohacovací závody používající plynovou difúzi zahrnují systémy potřebné pro dávkování UF6 do separačních jednotek a propojení jednotlivých celků mezi sebou k vytvoření kaskád (nebo stupňů) a tím umožňují postupně dosáhnout vyššího obohacení a odvést „produkt“ a „zbytky“ UF6 z difúzních kaskád. Vzhledem k velké setrvačnosti procesu v difúzních kaskádách vede jakékoliv přerušení jejich činnosti a zvláště jejich odstavení k vážným následkům. Proto je v závodech na difúzní obohacování velmi důležité striktní a nepřetržité udržování vakua ve všech technologických systémech, automatická havarijní ochrana a přesná automatická regulace proudu plynu. Tyto důvody vedou k nutnosti vybavit závod velkým počtem speciálních měřících, regulačních a řídících systémů.
Obvykle sublimuje UF6 z válců umístěných uvnitř autoklávů a dále je v plynné formě rozváděn potrubním systémem kaskádních sběračů (kolektorů) do místa vstupu. Toky plynného UF6, „produkt“ a „zbytky“ vycházející z výstupních míst jsou dopravovány potrubním systémem kaskádních sběračů (kolektorů) do vymrazovacích odlučovačů nebo do kompresorových stanic, ve kterých je plynný UF6 zkapalňován před jeho následným převedením do vhodných kontejnerů určených pro transport nebo skladování. Jelikož obohacovací závod využívající plynovou difúzi sestává z velkého počtu plynových difúzních montážních celků uspořádaných do kaskád, obsahuje mnoho kilometrů potrubních systémů kaskádních sběračů (kolektorů) zahrnujících tisíce svarů s mnohokrát se opakujícím uspořádáním. Zařízení, komponenty a potrubní systémy jsou vyráběny tak, aby vyhověly požadavkům standardů na velmi vysoké vakuum a čistotu.
5.4.1. Napájecí systémy / systémy pro odvádění produktu a zbytků
Speciálně konstruované nebo upravené technologické systémy schopné pracovat při maximálním tlaku 300 kPa (45 psi) zahrnující:
(a) napájecí autoklávy (nebo systémy) používané k přivádění UF6 do kaskád plynové difúze;
(b) desublimátory (nebo vymrazovací odlučovače) používané k odvádění UF6 z difúzních kaskád;
(c) zkapalňovací stanice, ve kterých je plynný UF6 z kaskád stlačován, chlazen, a tak převáděn do kapalné formy;
(d) stanice „produktu“ a „zbytků“ používané k plnění UF6 do kontejnerů.
5.4.2. Potrubní systémy sběračů (kolektorů)
Speciálně konstruované nebo upravené potrubní systémy a systémy sběračů (kolektorů) pro dopravu UF6 uvnitř kaskád plynové difúze. Tato potrubní síť je obvykle projektována se „zdvojeným“ systémem sběračů (kolektorů), kde každá jednotka je spojena s každým ze sběračů (kolektorů).
5.4.3. Vakuové systémy
(a) speciálně konstruované nebo upravené rozsáhlé vakuové kolektory, sběrná potrubí a vakuová čerpadla se sacím výkonem 5 m3/min (17,5 ft3/min) nebo větším;
(b) vakuové vývěvy speciálně konstruované pro práci v prostředí obsahujícím UF6 vyrobené z hliníku, niklu nebo ze slitin s obsahem niklu převyšujícím 60 % nebo těmito materiály povlakované. Tyto vývěvy mohou být provedeny buď jako rotační nebo objemové. Mohou mít ucpávky a těsnění z fluorovaných uhlovodíkových polymerů a mohou používat speciální pracovní kapaliny.
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 1500 mm (1,5 až 59 in), vyrobené z materiálů odolných vůči UF6, pro instalaci v hlavních i pomocných systémech obohacovacích závodů založených na metodě plynové difúze.
5.4.5. 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 plynného UF6, produktu nebo zbytků, které mají všechny z následujících charakteristik:
Poznámka
Výše uvedené položky buď přicházejí do přímého kontaktu s plynným UF6 v technologickém procesu nebo přímo regulují průtok v kaskádách. Všechny povrchy, které přicházejí do kontaktu s technologickým plynem jsou vyrobeny z materiálů odolných vůči UF6 nebo jimi potaženy. Pro účely odstavců, vztahujících se k položkám plynové difúze, zahrnují materiály odolné vůči UF6 nerezovou ocel, hliník, hliníkové slitiny, oxid hlinitý, nikl nebo slitiny obsahující minimálně 60 % niklu a plně fluorované uhlovodíkové polymery odolné vůči UF6.
(1) jednotková rozlišovací schopnost pro atomovou hmotnost vyšší než 320;
(2) iontové zdroje vyrobené z nichromu, monelu nebo niklu, a nebo těmito materiály povlakované;
(3) iontové zdroje s ionizací elektronovým ostřelováním;
(4) kolektorový systém vhodný pro provádění izotopické analýzy.
5.5. Speciálně konstruované nebo upravené systémy, zařízení a komponenty pro použití v obohacovacích závodech založených na aerodynamickém procesu
Poznámka
V procesu aerodynamického obohacování se směs plynného UF6 s lehkým plynem (vodík nebo helium) stlačuje a pak prochází přes separační elementy, přičemž k izotopické 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.
Hlavní částí separačního stupně pro oba tyto procesy jsou válcové nádoby, do kterých se umisťují 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 nezměněny při kontaktu s UF6.
Položky, zmiňované v tomto odstavci buď přicházejí do přímého kontaktu s plynným UF6 v technologickém procesu nebo 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 vztahujících se k položkám aerodynamického obohacování zahrnují materiály odolné vůči korozi UF6, měď, nerezovou ocel, hliník, hliníkové slitiny, nikl nebo slitiny obsahující minimálně 60 % niklu a plně fluorované uhlovodíkové polymery odolné vůči korozi UF6.
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 (typicky od 0,1 do 0,05 mm) odolných vůči korozi UF6. Uvnitř trysky je břit, který rozděluje plyn proudící tryskou na dvě frakce.
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 0,5 až 4 cm a s 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
Poznámka
Technologický plyn vstupuje do trubice tangenciálně na jednom konci nebo přes vířící lopatky nebo přes četné tangenciální otvory po obvodu trubky.
5.5.3. Kompresory a plynová dmychadla
Speciálně konstruované nebo upravené axiální, odstředivé nebo objemové kompresory nebo 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.
Poznámka
Tyto kompresory a dmychadla mají poměr tlaků typicky mezi 1,2 : 1 až 6 : 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 dmychadla s hnacím motorem a zajišťující spolehlivou hermetizaci proti úniku technologického plynu nebo nasávání vzduchu nebo těsnicího plynu do vnitřní komory kompresoru nebo plynového dmychadla, která je naplněná směsí UF6 a nosného plynu.
5.5.5. Výměníky tepla pro chlazení plynu
Speciálně konstruované nebo upravené výměníky tepla zhotovené z materiálů odolných vůči korozi UF6 nebo jimi chráněné.
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.
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.
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:
(a) napájecí autoklávy, pece nebo systémy používané k přivádění UF6 do obohacovacího procesu;
(b) desublimátory (nebo vymrazovací odlučovače) používané k odvádění UF6 z procesu obohacování před jeho dalším přemístěním následujícím po ohřevu;
(c) solidifikační nebo zkapalňovací stanice používané k odvedení UF6 z obohacovacího procesu stlačováním plynného UF6 a jeho převáděním do pevné nebo kapalné formy;
(d) stanice „produktu“ a „zbytků“ používané k plnění UF6 do kontejnerů.
5.5.8. Potrubní systémy sběračů (kolektorů)
Speciálně konstruované nebo upravené potrubní systémy sběračů (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 sběračů (kolektorů), kde každá jednotka nebo skupina jednotek je spojena s každým ze sběračů (kolektorů).
5.5.9. Vakuové systémy a vakuové vývěvy
(a) speciálně konstruované nebo upravené vakuové systémy s minimálním sacím výkonem 5 m3/min sestávající z vakuového sběrného potrubí, vakuových sběračů (kolektorů) a vakuových vývěv, projektovaných pro provoz v prostředí obsahujícím UF6;
(b) vakuové vývěvy speciálně konstruované nebo upravené pro práci 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 pracovní kapaliny.
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 1500 mm, které se instalují na hlavních i pomocných systémech aerodynamických obohacovacích závodů.
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 plynného UF6, produktu nebo zbytků, které mají všechny z následujících charakteristik:
(1) jednotková rozlišovací schopnost pro atomovou hmotnost vyšší než 320;
(2) iontové zdroje vyrobené z nichromu, monelu nebo niklu, a nebo těmito materiály povlakované;
(3) iontové zdroje s ionizací elektronovým ostřelováním;
(4) kolektorový systém vhodný pro provádění izotopické analýzy.
5.5.12. Systémy separace UF6 a nosného plynu
Speciálně konstruované nebo upravené technologické systémy pro separaci UF6 a nosného plynu (vodík nebo helium).
Poznámka
Tyto systémy jsou projektovány ke snížení obsahu UF6 v nosném plynu do hodnoty 1 ppm a méně a mohou obsahovat taková zařízení jako:
(a) kryogenní výměníky tepla a kryoseparátory dosahující teplot -120 °C nebo nižších; nebo
(b) kryogenní vymrazovací jednotky dosahující teplot -120 °C nebo nižších; nebo
(c) separační trysky nebo vírové trubice k separaci UF6 a nosného plynu; nebo
(d) vymrazovací nádoby pro UF6 pracující při teplotách -20 °C nebo nižších.
5.6. Speciálně konstruované nebo upravené systémy, zařízení a komponenty, používané v obohacovacích závodech založených na chemické nebo iontové výměně
Poznámka
Malý rozdíl hmotností izotopů uranu vyvolává malé změny v rovnováhách chemických reakcí, které mohou být využity jako základ procesů separace izotopů. 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 kaskádním 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 použité v separačních kaskádách mohou být výměníkové kapalinové kolony (například pulzní 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 fluorovaných 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 prochází přes válcové obohacovací kolony s náplní adsorbentu. Pro kontinuální proces je nutný refluxní systém, aby bylo možné zajistit odvádění uranu z adsorbentu a jeho návrat (zpětný tok (reflux)) zpět do toku kapaliny a shromažďování „produktu“ a „zbytků“. To se uskutečňuje použitím vhodných redukčně-oxidačních chemických činidel, která se plně regenerují v oddělených vnějších okruzích a která mohou být regenerována částečně uvnitř vlastních separačních kolon. Přítomnost horkých koncentrovaných roztoků kyseliny chlorovodíkové v technologickém procesu vyžaduje, aby zařízení bylo vyrobeno ze speciálních korozi odolných materiálů nebo jimi bylo chráněno.
5.6.1. Kapalinové výměníkové kolony (chemická výměna)
Protiproudé kapalinové kolony s mechanickým pohonem (tj. pulzní 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).
5.6.2. Kapalinové odstředivé extraktory (chemická výměna)
Speciálně konstruované nebo upravené kapalinové odstředivé 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 odstředivých extraktorech je krátká (30 sekund nebo méně).
5.6.3. Systémy a zařízení k redukci uranu (chemická výměna)
(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;
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, kationty vyměňujícího materiálu. Katodu tvoří vhodný pevný vodič, jako například grafit.
(b) speciálně konstruované nebo upravené systémy pro extrakci U4+ z organického toku u výstupu z kaskády, regulování koncentrace kyseliny a napájení elektrochemických redukčních kyvet.
Poznámka
Tyto systémy se skládají ze zařízení na extrakci rozpouštědel, sloužící k převedení U4+ z organického toku do vodního roztoku, z odpařovacího a 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 ty části systému, které přicházejí do kontaktu s technologickými toky, jsou vyrobeny z vhodných materiálů (takových, jako sklo, fluorované polymery, polyfenylsulfát, polyethersulfon a grafit impregnovaný pryskyřicí) nebo jsou jimi chráněny.
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.
Poznámka
Tyto systémy obsahují zařízení pro čištění rozpouštědly nebo čistění 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 kationty. Konstrukčními materiály částí systému zpracovávajícího vysoce čistý U3+ jsou sklo, fluorované polymery, polyfenylsulfát, polyethersulfon, nebo jimi povlakované a grafit impregnovaný pryskyřicí.
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.
Poznámka
Tyto systémy mohou zahrnovat taková zařízení, jako:
(a) Zařízení pro mísení chlóru a kyslíku s kapalinou vytékající ze zařízení na separaci izotopů a extrakci výsledného U4+ do ochuzeného organického toku zpětně přiváděného z výstupního konce kaskády.
(b) Zařízení, které odděluje vodu od kyseliny chlorovodíkové tak, že jak voda, tak i koncentrovaná kyselina chlorovodíková mohou být znovu vráceny do technologického procesu na odpovídajících místech.
5.6.6. Rychle reagující iontoměniče na bázi pryskyřic/adsorbentů (iontová výměna)
Speciálně navržené 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 anebo 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, kterým mohou být částice nebo vlákna. Tyto iontoměniče na bázi pryskyřic/adsorbentů mají průměr 0,2 mm a 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 se dosáhlo velmi rychlé kinetiky výměny izotopů uranu (poločas výměny je menší než 10 sekund) a mohly být provozovány při teplotách v intervalu 100 až 200 °C.
5.6.7. Kolony pro iontovou výměnu (iontová výměna)
Válcové kolony o průměru větším než 1000 mm pro umístění náplně iontoměničů na bázi pryskyřic/adsorbentů speciálně konstruované nebo upravené pro obohacování uranu založené na procesu iontové výměny. Tyto kolony jsou zhotoveny z materiálů (jako titan, fluorouhlíkové plasty) odolných vůči korozi koncentrovanými roztoky kyseliny chlorovodíkové nebo jsou těmito materiály chráněny a mohou být provozovány při teplotách v intervalu 100 až 200 °C a tlacích nad 0,7 MPa (102 psi).
5.6.8. Regenerační systémy pro iontovou výměnu (iontová výměna)
Poznámka
V procesu obohacování iontovou výměnou může být jako redukující kationt použit například Ti3+. V tomto případě by redukční systém redukoval Ti4+ a regeneroval tak Ti3+. V tomto procesu může být jako oxidant použito trojmocné železo (Fe3+). V tomto případě by oxidační systém oxidoval Fe2+ a regeneroval tak Fe3+.
(a) speciálně konstruované nebo upravené systémy chemické nebo elektrochemické redukce pro regeneraci chemických redukčních činidel používaných v obohacovacích kaskádách při iontové výměně uranu;
(b) speciálně konstruované nebo upravené systémy chemické nebo elektrochemické oxidace pro regeneraci chemických oxidačních činidel používaných v obohacovacích kaskádách při iontové výměně uranu.
5.7. Speciálně konstruované nebo upravené systémy, zařízení a komponenty obohacovacích závodů založených na laserové technologii
Poznámka
Současné systémy procesu obohacování založeného na laserech lze rozdělit do dvou kategorií:
ty, u kterých jsou technologickým mediem 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 separaci (MLIS nebo MOLIS) a chemickou reakci vyvolanou selektivní aktivací laserem (CRISLA).
Systémy, zařízení a komponenty pro laserové obohacování zahrnují:
Složitost spektroskopie atomů nebo sloučenin uranu si může vyžádat začlenění kterékoli z dostupných laserových technologií.
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 UF6, jsou zhotoveny nebo chráněny materiály odolnými vůči korozi. Pro účely tohoto odstavce, vztahujícího se k obohacování na základě laserových technologií, zahrnují materiály odolné vůči korozi plynným nebo kapalným kovovým uranem nebo uranovými slitinami například: grafit povlakovaný ytriem a tantal; a materiál odolný vůči korozi UF6, například: měď, korozivzdorné oceli, hliník, hliníkové slitiny, nikl nebo niklové slitiny s obsahem niklu minimálně 60 % a plně fluorované uhlovodíkové polymery odolné vůči UF6.
(a) Zařízení pro dodávání par kovového uranu (pro selektivní foto-ionizaci) nebo par uranové sloučeniny (pro foto-disociaci nebo chemickou aktivaci).
(b) Sběrné zařízení pro obohacený a 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.
(c) Technologické laserové systémy pro selektivní excitaci atomů nebo molekul obsahujících 235U.
(d) Zařízení pro přípravu vstupujícího materiálu a konverzi produktu.
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.
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.
Poznámka
Kelímky a jiné části tohoto systému, které přicházejí do kontaktu s roztaveným uranem nebo jeho slitinami, jsou vyrobeny ze vhodných žáruvzdorných a koroziodolných materiálů nebo jsou jimi chráněny. Vhodné materiály zahrnují tantal, grafit povlakovaný oxidem ytria, grafit povlakovaný jinými oxidy vzácných zemin nebo jejich směsí.
5.7.3. Montážní celky sběračů (kolektorů) „produktu“ a „zbytků“ kovového uranu (AVLIS)
Speciálně konstruované nebo upravené montážní celky sběračů (kolektorů) pro kovový uran v kapalné nebo pevné formě.
Poznámka
Komponenty těchto montážních celků jsou vyrobeny ze žáruvzdorných materiálů, odolných vůči korozi parami kovového uranu nebo roztaveným uranem (takových, jako grafit pokrytý oxidem ytria nebo tantal) nebo jsou jimi chráněny. Zahrnují potrubí, ventily, fitinky, „žlábky“, průchodky, výměníky tepla a sběrné deskové elektrody pro magnetickou, elektrostatickou a jiné separační metody.
5.7.4. Pouzdra separačních modulů (AVLIS)
Speciálně konstruované nebo upravené válcové nebo pravoúhlé nádoby pro umístění zdroje par uranu, elektronového děla a sběračů (kolektorů) „produktu“ a „zbytků“.
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 komponent.
5.7.5. Nadzvukové expanzní trysky (MLIS)
Speciálně konstruované nebo upravené nadzvukové expanzní trysky pro chlazení směsí UF6 a nosného plynu na teplotu 150 K a nižší, které jsou odolné vůči korozi UF6.
5.7.6. Kolektory produktu - pentafluoridu uranu (MLIS)
Speciálně konstruované nebo upravené kolektory pevného produktu - pentafluoridu uranu (UF5) sestávající z filtru, sběračů (kolektorů) nárazového nebo cyklónového typu nebo jejich kombinace, které jsou odolné vůči korozivnímu působení prostředí UF5/UF6.
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.
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 proti úniku technologického plynu nebo nasávání vzduchu nebo těsnícího plynu do vnitřní komory kompresoru, která je naplněna směsí UF6 a nosného plynu.
5.7.9. Systémy fluorace (MLIS)
Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro fluoraci UF5 (v pevné fázi) na UF6 (plyn).
Poznámka
Tyto systémy jsou projektovány 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 postupů se reakce fluorace může uskutečňovat v systému separace izotopů a UF6 se odebírá bezprostředně ze sběračů (kolektorů) „produktu“. V jiném z postupů se práškový UF5 může odebírat/převádět ze sběračů (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 UF6.
5.7.10. Hmotnostní spektrometry pro analýzu UF6 / Iontové zdroje (MLIS)
Speciálně konstruované nebo upravené magnetické nebo kvadrupólové hmotnostní spektrometry schopné uskutečňovat „on-line“ odběr vzorků přiváděného materiálu z proudů plynného UF6, produktu nebo zbytků, které mají všechny z následujících charakteristik:
(1) jednotková rozlišovací schopnost pro atomovou hmotnost vyšší než 320;
(2) iontové zdroje vyrobené z nichromu, monelu nebo niklu, a nebo těmito materiály povlakované;
(3) iontové zdroje s ionizací elektronovým ostřelováním;
(4) kolektorový systém vhodný pro provádění izotopické analýzy.
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, zahrnující:
(a) napájecí autoklávy, pece nebo systémy používané k přivádění UF6 do obohacovacího procesu;
(b) desublimátory (nebo vymrazovací odlučovače) používané k odvádění UF6 z procesu obohacování pro jeho následující převod ohříváním;
(c) solidifikační nebo zkapalňovací stanice používané k odvádění UF6 z obohacovacího procesu stlačováním plynného UF6 a jeho převáděním do pevné nebo kapalné formy;
(d) stanice „produktu“ a „zbytků“ používané k převodu UF6 do kontejnerů.
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.
Poznámka
Tyto systémy mohou obsahovat taková zařízení jako:
(a) kryogenní výměníky tepla a kryoseparátory dosahující teplot -120 °C nebo nižších;
(b) kryogenní vymrazovací jednotky dosahující teplot -120 °C nebo nižších;
(c) vymrazovací nádoby pro UF6 pracující při teplotách -20°C nebo nižších.
5.7.13. Laserové systémy (AVLIS, MLIS a CRISLA)
Lasery nebo laserové systémy speciálně konstruované nebo upravené pro separaci izotopů uranu.
Poznámka
Lasery a komponenty laserů důležité v procesech obohacování založených na laserech zahrnují ty, které jsou specifikované v Příloze č. 2.
Laserový systém používaný v procesu AVLIS obvykle sestává ze dvou laserů: laseru na bázi par mědi a barvivového laseru.
Laserový systém pro 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 kmitočtový stabilizátor spektra pro dlouhodobý provoz.
5.8. Speciálně konstruované nebo upravené systémy a komponenty pro použití v obohacovacích závodech založených na plazmové separaci
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 orbitálů. Ionty s trajektorií většího průměru jsou zachycovány a tvoří produkt obohacený 235 U. 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 (viz Příloha č. 2) a systémy odvádění a shromažďování kovu ve formě „produktu“ a „zbytků“.
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.
5.8.2. Iontové excitační cívky
Speciálně konstruované nebo upravené vysokofrekvenční cívky sloužící pro excitaci iontů při kmitočtech převyšujících 100 kHz vhodné pro průměrný výkon vyšší než 40 kW.
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.
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.
Poznámka
Kelímky a jiné části tohoto systému, které přichází do kontaktu s roztaveným uranem nebo jeho slitinami, jsou vyrobeny ze vhodných žáruvzdorných a korozivzdorných materiálů nebo jimi chráněny. Vhodnými materiály jsou tantal, grafit povlakovaný oxidem ytria, grafit povlakovaný jinými oxidy vzácných zemin (viz Příloha č. 2) nebo jejich směsmi.
5.8.5. Montážní celky sběračů (kolektorů) „produktu“ a „zbytků“ kovového uranu
Speciálně konstruované nebo upravené montážní celky sběračů (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 ytria nebo tantal, popřípadě jsou jimi chráněny.
5.8.6. Pouzdra separačních modulů
Speciálně konstruované nebo upravené válcové nádoby pro umístění zdroje par uranu, vysokofrekvenční cívky a sběračů (kolektorů) „produktu“ a „zbytků“.
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, aby se umožnila výměna vnitřních komponent, a jsou vyrobena ze vhodných nemagnetických materiálů například austenitické nerezové oceli.
5.9. Speciálně konstruované nebo upravené systémy, zařízení a komponenty obohacovacích závodů založených na technologii elektromagnetického obohacování
Poznámka
V elektromagnetickém procesu jsou ionty kovového uranu získané ionizací vstupní suroviny - soli (typicky UCl4 ) urychlovány a procházejí magnetickým polem, které působí tak, že ionty různých izotopů sledují různé trajektorie. Hlavní komponenty elektromagnetického separátoru izotopů zahrnují:
Pomocné systémy tohoto procesu zahrnují systém elektrického napájení magnetu, vysokonapěťový systém iontového zdroje, vakuový systém a extenzívní chemické systémy pro regeneraci produktu
(a) magnetické pole pro vychýlení svazku iontů/separaci izotopů;
(b) iontový zdroj se svým urychlovacím systémem;
(c) systém pro shromažďování oddělených izotopů.
5.9.1. Elektromagnetické separátory izotopů
Elektromagnetické separátory izotopů speciálně konstruované nebo upravené pro separaci izotopů uranu a zařízení a komponenty určené k tomuto účelu včetně:
(a) Iontových zdrojů
Jednoduché nebo vícenásobné zdroje iontů uranu sestávající ze zdroje par, ionizátoru a urychlovače svazku, vyrobené z takových vhodných materiálů jako grafit, nerezová ocel nebo měď, které jsou schopné poskytnout celkový proud svazku 50 mA nebo větší.
(b) Sběračů (kolektorů) iontů
Desky sběračů (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 takových vhodných materiálů jako grafit nebo nerezová ocel.
(c) Vakuových pouzder
Speciálně konstruovaná nebo upravená pouzdra pro elektromagnetické separátory, vyrobená z takových vhodných nemagnetických materiálů jako austenitická nerezová ocel, a projektovaná pro provoz při tlaku 0,1 Pa nebo nižším.
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 komponent.
(d) Pólových nástavců magnetu
Speciálně konstruované nebo upravené pólové nástavce magnetu o průměru větším než 2 m používané pro udržení konstantního magnetického pole uvnitř elektromagnetického separátoru izotopů a pro přenos magnetického pole mezi dvěma sousedícími separátory.
5.9.2. Vysokonapěťové zdroje
Speciálně konstruované nebo upravené vysokonapěťové zdroje pro iontové zdroje vyznačující se všemi následujícími charakteristikami:
Schopné nepřetržitého provozu, výstupní napětí 20 kV nebo více, výstupní proud 1 A nebo větší a regulace napětí lepší než 0,01 % v průběhu 8 hodin.
5.9.3. Elektrické zdroje pro napájení elektromagnetů
Speciálně konstruované nebo upravené vysoce výkonné stejnosměrné zdroje napájení magnetů vyznačující se všemi následujícími charakteristikami:
Schopné nepřetržitě dodávat výstupní proud 500 A nebo větší při napětí 100 V nebo více, s proudovou nebo napěťovou regulací lepší než 0,01 % v průběhu 8 hodin.
6. Závody na výrobu nebo úpravu koncentrace těžké vody, deuteria a jeho sloučenin a zařízení speciálně konstruovaná nebo upravená k tomuto účelu
Poznámka
Těžká voda může být vyráběna různými postupy. Nicméně dva postupy prokázaly svou komerční životaschopnost. První je založen na výměnné reakci voda - sirovodík (GS proces) a druhý na výměnné reakci 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 při nízkých teplotách a do sirovodíku při vysokých. Plyn nebo voda obohacené deuteriem jsou odváděny z prvního stupně kolon na 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, zatímco plyn proudí do horní části konvertoru amoniaku. Další obohacování probíhá v následujících stupních a těžká voda vhodná pro použití v 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 získávání deuteria při výměnném procesu amoniak - vodík může být rovněž obyčejná voda. Mnohá klíčová zařízení pro závody na výrobu těžké vody, využívající 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 - vodík, zahrnují následující:
6.1. Kolony pro výměnu voda - sirovodík
Výměnné kolony vyrobené z měkké nelegované oceli (např. ASTM A516) o průměru 6 - 9 m (20-30 ft) schopné pracovat při tlacích 2 MPa (300 psi) a více a s přípustnou tolerancí 6 mm a více na možný korozní úbytek speciálně konstruované nebo upravené pro výrobu těžké vody založenou na procesu výměny mezi vodou a sirovodíkem.
6.2. Dmychadla a kompresory
Jednostupňová nízkotlaká odstředivá 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 výměnném 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.
6.3. Kolony pro výměnu amoniak - vodík
Výměnné kolony o minimální výšce 35 m (114,3 ft) a průměru 1,5 m - 2,5 m (4,9 - 8,2 ft) schopné pracovat při tlacích vyšších než 15 MPa (2225 psi) speciálně konstruované nebo upravené pro výrobu těžké vody založenou 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.
6.4. Vnitřní zařízení kolon a patrová čerpadla
Vnitřní zařízení a patrová čerpadla kolon speciálně konstruovaná nebo upravená pro kolony na výrobu těžké vody založenou 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.
6.5. Krakovací zařízení amoniaku
Krakovací zařízení s minimálním pracovním tlakem 3 MPa (450 psi) speciálně konstruovaná nebo upravovaná pro výrobu těžké vody založenou na výměnném procesu amoniak - vodík.
6.6. Infračervené absorbční analyzátory
Infračervené absorbční analyzátory schopné provádět „on line“ analýzu poměru vodík/deuterium při koncentracích deuteria 90 % a výše.
6.7. Zařízení na katalytické spalování
Zařízení pro katalytické spalování, tj. převod plynného obohaceného deuteria na těžkou vodu speciálně konstruovaná nebo upravovaná pro výrobu těžké vody založenou na výměnném procesu amoniak - vodík.
6.8. Kompletní systémy pro úpravu těžké vody nebo kolony určené k tomuto účelu
Kompletní systémy pro úpravu těžké vody nebo kolony speciálně konstruované nebo upravené pro účely dosažení koncentrace deuteria potřebné pro použití v reaktoru.
Poznámka
Tyto systémy, které běžně využívají destilace vody k separaci těžké vody z lehké vody, jsou speciálně konstruované nebo upravené pro účely výroby těžké vody reaktorové kvality (tj. typicky 99,75 % oxidu deuteria) ze zásob těžké vody nižší koncentrace.
7. Závody na konverzi uranu a plutonia pro použití při výrobě palivových článků a separaci izotopu uranu, uvedených v částech 4 a 5, a zařízení speciálně konstruovaná nebo upravená k tomuto účelu
Poznámka
Všechny závody, systémy a speciálně konstruovaná nebo upravená zařízení uvedená v rámci této části mohou být využity pro zpracování, výrobu nebo použití zvláštních štěpných materiálů.
7.1. Závody na konverzi uranu a zařízení speciálně konstruovaná nebo upravená k tomuto účelu
Poznámka
Závody a systémy na konverzi uranu mohou provádět jednu nebo více transformací uranu z jedné jeho chemické formy do jiné. Patří k nim:
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 jsou shodné 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.
Nicméně jen málo z těchto položek je „běžně dostupných“, většina by byla upravovaná 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 zkompletována z jednotlivých dílů a částí které jednotlivě nejsou speciálně konstruovány nebo upraveny pro konverzi uranu.
7.1.1. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi uranových rudných koncentrátů na UO3
Poznámka
Konverze uranových rudných koncentrátů na UO3 může být prováděna rozpuštěním rudy v kyselině dusičné a extrahováním čistého uranylnitrátu s použitím takového rozpouštědla jako je tributylfosfát. Uranylnitrát je dále konvertován na UO3 buď pomocí koncentrace a denitrifikace nebo neutralizace plynným amoniakem do vzniku diuranátu amonného s následným filtrováním, sušením a žíháním.
7.1.2. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UO3 na UF6
Poznámka
Konverze UO3 na UF6 může být prováděna přímou fluoridací. Tento proces vyžaduje zdroj plynného fluóru nebo trifluoridu chloru.
7.1.3. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UO3 na UO2
Poznámka
Konverze UO3 na UO2 může být prováděna redukcí UO3 krakovaným plynným amoniakem nebo vodíkem.
7.1.4. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UO2 na UF4
Poznámka
Konverze UO2 na UF4 může být prováděna na základě reakce UO2 s plynným fluorovodíkem (HF) při 300 - 500 °C.
7.1.5. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UF4 na UF6
Poznámka
Konverze UF4 na UF6 je prováděna exotermickou reakcí s fluórem ve věžových reaktorech. UF6 je kondenzován z horkých výtokových plynů při průchodu přes studenou jímku ochlazenou na -10 °C. Tento proces vyžaduje zdroj plynného fluóru.
7.1.6. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UF4 na kovový uran
Poznámka
Konverze UF4 na kovový uran je prováděna redukcí hořčíkem (velké dávky) nebo vápníkem (malé dávky). Tato reakce probíhá při teplotách nad bodem tavení uranu (1130 °C).
7.1.7. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UF6 na UO2
Poznámka
Konverze UF6 na UO2 může být prováděna jedním ze tří procesů.
V prvním je UF6 redukován a hydrolyzován na UO2 s použitím vodíku a páry.
Ve druhém je UF6 hydrolyzován rozpuštěním ve vodě, přidáním amoniaku je vysrážen diuranát amonný, který je následně redukován na UO2 vodíkem při 820 °C.
Ve třetím procesu reagují plynné UF6, CO2 a NH3 ve vodě s vysrážením amoniumuranyltrikarbonátu. Při reakci amoniumuranyltrikarbonátu s párou a vodíkem při 500-600 °C vzniká UO2. Konverze UF6 na UO2 je často prováděna jako první stupeň v závodech na výrobu paliva.
7.1.8. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UF6 na UF4
Poznámka
Konverze UF6 na UF4 je prováděna redukcí vodíkem.
7.1.9. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi UO2 na UCl4
Poznámka
Konverze UO2 na UCl4 může být prováděna jedním ze dvou procesů. V prvním reaguje UO2 s tetrachloridem uhlíku (CCl4) při teplotě přibližně 400 °C. V druhém reaguje UO2 za přibližné teploty 700 °C v přítomnosti černého uhlí (CAS 1333-86-4), oxidu uhelnatého a chlóru s výsledným produktem UCl4.
7.2. Závody na konverzi plutonia a zařízení speciálně konstruovaná nebo upravená k tomuto účelu
Poznámka
V závodech a systémech na konverzi plutonia probíhají transformace z jedné chemické formy do druhé, a to včetně konverze dusičnanu plutonia na PuO2, konverze PuO2 na PuF4 a konverze PuF4 na kovové plutonium. Závody na konverzi plutonia jsou většinou spojeny s přepracovacími zařízeními, avšak mohou být spojeny také se zařízeními na výrobu plutoniového paliva. Mnoho klíčových položek zařízení závodů na konverzi plutonia je společných s několika úseky chemického zpracovatelského 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.
Vyžadovány mohou být také horké komory, rukavicové boxy a dálkově řízené manipulátory. Nicméně jen málo z těchto položek je „běžně dostupných“, většina by byla upravovaná podle požadavků a specifikací zákazníka. Pozornost při projektování je třeba věnovat zejména nebezpečí radiace, toxicity a kritičnosti související s přítomností plutonia.
V některých případech je nutno brát v úvahu speciální projektové a konstrukční požadavky, spojené s korozními vlastnostmi používaných chemických látek (například HF).
Závěrem je nutné uvést, že ve všech procesech konverze plutonia jsou používána speciálně konstruovaná nebo upravená zařízení, která mohou být zkompletována z jednotlivých dílů a částí, které jednotlivě nejsou speciálně konstruovány nebo upraveny pro konverzi uranu.
7.2.1. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro konverzi dusičnanu plutonia na oxid
Poznámka
Hlavními postupy využívanými v tomto procesu jsou skladování a regulace technologické suroviny, srážení a separace pevných látek a kapalin, kalcinace, nakládání s produktem, ventilace, nakládání s odpady a řízení procesů. Systémy tohoto procesu jsou zejména uzpůsobené k tomu, aby zabránily dosažení kritičnosti, vyloučily vliv radiace a minimalizovaly nebezpečí toxicity. Většina přepracovacích závodů využívá proces konverze dusičnanu plutonia na oxid plutonia. Ostatní procesy mohou využívat srážení šťavelanu plutonia nebo peroxidu plutonia.
7.2.2. Speciálně konstruované nebo upravené systémy pro výrobu kovového plutonia
Poznámka
Tento proces obvykle zahrnuje fluoraci oxidu plutonia, normálně s vysoce korozivním fluorovodíkem, s cílem výroby fluoridu plutonia, ze kterého je následnou redukcí za použití vysoce čistého kovového vápníku získáváno kovové plutonium a struska fluoridu vápenatého. Hlavními postupy využívanými v tomto procesu jsou fluorace (například využívající zařízení vyrobená nebo potažená drahými kovy), redukce kovem (například za použití keramických kelímků), vytěžování strusky, nakládání s produktem, ventilace, nakládání s odpady a řízení procesů. Systémy tohoto procesu jsou zejména uzpůsobené k tomu, aby zabránily dosažení kritičnosti, vyloučily vliv radiace a minimalizovaly nebezpečí toxicity. Ostatní procesy zahrnují fluoraci šťavelanu plutonia nebo peroxidu plutonia s následnou redukcí na kov.