核燃料循环重点

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1、核燃料后处理各章问题答案第一章绪论1-2、核燃料后处理的任务及其产品形式是什么？答：后处理任务（PPT）：⑴回收铀、钚作为核燃料重新使用。⑵去除铀、钚中的放射性裂变产物及吸收中子的裂变产物。⑶综合处理放射性废物，使其适合于长期安全储存。产品形式(书本P7-P8)：主要商业产品是：铀和钚二氧化钚其中，钚硝酸钚溶液三氧化铀(二氧化铀)铀硝酸铀酰六氟化铀1-3：简述核燃料后处理厂的特点。（书P12）：答：后处理厂的特点是：1)各化工单元操作设备设置在重混凝土墙作屏蔽且有不锈钢负面的专用设备室中；2)对设备材料、化学试

2、剂、有机溶剂、离子交换树脂以及放射性元素的氧化态都要考虑射线对物质所致的辐射损伤、辐射降解、热效应和化学效应；3)必须考虑工艺溶液储槽的核临界安全问题；4)要高度重视放射性液流的跑冒滴漏及放射性废物的处理和处置；5)后处理工艺技术的研究开发有一套特殊的模式；6)后处理厂要接受IAEA“不扩散核武器的监督”。1-5、简述轻水堆铀燃料循环的主要工艺过程。铀的开采、冶炼、U235同位素的燃料元件的制造精制及转化浓缩○1○2○3残留的核材料在反应堆中乏燃料后处理浓度的重新调整的燃烧○4○5○6重新加工利用○7其中，235○2U的浓缩工

3、业上常用方法为气体扩散法和离心法1、乏燃料元件的“冷却”○5乏燃料的后处理简要过程为：2、乏燃料元件的首段处理3、化学分离235○6对于贫化铀的情况，由于U浓度比所需要降低了，必须重新调整浓度2351、和U浓缩程度更高的铀相混合在付诸于使用方法：2、把贫化铀作为再浓缩原料重新浓缩233○7除了把经过后处理得到的钚和U作为其他反应堆原料出售而得到收入之外，还可把这些转换材料用作反应堆本身燃料重新使用。第二章溶剂萃取工艺的化学原理2-4、影响磷酸三丁酯萃取铀、钚的因素分别是什么？（P7）答：影响TBP萃取铀的因素1

4、）水相中UO2(NO3)2浓度2）有机相铀饱和度3）硝酸浓度4）TBP浓度5）共存的络合剂6）温度影响TBP萃取钚的因素1)硝酸浓度2)TBP中的铀饱和度3)TBP浓度4)温度5)TBP降解产物的影响第三章核燃料元件的类型及后处理工艺的基本过程3-4、乏燃料元件运输中药考虑哪些问题？（P80）答：考虑的问题有：1）首先要考虑运输方案。可用汽车、火车或者轮船运输乏燃料元件，如果核电站（或乏燃料中间贮存库）与后处理厂均有铁路专线及相应的运输设备，则铁路运输成为首选方案。2）确保运输安全是头等大事。不但要确保货包在正常状态下完好无损

5、，而且在发生事故的条件下，仍要确保不泄漏反射性物质。运输容器是发燃料元件的关键设备，它具有安全性要求高、结构复杂、质量大的特点。容器壳体的选材，要考虑结构材料、屏蔽材料和中子屏蔽材料。3-6、乏燃料组件放置（冷却）贮存的目的是什么？（P82）答：放置贮存的目的是：1）降低乏燃料元件的放射性活度水平。2）减少易裂变材料的损失。238(n,)239,23.5min239,2.33d239UUNpPu237（3）使强放射性U衰变完全。235(n,)236(n,)237,6.75d237

6、UUUNp3-7：热中子堆乏燃料后处理工艺原理流程(PPT)答：工艺流程为：萃取洗涤反萃一个萃取循环生产堆燃料元件：两循环流程或再加尾端净化措施。动力堆燃料元件：1）增加Purex流程的萃取循环数。三个萃取循环流程2）调整Purex流程的工艺参数。共去污萃取器采用高酸(2-3mol/L)进料（防止钚的歧化反应）、高酸(2-4mol/L)洗涤（有利于钌的去除）的操作方式。3）调制共去污料液时，进行氧化预处理（除钌措施）。a.通入臭氧，将钌转化成易挥发的四氧化钌。b.通入纯氧，在100度的温度下将钌转化成

7、不易被TBP萃取的化学形式。c.加入高锰酸钾溶液氧化钌，MnO2沉淀可吸附锆、铌等裂片元素。d.通入硝气（NO/NO2），使料液中亚硝酰钌的硝酸根络合物转变成硝酸根络合物。e.加入氟离子，使其与锆形成不易被TBP萃取的锆氟络合物。3-8：快中子增殖堆乏燃料的几个特点是什么？(PPT)答：特点是：1）高燃耗、裂变产物含量高（10%）（轻水堆中约4%）。2）乏燃料比放射性活度高，要求铀、钚对裂变产物的去污系数大于107，三个萃取循环以上。3）水相和有机相的辐射分解效应大，需提高萃取效率，缩短料液与有机相的接触时间。4）钚的含量高（

8、比热中子堆的乏燃料高一个数量级），需引入逆流电化学还原反萃法。5）高含量的钚存在，需确保萃取过程的核临界安全。第四章乏燃料元件的首段处理4-1水法核燃料后处理工艺的首段处理包括哪些步骤？（书P83）答：预先将燃料包壳除去，然后必须将燃料组件解体、燃料溶解，最后调试制成符合工艺