【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(yīng)急預(yù)案。核燃料僅在反應(yīng)堆中使用一次，又稱“開路循環(huán)”。國內(nèi)進(jìn)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(chǎn)物和次錒系產(chǎn)物有很長的半衰期，因而對環(huán)保特別重要。 用“去污系數(shù)”表征對裂變產(chǎn)物的去除程度。 ③ 化學(xué)雜質(zhì)的去除 —裂變產(chǎn)物中還存在其他穩(wěn)定同位素雜質(zhì)和某些中子吸收截面很大的毒物，而產(chǎn)品必須達(dá)到核級純度。 (4) 十分嚴(yán)格的安全要求 后處理物料有：強放射性、化學(xué)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(fēng)、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(jīng)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(jīng)溜槽和分配器落入溶解器吊籃。 ? 對 生產(chǎn)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(jīng)過過濾或靠離心的作用使料液澄清，以除去其中細(xì)的不溶性顆粒（主要是剪切過程產(chǎn)生的包殼粉末和未完全溶解及化學(xué)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(xué)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?nèi)軇┹腿∵^程中影響 D的因素，控制各種金屬離子的 D值來實現(xiàn)回收或分離。典型的普雷克斯流程對每種產(chǎn)品而言須經(jīng)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(diào)料后作第二鈾循環(huán)（ 2D－ 2E） 料液，經(jīng)還原洗滌，進(jìn)一步去除裂變產(chǎn)物并分離钚。 ? TBP的降解產(chǎn)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(fù)雜的有機化合物。優(yōu)點是結(jié)構(gòu)簡單，操作可靠，適應(yīng)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(yán)重，界面污物影響操作，不宜在高輻照下應(yīng)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(yīng)用，須對其濃縮并轉(zhuǎn)形以獲得最終固體產(chǎn)品，稱此為“尾端過程”。沉淀物經(jīng)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(zhuǎn)化成 UO3，然后用氫還原成 UO2； 也可由一步法直接制得，但產(chǎn)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(jié)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(zhuǎn)鼓內(nèi)，靠離心力作用使兩相分離。柱兩端擴大部分實現(xiàn)兩項沉清、分層作用。經(jīng)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(jīng)2A－ 2B和 3A－ 3B兩個循環(huán)，進(jìn)一步除鈾和裂變產(chǎn)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(chǎn)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(yīng)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(xué)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(yīng)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(shù)。 ? 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(shù)難題，僅由實驗室研究進(jìn)展到中試驗證階段。廠房及其內(nèi)部的區(qū)域必須按照輻射的性質(zhì)和強弱施行分區(qū)布置，以保人流、物流和風(fēng)向均有合理走向；凡有易裂變物質(zhì)存在且可能達(dá)到核臨界狀態(tài)而造成事故的場合均需嚴(yán)加防范（實務(wù)講）。 54 四、后處理的意義和特點 （續(xù)） (3) 遠(yuǎn)距離操作與控制 后處理工廠的工藝設(shè)備與管道等均須置于屏蔽層后面，而采用遠(yuǎn)距離操作和控制的方式，部分設(shè)備還采用遠(yuǎn)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(chǎn)品的分離 —對鈾、钚兩種產(chǎn)品的互相分離要求，用分離系數(shù) β（ 指兩種物質(zhì)在分離前原料中含量的比值與分離后產(chǎn)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(chǎn)品回收率很高 后處理產(chǎn)品貴重，也不允許對環(huán)境有顯著排放，產(chǎn)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(wù)是：①回收和凈化乏燃料中殘剩的和新產(chǎn)生的易裂變材料； ②回收和凈化未發(fā)生核反應(yīng)的可轉(zhuǎn)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(quán)宜之計，而且將當(dāng)代人的職責(zé)留存給后代人去負(fù)擔(dān)。 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(yīng)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(jīng)加工后再制成元件，重新返回堆中使用，構(gòu)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(yīng)盡可能大，又因有屏蔽層厚，容器很重。濕式容器內(nèi)部充的水也是傳熱介質(zhì)