TENTAMEN I TILLÄMPAD KÄRNKEMI 30 MARS 1996

1. Vid upparbetning av höganrikat uranbränsle från t.ex. u-båtsreaktorer avänds en udda variant av PUREX-processen. a) Hur ser flödesschemat ut för denna? (5p) b) Förklara varför denna variant används i stället för något av de vanliga utförandena. (5p)

2. Shippingport reaktorn har använt bränsle bestående av ²³⁹PuO₂ i en matris av ²³²ThO₂. I detta bränsle bildas bland annat ²³¹Pa. Härled ett samband mellan maximal halt av ²³¹Pa och neutronflödestätheten? (10p)

3. För att förhindra kriticitet vid indunstning av plutonium(IV)nitratlösning i vatten tänker man tillsätta borsyra (H₃BO₃). Indunstaren har en nedre blåsa av sfärisk form med en volym på 100 liter. Ingående lösning har en halt av 10 g/l ²³⁹Pu. Vilken minsta borsyrahalt (g/l) bör lösningen ha för blåsan ej skall bli kritisk när den är fylld med lösningen? Antag att 2200 m/s tvärsnitten för bor och plutonium kan användas och försumma inverkan av nitratjonerna och övriga beståndsdelar i borsyran. (10p)

4. ²³⁵U anrikas med gasdiffusion från återvunnet uran (från PUREX) till 3.5% i en kaskad med totalt återflöde och 0.25% ²³⁵U i det avrikade uranet. Det återvunna uranet innehåller 0.8% ²³⁵U och 0.2% ²³⁶U. Vad blir halten av ²³⁶U i den punkt där produkten skulle kunna tas ut (%)? (10p)

5. Sverige hade år 1991 en installerad effekt i form av BWR reaktorer på 21735 MW_th. Utnyttjandefaktorn var i medeltal 78% under året och medelutbränningen 38 MWd/kg U. Bränslets medelanrikning var 3.3%. Anrikning av bränslet skedde med gascentrifuger i Sovjetunionen (avrikat uran innehöll 0.3% ²³⁵U). Hur stor mängd natururan motsvarade 1991 års el-produktion i dessa reaktorer? (10p)

Tillåtna hjälpmedel: K-märkt räknare, nuklidkarta och läroboken (Radiochemistry and Nuclear Chemistry, G. Choppin, J. O. Liljenzin, J. Rydberg). För godkänt krävs 50%, dvs 25 poäng.

När Du är klar finns lösningarna här