乏燃料後處理

乏燃料後處理

核燃料循環後段中的環節
乏燃料後處理,指的是核燃料循環後段中最關鍵的一個環節,是對目前對核反應堆中卸出的乏燃料的最廣泛的一種處理方式。乏燃料後處理指從乏燃料中分離提取軸、杯及其他有價值核素的過程,是實現閉式核燃料循環的關鍵環節。乏燃料中約含1%的超軸元素,4%的裂變産物,95%的軸,後處理可以極大地減少需要地質處置的高放廢物體積,降低長期處置風險。截至2015年,全球累計卸出的乏燃料總量約為38萬t,已經後處理的約10萬t,尚有約28萬t儲存在堆内或離堆場址設施[1]。
  • 中文名:乏燃料後處理
  • 外文名:
  • 别名:輻照核燃料
  • 處理對象:乏燃料
  • 目的:降低放射性
  • 處理工藝:冷卻與首端處理、化學分離等

乏燃料概念

在反應堆内燒過的核燃料。核燃料在堆内經中子轟擊發生核反應,經一定時間從堆内卸出。它含有大量未用完的可增殖材料鈾-238或钍-232,未燒完的和新生成的易裂變材料钚-239、鈾-235或鈾-233以及核燃料在輻照過程中産生的镎、镅、锔等超鈾元素,另外還有裂變元素锶-90、铯-137、锝-99等。經過冷卻後把有用核素提取出來或把乏燃料直接貯存。。

後處理技術

把已經使用的3%-4%的鈾廢料(乏燃料),以化學方法将鈾和钚從裂變産物中分離出來,稱為乏燃料再溶解和後處理技術。回收的鈾和钚可在核電廠混合氧化物燃料中再循環使用,以生産更多能量,從而使鈾資源得到更充分利用并減少濃縮需求。後處理也通過減少高放廢物的體積和去除钚有助于廢物的最終處置。

乏燃料後處理技術,是高放射性條件下的高技術,世界上核電站的核燃料處理與保存本身就是一個十份困難的事情,有了這一技術,其意義是不僅能充分利用核燃料的功能,提高核燃料利用能力,為人類造福,更重要的是為減小了體積,降低了放射性,為保存核廢物創造了條件,對環境也是一個大貢獻。

後處理工藝

1、冷卻與首端處理:冷卻将乏燃料組件解體,脫除元件包殼,溶解燃料芯塊等。

2、化學分離:即淨化與去污過程,将裂變産物從U-Pu中清除出去,然後用溶劑淬取法将鈾-钚分離并分别以硝酸鈾酰和硝酸钚溶液形式提取出來。

3、通過化學轉化還原出鈾和钚。

4、通過淨化分别制成金屬鈾(或二氧化鈾)及钚(或二氧化钚)。

中國核電廠乏燃料安全

2017年,國務院正式批複《核安全與放射性污染防治“十三五”規劃及2025 遠景目标》(以下簡稱《規劃》。2017年3 月23 日,環保部舉行新聞發布會,對《規劃》進行解讀。

中國曆來重視核電廠乏燃料安全,為了充分利用裂變材料資源,确立了乏燃料後處理的閉式核燃料循環政策。為此,中國設立了專門的乏燃料基金,保障乏燃料後處理經費,積極推進乏燃料後處理技術研究、開發并取得突破。動力堆乏燃料後處理中試廠已經熱試,與法國合作建設商用後處理大廠項目的談判也在進行中。中核集團針對商用後處理大廠項目開展了廠址普選工作。環境保護部(國家核安全局)對乏燃料後處理廠建設提出嚴格的技術要求并實施審批制度,安全、環保要求與核電廠保持在同一個層次。

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