Full resolution (JPEG) - On this page / på denna sida - H. 33. 11 september 1956 - Nybyggen - Provrörsreaktor för forskning, av SHl - Nya metoder - Limningsbart Teflon, av SHl - Ammoniak och svavelsyra ur ammoniumsulfat, av SHl
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
Below is the raw OCR text
from the above scanned image.
Do you see an error? Proofread the page now!
Här nedan syns maskintolkade texten från faksimilbilden ovan.
Ser du något fel? Korrekturläs sidan nu!
This page has never been proofread. / Denna sida har aldrig korrekturlästs.
•i september 1956
753
sänkt i bränslelösningen, tar man bort ca 3 kW värme.
Ungefär 57 1/min. vattenledningsvatten flyter först genom
dubbelmanteln och sedan genom rörspiralerna. Ar
kylvattnet något så när rent blir den i det inducerade
radioaktiviteten utan betydelse.
Regleringsgardinen kan vara av borstål, ett laminat av
rostfritt stål, innehållande samarium-gadoliniumoxider,
eller av något annat neutronabsorberande material. Den
kan höjas långsamt för hand eller med motor och hålls
fast med en elektromagnet så att den automatiskt kan
släppas ned vid fara.
Reaktorn är självreglerande genom att dess temperatur
automatiskt ändras tills jämvikt uppnåtts. Man kan
emellertid justera jämviktstemperaturen genom att ändra
regleringsgardinens läge, genom att sätta till eller ta bort
uran eller vatten. Den första metoden är otvivelaktigt
enklast, men vid den ändras neutronflödets fördelning, den
andra medför hantering av starkt radioaktivt material.
Den tredje, tillförsel eller borttagning av vatten, kan göras
mycket enkel vid små tillfälliga ändringar av aktiviteten.
Man ansluter då en kyld vätskefälla till reaktorns topp och
låter vattenånga kondenseras i den varvid
bränslelösningens koncentration växer. Genom att låta fällan bli varm
kan man återföra vatten till lösningen.
Man har beräknat kostnaderna för reaktorkärl och inre
delar till 4 000 för grafitreflektor och regleringsgardin
6 000 $, instrument, stativ och skärmning 10 000 $ och
byggnad 32 000 $. Totalt skulle den alltså kosta ca 60 000 $
utan bränsle ( H M Busey & R P Hammond i Nucleonics
nov. 1955 s. 72—75). SHl
Nya metoder
Limningsbart Teflon. Man lär nu kunna limma Teflon
med en tjocklek ned till 0,125 mm med konventionella lim
vid praktiskt taget alla limningsbara material. Limfogens
skjuvbrottgräns uppges bli 8—25 kp/cm3, beroende på
använd limtyp och på underlagets natur. För att bli
limnings-bart etsas Teflon kemiskt så att limmet kan ge en
mekanisk bindning.
Förbehandlingen av plasten består i doppning 1—5 s i
ett bad, bestående av högst 1 °/o natrium löst i flytande
ammoniak. Under denna process måste fuktighet
utestängas effektivt. När plasten tas ur badet avdunstar
ammoniaken genast i luften, medan återstående
natriumhydr-oxid avlägsnas genom sköljning i kallt vatten. Efter
torkning kan Teflonet limmas (Engineers’ Digest maj 1956
s. 172). SHl
Ammoniak och svavelsyra ur ammoniumsulfat. I USA
har man studerat en process vid vilken stora mängder
ammoniumsulfat fås som biprodukt. En sådan process är
t.ex. hydrometallurgisk bearbetning av
nickel-koboltmalmer (Tekn. T. 1952 s. 852). Då alltför stora kvantiteter
ammoniumsulfat inte kan avsättas, har man utarbetat en
metod för dess sönderdelning i ammoniak och
svaveloxider, vilka kan användas på nytt i huvudprocessen. Den
nya metoden, som provats i halvstor skala, kan också
användas vid tillverkning av svavelsyra ur gips (Tekn. T.
1951 s. 225; 1952 s. 935), eftersom ammoniumsulfat lätt
kan erhållas genom behandling av kalciumsulfat med
ammoniak och koldioxid.
Ammoniumsulfatet sönderdelas i fast form i en rörlig
bädd, som på grund av tyngdkraften sjunker i
reaktionskärlet. Härvid måste ammoniaken och svaveloxiderna
givetvis tas ut i från varandra skilda strömmar. Detta
uppnår man genom att blanda sulfatet med alundumkulor
impregnerade med zinkoxid. Denna reagerar då i en första
reaktionszon vid 500°C med ammoniumsulfatet till
ammoniak. vatten och zinksulfat. Längre ned i reaktorn
återbildas zinkoxiden varvid svaveltrioxid avgår. Den senare
reaktionen börjar först vid över 700°C och når tillräcklig
Fig. 1. Anläggning för framställning av ammoniak och
svavelsyra ur ammoniumsulfat.
snabbhet för praktiskt utnyttjande under 1 000°C.
Huvudreaktionerna är alltså
(NH4)2SO, + ZnO —» ZnS04 + 2 NHS + H20 (500°C) (1)
ZnS04 —> ZnO + SOs (850—1 000°C) (2)
Eftersom zinkoxiden återbildas, kan den betraktas som
katalysator.
Andra reaktioner av intresse är
NH,HS04 + ZnO —► ZnSO, + NHS + H20 (500°C) (3)
(NH4)2S04 —► NH4HS04 + NH3 (250°C) (4)
S03 —► S02 + Va 02 (850—1 000°C) (5)
Reaktion (1) är endoterm. Den har vid 500°C 45 kcal/mol
reaktionsvärme och en ändring i fri energi på ca —26
kcal/mol. Vid oxidation av ammoniak uppstår också ett
stort fall i fri energi vid 500°C, men denna reaktion har
liten hastighet i frånvaro av en katalysator, t.ex. järn.
Reaktion (1) måste emellertid genomföras vid relativt låg
temperatur för att oxidationen av ammoniak skall bli så
liten som möjligt.
Skillnaden i den temperatur vid vilken frigörandet av
ammoniak är slutförd och den vid vilken zinksulfatets
sönderfall börjar är tillräckligt stor för att fullständig
separering av de båda reaktionszonerna skall vara praktiskt
genomförbar. Reaktion (2) är också endoterm. Den har
vid 850°C 53 kcal/mol reaktionsvärme varvid ändringen i
fri energi är —11 kcal/mol. Jämviktskonstanten och
jämviktstrycket för svaveltrioxid är mycket små. Reaktion (5)
gynnas av hög temperatur. För att hindra bildning av stor
mängd svaveldioxid håller man därför så låg temperatur
som möjligt vid den punkt där svaveloxiderna tas ut ur
reaktionskärlet.
Vid en föreslagen kommersiell anläggning (fig. 1) införs
katalysatorn tillsammans med inert gas på reaktorns topp
där den blandas med pulvriserat ammoniumsulfat som
transporteras pneumatlskt. Reaktion (1) sker medan fast
fas och gas flyter i medström nedåt i reaktorn. Ammoniak
<< prev. page << föreg. sida << >> nästa sida >> next page >>
