乏燃料后处理

乏燃料后处理

核燃料循环后段中的环节
乏燃料后处理,指的是核燃料循环后段中最关键的一个环节,是对目前对核反应堆中卸出的乏燃料的最广泛的一种处理方式。乏燃料后处理指从乏燃料中分离提取轴、杯及其他有价值核素的过程,是实现闭式核燃料循环的关键环节。乏燃料中约含1%的超轴元素,4%的裂变产物,95%的轴,后处理可以极大地减少需要地质处置的高放废物体积,降低长期处置风险。截至2015年,全球累计卸出的乏燃料总量约为38万t,已经后处理的约10万t,尚有约28万t储存在堆内或离堆场址设施[1]。
  • 中文名:乏燃料后处理
  • 外文名:
  • 别名:辐照核燃料
  • 处理对象:乏燃料
  • 目的:降低放射性
  • 处理工艺:冷却与首端处理、化学分离等

乏燃料概念

在反应堆内烧过的核燃料。核燃料在堆内经中子轰击发生核反应,经一定时间从堆内卸出。它含有大量未用完的可增殖材料铀-238或钍-232,未烧完的和新生成的易裂变材料钚-239、铀-235或铀-233以及核燃料在辐照过程中产生的镎、镅、锔等超铀元素,另外还有裂变元素锶-90、铯-137、锝-99等。经过冷却后把有用核素提取出来或把乏燃料直接贮存。。

后处理技术

把已经使用的3%-4%的铀废料(乏燃料),以化学方法将铀和钚从裂变产物中分离出来,称为乏燃料再溶解和后处理技术。回收的铀和钚可在核电厂混合氧化物燃料中再循环使用,以生产更多能量,从而使铀资源得到更充分利用并减少浓缩需求。后处理也通过减少高放废物的体积和去除钚有助于废物的最终处置。

乏燃料后处理技术,是高放射性条件下的高技术,世界上核电站的核燃料处理与保存本身就是一个十份困难的事情,有了这一技术,其意义是不仅能充分利用核燃料的功能,提高核燃料利用能力,为人类造福,更重要的是为减小了体积,降低了放射性,为保存核废物创造了条件,对环境也是一个大贡献。

后处理工艺

1、冷却与首端处理:冷却将乏燃料组件解体,脱除元件包壳,溶解燃料芯块等。

2、化学分离:即净化与去污过程,将裂变产物从U-Pu中清除出去,然后用溶剂淬取法将铀-钚分离并分别以硝酸铀酰和硝酸钚溶液形式提取出来。

3、通过化学转化还原出铀和钚。

4、通过净化分别制成金属铀(或二氧化铀)及钚(或二氧化钚)。

中国核电厂乏燃料安全

2017年,国务院正式批复《核安全与放射性污染防治“十三五”规划及2025 远景目标》(以下简称《规划》。2017年3 月23 日,环保部举行新闻发布会,对《规划》进行解读。

中国历来重视核电厂乏燃料安全,为了充分利用裂变材料资源,确立了乏燃料后处理的闭式核燃料循环政策。为此,中国设立了专门的乏燃料基金,保障乏燃料后处理经费,积极推进乏燃料后处理技术研究、开发并取得突破。动力堆乏燃料后处理中试厂已经热试,与法国合作建设商用后处理大厂项目的谈判也在进行中。中核集团针对商用后处理大厂项目开展了厂址普选工作。环境保护部(国家核安全局)对乏燃料后处理厂建设提出严格的技术要求并实施审批制度,安全、环保要求与核电厂保持在同一个层次。

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