核燃料循環(huán)重點(diǎn)

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1、核燃料后處理各章問題答案第一章緒論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)（PPT）：⑴回收鈾、钚作為核燃料重新使用。⑵去除鈾、钚中的放射性裂變產(chǎn)物及吸收中子的裂變產(chǎn)物。⑶綜合處理放射性廢物，使其適合于長期安全儲(chǔ)存。產(chǎn)品形式(書本P7-P8)：主要商業(yè)產(chǎn)品是：鈾和钚?二氧化钚其中，钚??硝酸钚溶液?三氧化鈾(二氧化鈾)?鈾?硝酸鈾酰??六氟化鈾1-3：簡述核燃料后處理廠的特點(diǎn)。（書P12）：答：后處理廠的特點(diǎn)是：1)各化工單元操作設(shè)備設(shè)置在重混凝土墻作屏蔽且有不銹鋼負(fù)面的專用設(shè)備室中；2)對設(shè)備材料、化學(xué)試

2、劑、有機(jī)溶劑、離子交換樹脂以及放射性元素的氧化態(tài)都要考慮射線對物質(zhì)所致的輻射損傷、輻射降解、熱效應(yīng)和化學(xué)效應(yīng)；3)必須考慮工藝溶液儲(chǔ)槽的核臨界安全問題；4)要高度重視放射性液流的跑冒滴漏及放射性廢物的處理和處置；5)后處理工藝技術(shù)的研究開發(fā)有一套特殊的模式；6)后處理廠要接受IAEA“不擴(kuò)散核武器的監(jiān)督”。1-5、簡述輕水堆鈾燃料循環(huán)的主要工藝過程。鈾的開采、冶煉、U235同位素的燃料元件的制造精制及轉(zhuǎn)化濃縮○1○2○3殘留的核材料在反應(yīng)堆中乏燃料后處理濃度的重新調(diào)整的燃燒○4○5○6重新加工利用○7其中，235○2U的濃縮工

3、業(yè)上常用方法為氣體擴(kuò)散法和離心法?1、乏燃料元件的“冷卻”?○5乏燃料的后處理簡要過程為：?2、乏燃料元件的首段處理??3、化學(xué)分離235○6對于貧化鈾的情況，由于U濃度比所需要降低了，必須重新調(diào)整濃度235?1、和U濃縮程度更高的鈾相混合在付諸于使用方法：??2、把貧化鈾作為再濃縮原料重新濃縮233○7除了把經(jīng)過后處理得到的钚和U作為其他反應(yīng)堆原料出售而得到收入之外，還可把這些轉(zhuǎn)換材料用作反應(yīng)堆本身燃料重新使用。第二章溶劑萃取工藝的化學(xué)原理2-4、影響磷酸三丁酯萃取鈾、钚的因素分別是什么？（P7）答：影響TBP萃取鈾的因素1

4、）水相中UO2(NO3)2濃度2）有機(jī)相鈾飽和度3）硝酸濃度4）TBP濃度5）共存的絡(luò)合劑6）溫度影響TBP萃取钚的因素1)硝酸濃度2)TBP中的鈾飽和度3)TBP濃度4)溫度5)TBP降解產(chǎn)物的影響第三章核燃料元件的類型及后處理工藝的基本過程3-4、乏燃料元件運(yùn)輸中藥考慮哪些問題？（P80）答：考慮的問題有：1）首先要考慮運(yùn)輸方案?？捎闷嚒⒒疖嚮蛘咻喆\(yùn)輸乏燃料元件，如果核電站（或乏燃料中間貯存庫）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。2）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)下完好無損

5、，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。3-6、乏燃料組件放置（冷卻）貯存的目的是什么？（P82）答：放置貯存的目的是：1）降低乏燃料元件的放射性活度水平。2）減少易裂變材料的損失。??238(n,?)239?,23.5min239?,2.33d239U????U?????Np?????Pu237（3）使強(qiáng)放射性U衰變完全。?235(n,?)236(n,?)237?,6.75d237

6、U????U????U?????Np3-7：熱中子堆乏燃料后處理工藝原理流程(PPT)答：工藝流程為：萃取洗滌反萃一個(gè)萃取循環(huán)生產(chǎn)堆燃料元件：兩循環(huán)流程或再加尾端凈化措施。動(dòng)力堆燃料元件：1）增加Purex流程的萃取循環(huán)數(shù)。三個(gè)萃取循環(huán)流程2）調(diào)整Purex流程的工藝參數(shù)。共去污萃取器采用高酸(2-3mol/L)進(jìn)料（防止钚的歧化反應(yīng)）、高酸(2-4mol/L)洗滌（有利于釕的去除）的操作方式。3）調(diào)制共去污料液時(shí)，進(jìn)行氧化預(yù)處理（除釕措施）。a.通入臭氧，將釕轉(zhuǎn)化成易揮發(fā)的四氧化釕。b.通入純氧，在100度的溫度下將釕轉(zhuǎn)化成

7、不易被TBP萃取的化學(xué)形式。c.加入高錳酸鉀溶液氧化釕，MnO2沉淀可吸附鋯、鈮等裂片元素。d.通入硝氣（NO/NO2），使料液中亞硝酰釕的硝酸根絡(luò)合物轉(zhuǎn)變成硝酸根絡(luò)合物。e.加入氟離子，使其與鋯形成不易被TBP萃取的鋯氟絡(luò)合物。3-8：快中子增殖堆乏燃料的幾個(gè)特點(diǎn)是什么？(PPT)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（

8、比熱中子堆的乏燃料高一個(gè)數(shù)量級），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。第四章乏燃料元件的首段處理4-1水法核燃料后處理工藝的首段處理包括哪些步驟？（書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