什么是乏燃料？后處理技術包括哪些？

1.乏燃料

當前，乏燃料的定義主要有以下幾種：

(1)美國核管理委員會將乏燃料定義為：就是己經無法滿足商業核反應堆反應要求的燃料組件。乏燃料擁有放射性，不經過妥善處理就會危害到環境與人類健康。

(2)乏燃料指的是在核反應堆中經中子轟擊發生核反應后,燃耗深度達到設計限值，從堆中卸出且不再在該反應堆中使用的核燃料。乏燃料含有大量未消耗完的238U和235U，新生成的易裂變材料239Pu以及在輻照過程中產生的镎、镅、鋦等超鈾元素。

2.乏燃料后處理技術

目前,國際上關于乏燃料的主要處理方式包括以下兩種:

(1)一次性通過長期處置,亦稱開式燃料循環。即將乏燃料全部當作核廢料,選擇地質條件合適的處置點進行深地質長期存儲。代表國家有瑞典、加拿大、西班牙等,實際開工建設的僅有芬蘭波西瓦公司的翁卡洛乏燃料永久掩埋庫。

(2)閉式燃料循環。即通過化學方式,將乏燃料棒中剩余的鈾235、钚239、鈾238分離出來,重新制成燃料組件進入反應堆中使用;將剩余的高放廢物,通過高通量反應堆嬗變為穩定的同位素;將無法嬗變的高放廢物通過玻璃固化后,選擇地址條件合適的處置點進行深地質長期存儲。閉式燃料循環相對一次性通過處置,一方面可以將鈾資源的利用率提高幾十倍,另一方面可以將高放廢物的體積壓縮為原來的四分之一,并將放射性水平降低一個數量級以上。代表國家有法國、英國、俄羅斯、印度、日本、中國等(美國也于2006年正式宣布采用閉式燃料循環方式)。事實上,因為一次性通過需要處置的乏燃料體量過大以及目前世界上擁有成熟閉式循環后處理技術的國家有限,大部分國家選擇中間貯存的方式將乏燃料進行暫存。

3.乏燃料后處理工藝

(1)冷卻與首端處理：冷卻將乏燃料組件解體，脫除元件包殼，溶解燃料芯塊等。

(2)化學分離：即凈化與去污過程，將裂變產物從U-Pu中清除出去,然后用溶劑淬取法將鈾-钚分離并分別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)通過凈化分別制成金屬鈾(或二氧化鈾)及钚(或二氧化钚)。

以上梳理了乏燃料的定義及后處理技術，希望對你有所幫助，如果你想了解更多相關內容，敬請關注三個皮匠報告的行業知識欄目。

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