核燃料循环复习资料1-2核燃料后处理的任务及其产品形式是什么?答：右处理II旁CPPTii⑴回收铀.钵作为喷燃糾枣新帙用•⑵去除铀、缚中的放射性裂变严拘绘敏收屮p的裂变严物=⑶缘合处理族射件废物，魄芯适合卩辰馴安全幡存.卢甜彩式（挡本P7^PB）：主矍商业产品足：钏和蒔*亠f-ft化环其中，］硝酸杯辟液［三氧化铀（二氧化帥）柚―硝酸铀麒［六氟化铀后处理厂的产品形式，取决于乏燃料中易裂变核素的种类和数量、还取决于产品的用途。

钚是后处理厂最主要的产品。

1-3核燃料后处理厂的特点（书P12）答：玩蚯理厂茁將点是：1）各化工单元操怅设备设置在重池離土墙作屏藏且有不锈钢负而的专■用设备室中；2）苛欣篙材料、化学试削、月机济刑h离子便換树時口瑕底射件兀索的氣比东祁咲-考堪聊线时物朋所致的辐射报伤、輻射■降鮮、热效陶和化学效战；引必烦月堆工見游液储槽的拔临界安仝伺总；①吧品虞审现放射忙液盘的抱胃滴潮艇述鮎样股抑的处邓和处買；F 各处理工艺技朮的叭冗幵发脊•套欝赚的模式*6）后址理厂囈接受IAEA”不扩敝做试器的幅籽”1- 4核燃料后处理工艺的发展简史给你什么启发? (P14)1- 5简述轻水堆铀燃料循环的主要工艺流程残留的垓材斛浓吃的甫新调幣 ⑥其中.②的浓缩工业上常用方扭为气体扩頤注和聞心注1、乏燃料元件的T 令却”⑤ 艺I®料购后处理简耍过理从乏憊料元件的忡段处理k 化学分离⑥ 对『兹化铀的情况，由尸现浓度比所需藝降低了「必须甫新调聲浓度[L 和浓缩程哎更高的铀柑混合在付谓于使用h 注：“ [匕 把贫化铀作为再浓缩愎料直斯浓縮O 除了把疑过后处理再到的环和如L 作为応他反晦it 原料岀售而得到收入上外*还可杷这程扶抉材料用作反陶带示身世:料呃新性用■：铀的歼采、抬炼、精制及转化在反应堆中 的毬烧燃料儿fi 的制型2-3理解并会应用描述磷酸三丁酯萃取铀钚效果的三个概念：分配系数、分离系数、净化系数。

（会计算）分配系数a：某物质在互不相溶的两相间达到萃取平衡时，它在有机相和水相中浓度的比值。

C OC O――某物质在有机相中的平衡浓度C a ――某物质在水相中的平衡浓度分配系数越大，平衡时，该物质进入有机相的量越多，而在水相中的量越少。

分离系数B ――铀钚彼此间的分离效果铀中去钚的分离系数B Pu/U :钚中去铀的分离系数B U/Pu :B = 进料中环总量•'进料中铀意量铀产品中环总量/铀产品中铀总量a_进料中铀总量进料中环总量且u护＜1 =-环产品中铀池量.环产品中环总量净化系数DF ——用于表示铀、钚中对裂片兀素的去除程度。

DF_料液中裂片元素总量•料液中欲提取元素总量-产品中裂片元素总量/产品中欲提取元素总量Dr 料液的总放射性活度—产品的总放射性洁度2-4理解、记忆影响磷酸三丁酯萃取铀钚的因素答：影响TBP萃取铀的因素：水相中UO2（NO3）2浓度；有机相铀饱和度；硝酸浓度；TBP 浓度；共存的络合剂；温度影响TBP萃取钚的因素：硝酸浓度；TBP中的铀饱和度；TBP浓度；温度；TBP降解产物的影响2-5磷酸三丁酯对裂变元素的萃取性能。

P522-6有机溶剂的降解产物及其对萃取工艺的影响（PPT）降解产物：磷酸二丁酯、磷酸一丁酯、磷酸、其它。

磷酸二丁酯产额最高。

降解产物对萃取工艺的影响：1 ）形成DBP •BP萃取络合物，增大有机相粘度。

2）钚的萃取物很难反萃，降低了钚回收率。

3）增加界面乳化，增加分离难度。

3-1简述不同类型反应堆乏燃料元件对后处理工艺的影响（轻水堆+快中子堆,见P70）后处理技术难度大，目前只有英、法建成了公斤级后处理装置。

原则上可在轻水堆乏燃料后处理厂进行，但需控制燃料中钚的含量。

3- 2 核燃料后处理工艺原理流程框图（注：常老师说了不要跟书本一模一样）PUREX 流程的主要工艺步骤见书 P743- 4 乏燃料元件运输中要考虑哪些问题？答：考虑的问题有：首先要考虑运输方案。

可用汽车、火车或者轮船运输乏燃料元件， 如果核电站（或乏燃料中间贮存库） 与后处理厂均有铁路专线及相应的运输设备， 则铁路运输成为首选方案。

因为铁路的运费比汽车低，而且一列军用列车可运输额定功率为 1GW 的核电站一年卸 出的核燃料。

海上运输主要受后处理厂和核电站在地里分布上的制约。

由于运输乏燃料沿途可能要经过居民区， 因此， 确保运输安全是头等大事。

不但要确保 货包在正常状态下完好无损，而且在发生事故的条件下，仍要确保不泄漏反射性物质。

运输容器是发燃料元件的关键设备，它具有安全性要求高、结构复杂、质量大的特点。

容器壳体的选材，要考虑结构材料、屏蔽材料和中子屏蔽材料。

3- 5 简述快中子增殖堆乏燃料后处理的基本步骤（框图见书 P79）1.轻水堆乏燃料 后处理重点研究领域2.重水堆乏燃料 铀 -235 、钚的含量较低，后处理在经济上部值得。

可回收氚。

3.高温气冷堆 燃耗深，后处理困难，处于研究阶段。

4.快中子堆5.MOX 燃料------- 接收及贮存上d —拆側対切快中子壇殖堆乏燃料后处理的基本步曝3-5-1简述热中子增殖堆乏燃料后处理的基本步骤答；匸艺谎禅为；攀取 I —” 洗麻 [—H 反举] _亍寧取谕坯卡产堆燃列此件土脚硒坏滝和或再川I 運端浄化押 鼠劲力堆燃料兀件：I 】姻加Pttrix 啟旳的苹锻腫环聲.=-■个萃取循坏流岸2）调整PurcK 淤柑的「王苓数.共去污苹収褂證用髙蔽（2-3罰他）逬FH 防止讦的歧化反应）、 苻隈Wrtw”t_）抚涤（有利于豹的去除）的抹作方式：和 调制苴山汚训减时*蛙厅辄化预社珅＜^rrm 施】比通入巫札垢订转化诫期押笈的凹讯化订：认血入纯氧.6- LUO 度的温度F 椅灯转化诫不M 被TBJ^烬収的化学形亠「5 入謀链酸稗溶淮氣化钉・Mn ＜）7沉淀町吨附裕、躍誓裂片尤索.山迪入硝丸＜^O/NO :h 他科礦中亚砧嚴钉的础隈恨嚮冷拘转老咙硝酿極络舍掏.⑺如入飙离煮 慢氏与怙附欣用対被 MP 承収的怙虹络制讥热中子堆乏燃料后处理工艺原理流程由从进料准备水池提升燃料组件、元件切断-浸取首端处理，铀钚共萃取共去污 -分离循环，钚的净化与尾端处理，铀的净化与尾端处理等部分组成。

3-6乏燃料组件放置（冷却）贮存的目的是什么?除钠分离 产物纯化^-TTr -4- -H 产物餐化| L 进料设希UJ*u 翠及左对答；施宜芒存的日的是;1）降低乏燃料元件的放射性活度水平.3）减少易裂变材料的拥貴n239^f^-T 23.5mir> >239 旳厂233M C3）便强放肘性匕七营变三亍鮎（叽门伐*®4-1水法核燃料后处理工艺的首段处理包括那些步骤？（P83）答：预先将燃料包壳除去，然后必须将燃料组件解体、燃料溶解，最后调试制成符合工艺流程要求的原料液。

4-2乏燃料元件的脱壳方法有哪几种？简述各种优缺点及其实用性（ppt）答：脱壳方法主要有：化学去壳发、机械去壳法、包壳和芯体同时溶解法及机械一化学去壳法四大类。

化学去壳法：优点：设备及操作简单，成本低；缺点：溶解速度慢且不稳定腐蚀严重、燃料芯体部分损失，产生了大量高盐分的高放射性废液。

实用性：曾用于生产堆燃料原件的去壳，主要用于铝燃料原件的包壳脱除。

机械去壳法：优点：不增加废液量，有利于后续萃取分离；缺点：机械设备复杂，成本高；易造成芯体损失；实用性：现阶段倾向于使用这种方法。

包壳和芯体同时溶解法：优点：适用于多种不同燃料原件处理；芯体不会损失；缺点：增加放射性废液；对设备腐蚀大；实用性：现阶段较少使用。

机械—化学去壳法：优点：不产生放射性废液；不会造成芯体燃料损失；剪切机结构简单；成本低；缺点：切割设备依旧复杂且需要遥控操作。

实用性：使用于处理包壳材料不溶于硝酸的燃料原件，用于处理锆及其合金包壳、不锈钢包壳的氧化物燃料元件的去壳，是动力堆乏燃料元件代表性方法。

4-4 1AF 料液制备中要考虑那些问题?（P97）答：为了保证共去污萃取设备的联系运行，达到规定的铀钚净化系数及分离系数必须进行澄清处理并按照第一萃取循环的工艺条件调制料液。

因此要考虑乏燃料溶解液中含有的一些由难溶组分形成的沉淀、悬浮物及胶体、溶解条件也有关以及悬浮物的组成合燃料及形态。

铀钚共萃取料液的制备包括：1）乏燃料溶解液的预处理，除去溶解液中的固体颗粒；2）调整酸度以满足高酸流程（硝酸浓度>2mol/L ）或低酸流程（硝酸浓度为0.5mol/L 左右）的要求3）调整铀浓度。

对天然铀，1AF 中铀浓度为1.5—1.8mol/L ，对U235 富集度较高的燃料，因受临界安全限制，1AF 中铀浓度较低4）调整钚的价态，以使铀钚分别处于易于被TBP 萃取的U （VI ）和Pu（IV ）。

4- 5 试比较生产堆、动力堆和其他堆型乏燃料首端处理的特点和工艺要求动力堆：①燃料组件有多种形式，尺寸差别较大，但共同点是燃料U02填充在金属或合金管内。

由于切断后用硝酸浸取、溶解UO2 芯片，因此在切断操作中有下列要求：1）切除端头，使金属材料尽可能少得进入溶解池。

2）切成30-50mm 的小段。

3）每一小段的两端不密闭4 ）剪切室维持负压，防止放射性气体与粉尘溢出。

②动力堆乏燃料组件因燃耗较深，其大型组件的总放射性活度水平可达8.57 XW9MBq ,且对剪切热室的a粒子密封要求严格。

在溶芯时仅有极微量的裂变产物未被溶解。

③溶芯时大部分挥发性的裂变产物惰性气体被排入溶解尾气。

只有131I 比较特殊，当硝酸浓度比较高时，已挥发的碘大部分又在冷凝器中回流，有一部分进入溶解尾气，需要在尾气系统进行处理。

④溶解后，需进行料液调制，即用稀硝酸调节料液的铀浓度，用浓硝酸调节料液的硝酸浓度，有时还需要调节钚镎的价态，以满足后续工序对料液的要求。

⑤动力堆燃料元件中带入的硅量不明显，故仅需在过滤上予以重视，不必进行絮凝处理。

生产堆：溶芯时，燃耗较低、冷却时间较长，131I 基本衰变掉了，不需要在尾气系统进行处理；元件溶芯产品液中存在有亚硝酸，故在供料前料液调制过程中不进行调价也能满足随后溶剂萃取工艺对铀钚价态的要求；生产堆燃料元件中黏结剂带入的硅量较多，因此进入萃取设备前的絮凝操作是非常必要的。

研究试验堆和材料试验堆的乏燃料元件待处理量不大，但燃料元件的形状很复杂；或者芯体材料在硝酸中难溶解；或者在处理高富集铀燃料元件时，为确保高富集铀燃料芯体在机械脱壳时无夹带损失，最好同时溶解包壳和芯体。

5-2 理解、记忆铀钚共去污-分离工艺（P101）答：铀钚共去污—分离循环包括铀钚共萃取共去污、铀钚分离、铀的反萃三个单元操作。

其中萃取净化过程包括萃取、洗涤、反萃三个单元操作。

PS:所对应的框图是在课本P102，大家自己画。