1、核燃料循環(huán)復(fù)習(xí)資料1-2核燃料后處理的任務(wù)及其產(chǎn)品形式是什么？答：后處理任務(wù)CPPTh回收物.鋅作為核燃料南新使用.去除硼、陣中的放射性裂變產(chǎn)物及吸收中產(chǎn)的裂殳產(chǎn)物;標(biāo)臺(tái)處理放射件廢物，使冗適合長(zhǎng)期安全儲(chǔ)存.聲品府式（書本P7-PSh主要商業(yè)產(chǎn)品是：鈾和鑄f二同化杯其中，鑄一硝酸缽溶液三氧化鈾（二氧化鈾）鈾,硝酸鈾貌六氟化袖后處理廠的產(chǎn)品形式，取決于乏燃料中易裂變核素的種類和數(shù)量、還取決于產(chǎn)品的用途。缽是后處理廠最主要的產(chǎn)品。1-3核燃料后處理廠的特點(diǎn)（書P12）答:后處理廠的特點(diǎn)是工1）各牝工隼元操作設(shè)塞設(shè)置在重泊凝土墻作屏IK且有不銹銅負(fù)面的專用設(shè)塞型中：2）豺漫得材料、化學(xué)試劑，甘機(jī)醇劑

2、，離子史攢樹脂n及成射性兀素的氧化態(tài)都要考慮射線對(duì)物期所致的輻射損傍.輻射降修、熱效病和化學(xué)效應(yīng)：力必須顯感光溶液儲(chǔ)槽的核臨界宏仝問題：4）要島母重視放射作液端的胞謫滴漏及放附件曖物的處理即處置：5）后處理工藝技術(shù)的班兄開發(fā)村-泰特穌的模式：6）后轉(zhuǎn)理廠要接受IABA不敢核武器的監(jiān)督”1-4核燃料后處理工藝的發(fā)展簡(jiǎn)史給你什么啟發(fā)?(P14)1-5簡(jiǎn)述輕水堆鈾燃料循環(huán)的主要工藝流程鈾的開采、冶煉、精制及轉(zhuǎn)化同位素的濃韁例科兀件的利確在反應(yīng)堆中的燃燒乏電科后處理殘留的核材碑濃度的審新調(diào)整u=甫新加工利用其中.“七的祇縮工業(yè)上常用方法為氣部獷牘法和圖心港1、乏燃料元件的“冷卻”乏燃料的后處理筒要過程

3、為：，2.乏燃料元件的首段處理工化學(xué)分離對(duì)于賽化彼的情況，由于現(xiàn)L濃度比所需瞽降低了必須甫新調(diào)整濃度+一3和型U濃縮程度更高的鈾相混合在f寸諸于使用方法二12、把貧化鈾作為再濃縮原料重新濃縮臉了把經(jīng)過后處理得到的缽和”t作為K他反應(yīng)城原料出售而得到收入之外,說可E這些樓換材料用作反應(yīng)堆本身燃料晅新使用，2-3理解并會(huì)應(yīng)用描述磷酸三丁酯萃取鈾缽效果的三個(gè)概念：分配系數(shù)、分離系數(shù)、凈化系數(shù)。（會(huì)計(jì)分配系數(shù)a:某物質(zhì)在互不相溶的兩相間達(dá)到萃取平衡時(shí),它在有機(jī)相和水相中濃度的比值。cocaCo一一某物質(zhì)在有機(jī)相中的平衡濃度Ca一一某物質(zhì)在水相中的平衡濃度分配系數(shù)越大，平衡時(shí)，該物質(zhì)進(jìn)入有機(jī)相的量越多，

4、而在水相中的量越少。分離系數(shù)3鈾缽彼此間的分離效果鈾中去缽的分離系數(shù)3Pu/U:缽中去鈾的分離系數(shù)3U/Pu:S Pu/U 進(jìn)料中鈣總量，進(jìn)料中鈾總量軸產(chǎn)品中缽總量/鈾產(chǎn)品中鈾總量進(jìn)料中鈾總量進(jìn)料中缽總量缽產(chǎn)品中鈾總量.缽產(chǎn)品中鋅總量?jī)艋禂?shù)DF用于表示鈾、缽中對(duì)裂片元素的去除程度。料液中裂片元素總量料液中欲提取元素總量JDJr一產(chǎn)品中裂片元素總量產(chǎn)品中欲提取元素總量工料液的總放射性活度-產(chǎn)品的總放射性活度2-4理解、記憶影響磷酸三丁酯萃取鈾缽的因素答：影響TBP萃取鈾的因素：水相中UO2（NO3）2濃度；有機(jī)相鈾飽和度；硝酸濃度；TBP濃度；共存的絡(luò)合劑；溫度影響TBP萃取缽的因素：硝酸濃度

5、；TBP中的鈾飽和度；TBP濃度；溫度；TBP降解產(chǎn)物的影響2-5磷酸三丁酯對(duì)裂變?cè)氐妮腿⌒阅堋522-6有機(jī)溶劑的降解產(chǎn)物及其對(duì)萃取工藝的影響（PPT）降解產(chǎn)物：磷酸二丁酯、磷酸一丁酯、磷酸、其它。磷酸二丁酯產(chǎn)額最高。降解產(chǎn)物對(duì)萃取工藝的影響：1）形成DBPTBP萃取絡(luò)合物，增大有機(jī)相粘度。2）缽的萃取物很難反萃，降低了缽回收率。3）增加界面乳化，增加分離難度。3-1簡(jiǎn)述不同類型反應(yīng)堆乏燃料元件對(duì)后處理工藝的影響（輕水堆+快中子堆,見P70）后處理重點(diǎn)研究領(lǐng)域1. 輕水堆乏燃料2. 重水堆乏燃料鈾-235、钚的含量較低，后處理在經(jīng)濟(jì)上部值得。可回收氚。3. 高溫氣冷堆燃耗深，后處理困難，

6、處于研究階段。4. 快中子堆后處理技術(shù)難度大，目前只有英、法建成了公斤級(jí)后處理裝置。5.MOX燃料原則上可在輕水堆乏燃料后處理廠進(jìn)行，但需控制燃料中钚的含量。3-2核燃料后處理工藝原理流程框圖（注：常老師說了不要跟書本一模一樣）PURE流程的主要工藝步驟見書P743-4乏燃料元件運(yùn)輸中要考慮哪些問題？答：考慮的問題有：首先要考慮運(yùn)輸方案。可用汽車、火車或者輪船運(yùn)輸乏燃料元件，如果核電站（或乏燃料中間貯存庫(kù)）與后處理廠均有鐵路專線及相應(yīng)的運(yùn)輸設(shè)備，則鐵路運(yùn)輸成為首選方案。因?yàn)殍F路的運(yùn)費(fèi)比汽車低，而且一列軍用列車可運(yùn)輸額定功率為1GW的核電站一年卸出的核燃料。海上運(yùn)輸主要受后處理廠和核電站在地里分

7、布上的制約。由于運(yùn)輸乏燃料沿途可能要經(jīng)過居民區(qū)，因此，確保運(yùn)輸安全是頭等大事。不但要確保貨包在正常狀態(tài)下完好無(wú)損，而且在發(fā)生事故的條件下，仍要確保不泄漏反射性物質(zhì)。運(yùn)輸容器是發(fā)燃料元件的關(guān)鍵設(shè)備，它具有安全性要求高、結(jié)構(gòu)復(fù)雜、質(zhì)量大的特點(diǎn)。容器殼體的選材，要考慮結(jié)構(gòu)材料、屏蔽材料和中子屏蔽材料。3-5簡(jiǎn)述快中子增殖堆乏燃料后處理的基本步驟（框圖見書P79）除鈉粉碎/氣化揮發(fā)-接收及貯存U拆解妁切溶解U.Pu分眼進(jìn)料設(shè)備產(chǎn)物純化CT7及去沙-H 產(chǎn)物轉(zhuǎn)化|上一貨物處理一快中子增殖堆乏燃料后處理的基本步驟3-5-1簡(jiǎn)述熱中子增殖堆乏燃料后處理的基本步驟答；工藝流程為二事取I*|洗滌反不一個(gè)拳取帽環(huán)

8、牛產(chǎn)堆笠料元件：西循環(huán)流,程或再如國(guó)端;爭(zhēng)化指施,助力堆爆料元件：I）蟒加Purrx沛印的茶雙篙環(huán)的.=-個(gè)萃即端環(huán)薄禺2調(diào)整Purcx沈杵的藝參數(shù).共去污萃取鏘代用茄酸（2+口】國(guó)幾）迸FH防止釬的族化反應(yīng)），高廉CTrtwML）洗滲（有利于針的去除）的操作方式：a調(diào)制其土污刊液時(shí).過行儀化他處理（隨rr措施）也通入莫也將訂冠化成易忖發(fā)的舊粒化打：上通入她氧.kLUO度的溫慢F將小樗伯成不必被UP揖取的化學(xué)拶式.匕加入高嵇嫌鉀溶液氧牝釬,MnO二沉淀叮吸附陸、規(guī)等裂片元案.J池人由氣O/NO:h性抖液中無(wú)Oj陸燈的硝酸做緡價(jià)和轉(zhuǎn)變成硝酸棍絡(luò)合物.工加入瞅離八假K口陪心或不易被丁BP胃以的皓冠

9、絡(luò)合物熱中子堆乏燃料后處理工藝原理流程由從進(jìn)料準(zhǔn)備水池提升燃料組件、元件切斷-浸取首端處理，鈾缽共萃取共去污-分離循環(huán)，缽的凈化與尾端處理，鈾的凈化與尾端處理等部分組成。3-6乏燃料組件放置（冷卻）貯存的目的是什么?答；放苴力存的目的是:1）降低乏燃料兀件的放射性活度水平*減少易裂變材料的損失2對(duì)U，.型M出產(chǎn)QNp獷2垃C3）使強(qiáng)放射性U衰變完全.次0）產(chǎn)七6總9產(chǎn)7即4-1水法核燃料后處理工藝的首段處理包括那些步驟？（P83）答：預(yù)先將燃料包殼除去，然后必須將燃料組件解體、燃料溶解，最后調(diào)試制成符合工藝流程要求的原料液。4-2乏燃料元件的脫殼方法有哪幾種？簡(jiǎn)述各種優(yōu)缺點(diǎn)及其實(shí)用性（ppt）

10、答：脫殼方法主要有：化學(xué)去殼發(fā)、機(jī)械去殼法、包殼和芯體同時(shí)溶解法及機(jī)械一化學(xué)去殼法四大類。化學(xué)去殼法：優(yōu)點(diǎn)：設(shè)備及操作簡(jiǎn)單，成本低；缺點(diǎn)：溶解速度慢且不穩(wěn)定腐蝕嚴(yán)重、燃料芯體部分損失，產(chǎn)生了大量高鹽分的高放射性廢液。實(shí)用性：曾用于生產(chǎn)堆燃料原件的去殼，主要用于鋁燃料原件的包殼脫除。機(jī)械去殼法：優(yōu)點(diǎn)：不增加廢液量，有利于后續(xù)萃取分離；缺點(diǎn)：機(jī)械設(shè)備復(fù)雜，成本高；易造成芯體損失；實(shí)用性：現(xiàn)階段傾向于使用這種方法。包殼和芯體同時(shí)溶解法：優(yōu)點(diǎn)：適用于多種不同燃料原件處理；芯體不會(huì)損失；缺點(diǎn)：增加放射性廢液；對(duì)設(shè)備腐蝕大；實(shí)用性：現(xiàn)階段較少使用。機(jī)械化學(xué)去殼法：優(yōu)點(diǎn)：不產(chǎn)生放射性廢液；不會(huì)造成芯體燃料損

11、失；剪切機(jī)結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單；成本低；缺點(diǎn)：切割設(shè)備依舊復(fù)雜且需要遙控操作。實(shí)用性：使用于處理包殼材料不溶于硝酸的燃料原件，用于處理鋯及其合金包殼、不銹鋼包殼的氧化物燃料元件的去殼，是動(dòng)力堆乏燃料元件代表性方法。4-41AF料液制備中要考慮那些問題答：為了保證共去污萃取設(shè)備的聯(lián)系運(yùn)行，達(dá)到規(guī)定的鈾钚凈化系數(shù)及分離系數(shù)必須進(jìn)行澄清處理并按照第一萃取循環(huán)的工藝條件調(diào)制料液。因此要考慮乏燃料溶解液中含有的一些由難溶組分形成的沉淀、懸浮物及膠體、溶解條件也有關(guān)以及懸浮物的組成合燃料及形態(tài)。鈾钚共萃取料液的制備包括：1） 乏燃料溶解液的預(yù)處理，除去溶解液中的固體顆粒；2） 調(diào)整酸度以滿足高酸流程（硝酸濃度2mol

12、/L）或低酸流程（硝酸濃度為0.5mol/L左右）的要求3） 調(diào)整鈾濃度。對(duì)天然鈾，1AF中鈾濃度為1.51.8mol/L，對(duì)U235富集度較高的燃料，因受臨界安全限制，1AF中鈾濃度較低4） 調(diào)整钚的價(jià)態(tài)，以使鈾钚分別處于易于被TBP萃取的U（VI）和Pu（IV）。4-5試比較生產(chǎn)堆、動(dòng)力堆和其他堆型乏燃料首端處理的特點(diǎn)和工藝要求動(dòng)力堆：燃料組件有多種形式，尺寸差別較大，但共同點(diǎn)是燃料UO2填充在金屬或合金管內(nèi)。由于切斷后用硝酸浸取、溶解UO2芯片，因此在切斷操作中有下列要求：1）切除端頭，使金屬材料盡可能少得進(jìn)入溶解池。2）切成30-50mm的小段。3）每一小段的兩端不密閉4）剪切室維持負(fù)

13、壓，防止放射性氣體與粉塵溢出。動(dòng)力堆乏燃料組件因燃耗較深，其大型組件的總放射性活度水平可達(dá)8.57M09MBq,且對(duì)剪切熱室的“粒子密封要求嚴(yán)格。在溶芯時(shí)僅有極微量的裂變產(chǎn)物未被溶解。溶芯時(shí)大部分揮發(fā)性的裂變產(chǎn)物惰性氣體被排入溶解尾氣。只有131I比較特殊，當(dāng)硝酸濃度比較高時(shí)，已揮發(fā)的碘大部分又在冷凝器中回流，有一部分進(jìn)入溶解尾氣，需要在尾氣系統(tǒng)進(jìn)行處理。溶解后，需進(jìn)行料液調(diào)制，即用稀硝酸調(diào)節(jié)料液的鈾濃度，用濃硝酸調(diào)節(jié)料液的硝酸濃度，有時(shí)還需要調(diào)節(jié)钚镎的價(jià)態(tài)，以滿足后續(xù)工序?qū)α弦旱囊蟆?dòng)力堆燃料元件中帶入的硅量不明顯，故僅需在過濾上予以重視，不必進(jìn)行絮凝處理。生產(chǎn)堆：溶芯時(shí)，燃耗較低、冷卻時(shí)

14、間較長(zhǎng)，131I基本衰變掉了，不需要在尾氣系統(tǒng)進(jìn)行處理；元件溶芯產(chǎn)品液中存在有亞硝酸，故在供料前料液調(diào)制過程中不進(jìn)行調(diào)價(jià)也能滿足隨后溶劑萃取工藝對(duì)鈾钚價(jià)態(tài)的要求；生產(chǎn)堆燃料元件中黏結(jié)劑帶入的硅量較多，因此進(jìn)入萃取設(shè)備前的絮凝操作是非常必要的。研究試驗(yàn)堆和材料試驗(yàn)堆的乏燃料元件待處理量不大，但燃料元件的形狀很復(fù)雜；或者芯體材料在硝酸中難溶解；或者在處理高富集鈾燃料元件時(shí)，為確保高富集鈾燃料芯體在機(jī)械脫殼時(shí)無(wú)夾帶損失，最好同時(shí)溶解包殼和芯體。5-2理解、記憶鈾钚共去污-分離工藝（P101）答：鈾钚共去污分離循環(huán)包括鈾钚共萃取共去污、鈾钚分離、鈾的反萃三個(gè)單元操作。其中萃取凈化過程包括萃取、洗滌、反

15、萃三個(gè)單元操作。PS:所對(duì)應(yīng)的框圖是在課本P102,大家自己畫。5-3簡(jiǎn)述幾種還原钚（IV）實(shí)現(xiàn)鈾钚分離的方法，針對(duì)這些方法的優(yōu)缺點(diǎn)，你能提出什么新創(chuàng)意？（P115）Fe2+還原缽（IV）,實(shí)現(xiàn)鈾缽分離氨基磺酸亞鐵硝酸亞鐵-肼鈾（IV）還原钚（IV），實(shí)現(xiàn)鈾钚分離硝酸羥氨還原钚（IV）電解還原钚（IV）（P123）6-1簡(jiǎn)述缽凈化循環(huán)步驟及主要任務(wù)（P126,框圖在P125）答：實(shí)現(xiàn)鈾钚分離原理是：選擇合適的還原反萃劑，將钚由Pu（IV）還原到不被TBP萃取的Pu（III），使钚從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相，而鈾仍以鈾（VI）保留在有機(jī)相中，從而實(shí)現(xiàn)鈾與钚的分離。流程圖見P126钚凈化循環(huán)的任務(wù)是進(jìn)一步去

16、除共去污分離循環(huán)钚產(chǎn)品液及钚的第二萃取循環(huán)的钚產(chǎn)品液中的鈾和裂片元素，同時(shí)將钚溶液濃縮。7-1簡(jiǎn)述鈾凈化循環(huán)流程通常的鈾凈化循環(huán)為：鈾萃取流程+鈾反萃流程+硅膠吸附流程（1）鈾萃取流程：強(qiáng)化钚、镎、鋯、鈮、釕的去除。這一流程中最重要的添加物是肼。2）鈾的反萃：采用稀硝酸做反萃液。,經(jīng)硅膠吸附流程處理后，其（3）硅膠吸附：用于除去錯(cuò)和鋸（丫放射性活度的主要來源）丫放射性活度降低到可直接加工的水平。7-2在什么情況下需用三個(gè)萃取循環(huán)凈化鈾？在什么情況下只需用兩個(gè)萃取循環(huán)加硅膠柱吸附凈化鈾？答：在Purex流程中，經(jīng)過兩個(gè)萃取循環(huán)后的硝酸鈾酰溶液，其反射性污染仍超過產(chǎn)品允許標(biāo)準(zhǔn)。那么就要將鈾溶液經(jīng)過

17、硅膠柱進(jìn)行吸附處理，可使鈾得到進(jìn)一步凈化，使其放射性活度降低到可直接加工的水平；若前面的兩個(gè)萃取循環(huán)步驟所得的鈾/钚的純度已經(jīng)很高了，且放射性已經(jīng)滿足要求了，那么就可以不用硅膠吸附了，而改用三個(gè)萃取循環(huán)的方法。7-3為什么要進(jìn)行硝酸鈾酰的脫硝和還原？答：經(jīng)溶劑萃取和硅膠吸附凈化工藝得到的合乎質(zhì)量要求的硝酸鈾酰溶液，不能直接進(jìn)入和燃料循環(huán)或長(zhǎng)期貯存。為便于加工成金屬鈾或其他的鈾化合物形式，必須將硝酸鈾酰轉(zhuǎn)化為氧化鈾，該過程就叫做硝酸鈾酰的脫硝和還原9-1后處理廠放射性三廢的來源，廢物處理、處置的基本原則，提出你的減量設(shè)想（P202、203、PPT）答：反射性三廢來源：核燃料后處理廠的廢物，是從乏

18、燃料后處理中回收鈾、提取钚的過程中伴隨產(chǎn)生含有不同數(shù)量的裂片元素、超鈾元素的水相和有機(jī)相溶液、氣體和氣溶膠、固體物質(zhì)和粉塵。放射性廢物的管理原則：減量化、資源化、無(wú)害化廢物處理與處置的基本原理：放射性不受外界條件（如物理、化學(xué)、生物方法）的影響，在放射性廢物處理過程中：1、靠放射性物質(zhì)的衰變性質(zhì)使其放射性衰減，降低放射性危害；2、將放射性物質(zhì)從廢物中分離出來，濃集、減容、固化，以達(dá)安全處置的目的。對(duì)放射性廢水處理原則是：稀釋排放、濃縮貯存和回收利用。對(duì)放射性廢氣處理原則是：對(duì)放射性固體廢物處理原則是：9-2放射性廢水的處理技術(shù)(P204)答：反射性廢水處理技術(shù)有：1) 凝聚沉淀：是一種化學(xué)處理

19、方法，其過程是往廢水中加入某些稱為凝聚劑的化學(xué)物質(zhì)，使廢水中的膠體狀物質(zhì)聚集成細(xì)小的可沉淀顆粒，顆粒與顆粒或與廢水中的懸浮狀物質(zhì)組合成絨粒，絨粒具有很大的比表面積和吸附能力，吸附更多的溶質(zhì)形成絮狀物。經(jīng)過澄清和機(jī)械過濾，將沉淀從水中分離。2) 蒸發(fā)濃縮：該法是使溶劑水汽化、廢液得到濃縮，二次蒸汽冷凝液返回復(fù)用，而將殘液進(jìn)行玻璃固化處理。3) 離子交換：采用離子交換樹脂可以將極低濃度的溶液中的某些離子進(jìn)行選擇性的吸附，廣泛用于高中低反射性廢水的處理，且效果明顯。4) 膜分離技術(shù)：該法是建立在選擇性滲透原理基礎(chǔ)上，以外界能量或化學(xué)位差為推動(dòng)力，是待分離組分從膜的一邊滲透到膜的另一邊，達(dá)到分離、富集

20、的目的。5) 廢液固化：將反射性廢液及泥漿轉(zhuǎn)化為固體形態(tài)的工藝過程稱為固化。固化處理有水泥固化、瀝青固化或聚合物固化幾種方式。9-3高放廢液的綜合利用與最終處置途徑(p228)答：高放廢液的綜合利用及最終處理途徑有：1)槽式貯存：雖然這不是最終的貯存方式，但是在固化之前，是必經(jīng)的貯存手段。其中用碳鋼槽貯存中性廢液，不銹鋼槽貯存酸性廢液這兩種方法在耐腐蝕方面是相對(duì)安全的。2） 次錒系核素和長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物的分離嬗變方案：將MA和LLFP從HLLW中分離出來，然后利用熱中子堆、快中子堆進(jìn)行嬗變處理，進(jìn)而固化，不但可以減少反射性，而且還充分利用了鈾資源，確保核不擴(kuò)散。3） 從高放廢液中提取有使用價(jià)值的

21、核素：先將高放廢液中的Sr-90、Cs-137、Am-241、Cm-242和Cm-244等核素提取出來，然后再進(jìn)行固化和永久貯存，這種方法比直接固化、永久貯存更安全，而且還獲得了有利用價(jià)值的裂片元素及超鈾元素。快中子增殖堆乏燃料的幾個(gè)特點(diǎn)是什么：答：特點(diǎn)是：1 ）高燃耗、裂變產(chǎn)物含量高（10%）（輕水堆中約4%）。2 ）乏燃料比放射性活度高，要求鈾、钚對(duì)裂變產(chǎn)物的去污系數(shù)大于107，三個(gè)萃取循環(huán)以上。3 ）水相和有機(jī)相的輻射分解效應(yīng)大，需提高萃取效率，縮短料液與有機(jī)相的接觸時(shí)間。4 ）钚的含量高（比熱中子堆的乏燃料高一個(gè)數(shù)量級(jí)），需引入逆流電化學(xué)還原反萃法。5 ）高含量的钚存在，需確保萃取過程的核臨界安全。鈾钚分離原理（P111）答：實(shí)現(xiàn)鈾钚分離原理是：選擇合適的還原反萃劑，將钚由Pu（IV）還原到不被TBP萃取的Pu（III），使钚從有機(jī)相轉(zhuǎn)入水相，而鈾仍以鈾（VI）保留在有機(jī)相中，從而實(shí)現(xiàn)鈾與钚的分離。9-6：放射性固體廢物的處理方法有哪些？（P265）答：放射性固體廢物的主要處理方法有：壓實(shí)減容、回收錒系元素、固定和封閉等，三