वैक्यूम आसवन से परमाणु ईंधन के सॉल्वैंट्स के पुनर्चक्रण में वृद्धि

परमाणु ईंधन पुनर्संसाधन में, विलायक अथक "सफाईकर्मी" के रूप में कार्य करते हैं, जो खर्च किए गए ईंधन से मूल्यवान यूरेनियम और प्लूटोनियम निकालने के लिए दिन-रात काम करते हैं। हालाँकि, ये आणविक कार्यबल तीव्र विकिरण और संक्षारक रसायनों के लंबे समय तक संपर्क में आने से धीरे-धीरे खराब हो जाते हैं, जिससे दक्षता कम हो जाती है और संभावित रूप से हानिकारक उपोत्पाद उत्पन्न होते हैं जो सुरक्षा और प्रसंस्करण प्रभावशीलता दोनों से समझौता करते हैं।

समाधान विलायक पुनर्जनन तकनीक में निहित है। परमाणु पुनर्संसाधन सुविधाओं में, हाइड्रोकार्बन-ट्रिब्यूटाइल फॉस्फेट (टीबीपी) विलायक प्रणाली एक महत्वपूर्ण भूमिका निभाती है। समय के साथ, विकिरण के तहत नाइट्रिक एसिड, नाइट्रस एसिड और हाइड्रोकार्बन के बीच की बातचीत विभिन्न गिरावट उत्पादों का उत्पादन करती है जो निष्कर्षण प्रदर्शन और प्रक्रिया स्थिरता को बाधित करते हैं। इन संदूषकों को हटाने के लिए कुशल पुनर्जनन विधियों का विकास परिचालन विश्वसनीयता बनाए रखने के लिए आवश्यक हो गया है।

जबकि रासायनिक धुलाई और सोखना जैसी पारंपरिक विधियों की दक्षता और अपशिष्ट उत्पादन में सीमाएँ हैं, वैक्यूम डिस्टिलेशन एक आशाजनक भौतिक पृथक्करण तकनीक के रूप में उभरा है। यह दृष्टिकोण द्वितीयक अपशिष्ट से बचकर परिचालन सादगी, उच्च पृथक्करण दक्षता और पर्यावरणीय लाभ प्रदान करता है।

यह तकनीक कम दबाव में क्वथनांक में अंतर का लाभ उठाती है, जो कम तापमान पर पृथक्करण को सक्षम करती है जो टीबीपी के अपघटन को रोकती है जबकि प्रभावी ढंग से अशुद्धियों को हटाती है। हालाँकि, टीबीपी की तापीय अस्थिरता और विभिन्न संदूषकों की अत्यंत कम सांद्रता महत्वपूर्ण इंजीनियरिंग चुनौतियाँ प्रस्तुत करती है, जिसके लिए सटीक रूप से नियंत्रित प्रणालियों की आवश्यकता होती है।

इंदिरा गांधी परमाणु अनुसंधान केंद्र की पुनर्संसाधन विकास प्रयोगशाला के शोधकर्ताओं ने वैक्यूम डिस्टिलेशन पर आधारित एक पायलट-स्केल विलायक शुद्धिकरण प्रणाली विकसित और मान्य की है। यह एकीकृत समाधान एक व्यापक पुनर्जनन प्रक्रिया में कई तरल-गैस पृथक्करण इकाइयों को जोड़ता है:

• निर्जलीकरण स्तंभ:प्रारंभ में आसवन सिद्धांतों के माध्यम से जल सामग्री को हटाता है जो निष्कर्षण दक्षता को प्रभावित कर सकता है और उपकरण संक्षारण का कारण बन सकता है।
• उत्तेजित पतली-फिल्म बाष्पीकरणकर्ता:तेजी से विलायक वाष्पीकरण के लिए एक गर्म पतली फिल्म बनाता है, जबकि थर्मल अपघटन को रोकता है, जिसमें वाष्प को वैक्यूम डिस्टिलेशन कॉलम में निर्देशित किया जाता है।
• वैक्यूम डिस्टिलेशन कॉलम:सिस्टम का कोर, जहां वैक्यूम के तहत कई वाष्प-तरल संपर्क शुद्ध टीबीपी (शीर्ष पर एकत्र) को गिरावट उत्पादों (आधार पर बनाए रखा) से अलग करते हैं।

सिम्युलेटेड खराब विलायकों के साथ परीक्षण ने भौतिक गुणों (घनत्व, चिपचिपाहट) और निष्कर्षण प्रदर्शन (यूरेनियम/प्लूटोनियम रिकवरी दर) का मूल्यांकन किया, जो प्रक्रिया अनुकूलन के लिए महत्वपूर्ण डेटा प्रदान करता है।

• वैक्यूम संचालन टीबीपी अखंडता को संरक्षित करने के लिए क्वथनांक को कम करता है
• व्यापक शुद्धिकरण के लिए एकीकृत बहु-चरण पृथक्करण
• तापमान, दबाव और प्रवाह मापदंडों का सटीक नियंत्रण

यह सफलता परमाणु सुविधाओं को विलायक जीवनकाल बढ़ाने, लागत कम करने, कचरे को कम करने और परिचालन सुरक्षा बढ़ाने का एक प्रभावी तरीका प्रदान करती है। यह तकनीक विलायक पुनर्प्राप्ति अनुप्रयोगों के लिए रासायनिक और दवा उद्योगों में अनुकूलन की क्षमता भी दिखाती है।

• परिचालन मापदंडों का और अनुकूलन
• उन्नत पृथक्करण सामग्री का विकास
• स्वचालित नियंत्रण प्रणालियों का कार्यान्वयन

जैसे-जैसे वैक्यूम डिस्टिलेशन तकनीक विकसित होती रहती है, यह इन आणविक "सफाईकर्मियों" को पुनर्जीवित करने का वादा करती है, जो दुनिया भर में अधिक टिकाऊ परमाणु ईंधन पुनर्संसाधन कार्यों का समर्थन करती है।