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L'invention concerne un procédé pour fabriquer un corps poreux approprié à la séparation d'hexafluorures des isotopes VU et 235U par diffusion à travers ce corps. L'invention concerne en outre un -corps poreux réalisé suivant ce procédé, ainsi qu'un dispositif pour séparer les hexafluorures des isotopes
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238û et 3 U par diffusion à travers un tel corps.
238 235 Il existe plusieurs procédés pour effectuer la séparation des isotopes U et U. L'une des plus courantes tire parti de la différence en vitesse de
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diffusion à travers une paroi poreuse des composés UF6 et 235UF6 E3rrinGiPe9 ce procédé est très simple. Un mélange d'hexafluorures de 238U et 6.235Utraverse un corps poreux,par exemple un tube poreux; la composition du mélange gazeux avant et après la paroi poreuse diffère et cela d'une manière telle qu'après la tra-
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versée de la. paroi poreuse, la teneur en 235UF6 du mélange gazeux est plus élevée.
Abstraction faite de l'appareillage très compliqué nécessaire pour provoquer une séparation effective des deux isotopes, dans ce procédé, le choix
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de.là-paroi poreuse constitue une sérieuse' difficulté. Cela est dû à deux faits.
En premier lieu, les hexafluorures des deux isotopes d'uranium ont une grande activité chimique (comparativement à l'activité du fluor même) et, en second lieu, les pores mélangés dans le corps faisant office de paroi de séparation doivent avoir une grandeur déterminée.Vu le caractère du domaine auquel s'applique l'
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invention, là nature des parois de séparation est très peu coeue. La grandeur optimum des pores n'est pas, elle non plus, connue avec précision; il est mention- né quelle doit être d'environ 0,01 /uo ar suite de la grande activité chimique des¯. hexafluorures, une atta- que de la paoi de séparation poreuse ne peut guère être évitée. Lorsque cette
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attaque forme, des produits volatils, le mélange gazeux en est contaminé.
L'incon- vénient est plus grand encore lorsque l'attaque par leS\i>;g,.exafluorures forme des produits non#volatilsg car ceux-ci obturent les pores, Ii est évident que cela affecte la vitesse de la séparation.
@ L'invention fournit un procédé de fabrication d'un corps poreux qui élimine, dansune grande mesure, les inconvénients mentionnés.
Un procédé conforme à l'invention pour la fabrication d'un corps
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poreux approprié à la séparation d'hexafluorures des isotopes 23gU et 235u par diffusion à travers ce corps est caractérisé par le fait que l'on réalise un corps de la orme désirée à partir d'une matière plastique de fluorure de calcium
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et d'un lian-V, constitué par un gel de fluorure de calcium préparé à l'aide de une solution 'aqueuse d'un ..formateur de gel qui, lors du chauffage à une -tempé- rature comprise entre 100 C et 120000, se décompose en substances volatiles et/ou en substances qui ne sont guère attaquées par les hexafluorures, corps qui, après sa conformation, est chauffé à une température-comprise entre 100 C et 1200 C jusqu'à ce que le liant soit décomposé,
que l'eau soit chassée, et que l'on ait obtenu un corps -solide manipulable.
Le fluorure de calcium est une matière que n'attaquent guère les
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hexafluorures, duranium. De ce fait, il est particulièrement avantageux d'utiliser cette substance pour les parois lors de la séparation des deux isotopeso Le flue- rure de calcium est cependant un minéral qui, par lui-même, n'est pas poreux et dont il faut donc former un corps poreux On a constaté que l'on peut amener le fluorure de calcium à l'état de gel à l'aide d'une solution aqueuse d'un formateur de gel et que!l'on peut lier à ce gel de fluorure de calcium minéral du fluorure
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depaloium granuleux et réaliser de la masse plastique ainsi préparée, par exemple par moulage on extrusion, des corps de forme pratiquement quelconque, par exemple des plaques ou des tubes.
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Ces sc.ors plastiques ne peuvent, évidemment pas être utilisés tels quels pour la séparation des isotopes. On a cependant constaté que, par le chauffage de ces corps à une température comprise entre 100 C et 1200 C, on obtient
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des corps solides robustes et donc bien manipulables approximativement de la même manière que par la cuisson de produits céramiques. Ces corps sont alors constitués, par la majeure partie, par du fluorure de calcium pur qui, grâce au procédé de con- formation, présente une structure poreuse.
On choisit comme formateurs de gel des substances'qui, par chauffage à une température comprise entre 100 C et 1200 0, se décomposent en substances volatiles, qui s'échappent donc, et/ou en substances qui, pas plus que le fluorure de. calcium, ne sont attaquées par les hexafluorures d'uranium. Un point important pour le chauffage est en outre que celui-ci doit être prolongé jusqu'à ce que pratiquement toute l'eau soit chassée. On obtient alors toujours un corps solide manipulable.
Somme il a déjà été mentionné, -on,¯obtient un corps poreuxo Il s'avère que la grandeur des pores de ce corps est-étonnamment petite, ce qui est attri- buable à 1a grandeur des particules dans le gel de fluorure de calcium. Ces parti-
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cules sont en effet très petites (0,02 à 0,03 u) comme le prouvent des photos réalisées à l'aide du microscope électrique. Toutefois, la grandeur des pores peut se régler de'plusieurs manières. Tout d'abord, on peut partir d'un minerai de fluorure de calcium,plus gros ou plus fin. Plus ce fluorure de calcium est fin, plus les pores sont petits. De plus, on constate que la grandeur des pores aug- mente lors dun chauffage à une température plus élevée et avec la durée du chauffage.
On dispose ainsi d'un moyen pour réaliser une grandeur de pores déter- minée. Cela est en corrélation avec le phénomène étonnant, et particulièrement avantageux, que, pendant ce chauffage, les corps ne se rétrécissent pratiquement pas. On peut;donc guider le procédé d'une manière telle que la grandeur des pores
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soit optima pour la séparation des hexafluorures des îsotopes 2U et 235uo
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%din, il est possible, lorsqu'il ne faut pas imposer des conditions particulièrement sévères à la possibilité d'extrusion de la matière plastique, de choisir la pitoportion de la quantité de gel par rapport à la quantité de spats'fluor minéral d'unemanière telle que l'on obtienne de plus grandspores.
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4amme formateurs de gel, les permanganates alcalinoterreux et en par- tîculier le Permanganate de calcium se sont révélés particulièrement appropriés.
En effet, yermanganàtes se décomposent à une température inférieure à 200 C dans l'oxygène, la manganite alcalino-terreuse et le ItnO Ces dernières substan- ces sont peu par leshexafluorures. Lorsqu'on chauffe les corps formés de cette manière, afin de régler la grandeur des pores, à des températures su-
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périeures à 640 C, le Mn 2 se transforme-en Mn203 , qui est encore moins attaqué par les hexafluorures. Une autre formateur de gel donnant toute satisfaction est
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le nitrate cubique qui,par-un chauffage à environ 250°vj se décompose en CuO qui n'est pratiquement pas attaqué par les hexafluorures. Pendant cette décomposition,
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les oxydes azotiques s'échappent. omme formateur de gel, on peut aussi utiliser le nitrate d'urangleo.
Pendant le chauffage, celui-ci se décompose en oxyde azotique et en bioxyde d' uranium qui n'est guère attaqué par les hexafluorures d'uranium.
Un formateur de gel qui se décompose entièrement et qui est utilisa- ble pour la formation de corps poreux du genre précité est le nitrate d'ammonium.
L'invention sera expliquée à l'aide des exemples suivants.
EXEMPLE I ######
On mélange, tout en agitant, 44 g de fluorure de calcium sec précipité
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avec 50 ml d'une solution,aqueuse de 6 g de permanganate de calciumo Après quel- ques minutes d'citation, il se forme une substance consistante, vase11neùseo On mélange ce;gel avec 270 g de fluorure de calcium minéral pulvérisé, dont la grandeur des grains est inférieure à 125 /u. La pâte obtenue est extrudée à l'aide
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d'une,emSl,#hiD.e:?-ppropriée, sous forme d'un tube" Celui-ci est chauffé ensuite, pendant uh.,bÀure, à 200 C, ce qui fournit un tube présentant l'aspect de céramique
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de couleur sombre.
Le corps obtenu résiste fortement et parfaitement à l'eau. On peut éventuellement débarraser les corps de MnO2 ou de Mn2O3 par un traitement au HCl suivi d'un lavage à l'eau. Les pores deviennent ainsi quelque peu plus larges.
EXEMPLE II On verse, sur 1000 g de CaCO3 , 950 g d'une solution aqueuse à 42% de HF. On laisse agir le HF pendant 30 minutes sur le CaCO2. Ensuite,on filtre le mélange de réaction à travers un filtre de verre. De la substance humide subsis- tant sur le filtre on prélève 528 g et on la broie pendant 5 minutes. Ensuite, on ajoute 77 g de Cu(NO3)2.3aq. et on mélange pendant 45 minutes jusqu'à formation d'un gel gras. On mélange 525 g de ce gel avec 610 g de fluorure de calcium - minéral dont la grandeur des grains est inférieure à 100 u. Il se forme une pâte qui est transformée de la même manière que celle dévrite flans l'exemple 1 en un corps poreux.
EXEMPLE III
On suit entièrement le procédé décrit dans l'exemple II, mais;, au lieu de 77 g de Cu(NO3)2.3aq, on utilise 100 g de UO2(NO3)2.6aq.