【正文】 三 、乏燃料運輸（續(xù)） 2．運輸方式 (1) 公路運輸具有“門到門”的優(yōu)點，適于運距不太長和抵、離鐵路車站或水路碼頭接駁時采用，但對沿途的干擾大而且效率低、成本高。運輸過程要保證有最大的安全性，并有事故應急預案。核燃料僅在反應堆中使用一次，又稱“開路循環(huán)”。國內進行等效天然鈾的使用，節(jié)省天然鈾資源。 ? 后處理有利于核廢物的長期安全管理 —乏燃料中某些裂變產物和次錒系產物有很長的半衰期，因而對環(huán)保特別重要。 用“去污系數”表征對裂變產物的去除程度。 ③ 化學雜質的去除 —裂變產物中還存在其他穩(wěn)定同位素雜質和某些中子吸收截面很大的毒物，而產品必須達到核級純度。 (4) 十分嚴格的安全要求 后處理物料有：強放射性、化學毒性、腐蝕性和易燃、易爆性，后處理工廠有一般化工廠的密閉、通風、防腐、防火、防爆等要求。水法曾用的沉淀法和離子交換法已經淘汰，以溶劑萃取法所替代。 包括： 首端過程、溶劑萃取過程 、 尾端過程。元件段經溜槽和分配器落入溶解器吊籃。 ? 對 生產堆 天然鈾金屬燃料，先用 NaOH溶液溶去包殼，漂洗后再用 HNO3溶芯；對以鋁（或鎂）合金作包殼、以鋁（或鎂）與富集鈾金屬彌散體為芯體的研究堆燃料，用硝酸一次性溶解。首先經過過濾或靠離心的作用使料液澄清，以除去其中細的不溶性顆粒（主要是剪切過程產生的包殼粉末和未完全溶解及化學上極難溶解的組分）。 制備成合格的溶劑萃取料液。 ? 有機溶劑的特點：①選擇性高；②與水基本不互溶；③化學穩(wěn)定性和輻照穩(wěn)定性好；④與水相有一定的密度差，而粘度較低；⑤價格低且可回收；⑥毒性小，著火點高。利用或改變溶劑萃取過程中影響 D的因素，控制各種金屬離子的 D值來實現回收或分離。典型的普雷克斯流程對每種產品而言須經歷三個循環(huán)；后來已縮減為二個循環(huán)。 ②鈾純化循環(huán) —從 1C來的含鈾水相可濃縮或直接調料后作第二鈾循環(huán)（ 2D－ 2E） 料液，經還原洗滌，進一步去除裂變產物并分離钚。 ? TBP的降解產物為磷酸二丁酯、磷酸一丁酯和磷酸；而稀釋劑降解卻生成一系列復雜的有機化合物。優(yōu)點是結構簡單，操作可靠，適應性強，停車后不破壞平衡；缺點是物料存留量大，停留時間長，溶劑降解嚴重，界面污物影響操作，不宜在高輻照下應用。 ③離心接觸器 —每個單級由兩個同心圓筒組成。 67 五、后處理工藝過程簡介（續(xù)） 3．尾端過程 溶劑萃取所得是鈾和钚的硝酸鹽溶液，不便運輸和應用，須對其濃縮并轉形以獲得最終固體產品，稱此為“尾端過程”。沉淀物經陳化、過濾、洗滌和干燥后，在 H2氣氛下高溫煅燒得 UO２ 。 謝謝觀看 /歡迎下載 BY FAITH I MEAN A VISION OF GOOD ONE CHERISHES AND THE ENTHUSIASM THAT PUSHES ONE TO SEEK ITS FULFILLMENT REGARDLESS OF OBSTACLES. BY FAITH I BY FAITH 。 －在流化床中將硝酸鈾酰溶液脫硝轉化成 UO3，然后用氫還原成 UO2； 也可由一步法直接制得，但產品活性差。 —往硝酸钚溶液中加入草酸溶液，即生成草酸钚沉淀，回收率較高；其組成固定，結晶顆粒大，易于過濾與洗滌；再在空氣中于 800—1000℃ 的高溫下煅燒，得黃褐色的二氧化钚松散粉末。兩相混合后被抽至轉鼓內，靠離心力作用使兩相分離。柱兩端擴大部分實現兩項沉清、分層作用。經凈化的溶劑再返回重新使用。 ③ 钚純化循環(huán) —從 1B來的水相幾乎含全部钚，依次經2A－ 2B和 3A－ 3B兩個循環(huán)，進一步除鈾和裂變產物，并使钚溶液濃縮。 63 典型的普雷克斯工藝流程示意圖 鈾 /钚第二純化循環(huán) 1A 1B 1C 2D 2E 3D 3E 2A 2B 3A 3B 首端 來料 U， Pu U Pu UO2(NO3)2溶液 Pu(NO3)4溶液 鈾 /钚第三純化循環(huán) 共去污 — 分離 （ 第一 ） 循環(huán) 1AW 64 五、后處理工藝過程簡介（續(xù)） 2．溶劑萃取過程（續(xù)） ①共去污－分離循環(huán) —含 1A、 1B、 1C三臺接觸器。如： 95Zr－ 95Nb和106Ru－ 106Rh是“麻煩制造者”；而對長冷卻期高燃耗燃料，重視 99Tc和 237Np的去除。 61 五、后處理工藝過程簡介（續(xù)） 2．溶劑萃取過程（續(xù)） ? 易被 TBP萃取的只有 UO2(NO3) 2和 Pu(NO3)4， 而 Ⅲ 價钚和絕大部分裂變產物及其他超鈾元素（如镎、镅、鋦等）均難被萃取。 ? 一些使用其他萃取劑的流程（如：用甲基異丁基酮的 REDOX流程；用二丁基卡必醇的 BUTEX流程等）都早已廢棄。溶解以后，鈾處于最易被萃取的 Ⅵ 價；而钚須靠 NaNO2穩(wěn)定在易被萃取的 Ⅳ 價。 應考慮溶解器為幾何安全或幾何良好的圓柱狀，對形狀和尺寸有限制。 57 工藝過程簡介（續(xù)） (2) 化學溶解 ? 往溶解器中加入硝酸，在稍低于沸點溫度下，硝酸與二氧化鈾芯體發(fā)生反應使其溶解（浸?。?。 (1) 機械剪切 ? LWR燃料元件的包殼和組件的格架使用鋯合金或不銹鋼材料，難溶；又，若將其溶解，會使高放廢液中含鹽量大增，減少濃縮倍數。 ? 干法的優(yōu)點是強輻照條件對其影響不大，但存在許多工程性技術難題，僅由實驗室研究進展到中試驗證階段。廠房及其內部的區(qū)域必須按照輻射的性質和強弱施行分區(qū)布置，以保人流、物流和風向均有合理走向；凡有易裂變物質存在且可能達到核臨界狀態(tài)而造成事故的場合均需嚴加防范（實務講）。 54 四、后處理的意義和特點 （續(xù)） (3) 遠距離操作與控制 后處理工廠的工藝設備與管道等均須置于屏蔽層后面，而采用遠距離操作和控制的方式，部分設備還采用遠距離維修。 53 四、后處理的意義和特點 （續(xù)） 3．后處理的特點（續(xù)） ② 鈾、钚產品的分離 —對鈾、钚兩種產品的互相分離要求，用分離系數 β（ 指兩種物質在分離前原料中含量的比值與分離后產品中含量的比值之比）來表征，一般在 104－ 106量級。 52 四 、后處理的意義和特點 （續(xù)） 3．后處理的特點 (1) 產品回收率很高 后處理產品貴重，也不允許對環(huán)境有顯著排放，產品的總回收率大于 99%，每一步操作的回收率大于 %。 ? 目的和任務是：①回收和凈化乏燃料中殘剩的和新產生的易裂變材料； ②回收和凈化未發(fā)生核反應的可轉換材料；③提取有用的放射性同位素和某些貴金屬材料；④便于更安全地處理和處置放射性廢物。一種權宜之計，而且將當代人的職責留存給后代人去負擔。 49 四、后處理的意義和特點 1．核燃料循環(huán)的模式 ⑴后處理 —將反應堆中燒“乏”的燃料通過化工后處理過程將殘留的和新生成的燃料提取出來，經加工后再制成元件，重新返回堆中使用，構成完整核燃料循環(huán)，也稱“閉路循環(huán)”。 (3) 水路運輸適于中長運距，成本低而效率高，須采用特制的船舶。 ? 運輸容器的容量應盡可能大，又因有屏蔽層厚，容器很重。濕式容器內部充的水也是傳熱介質