【正文】 體通過擴(kuò)散分離時(shí)，在過膜的低壓側(cè)鈾 235有微小加濃，在不過膜的高壓側(cè)鈾 235被貧化。 26 二 、濃縮鈾生產(chǎn)的基本原理（續(xù)） 2．氣體離心法 ? 在高速旋轉(zhuǎn)的離心機(jī)中，由于離心力場(chǎng)的作用，較重的分子靠近外周富集，較輕的分子靠近軸線富集。離心機(jī)在 ，而氣體擴(kuò)散法僅為 。分離級(jí)可是一個(gè)分離單元，也可是 并聯(lián) 的數(shù)個(gè)分離單元。若遭破壞，空氣中水份與六氟化鈾作用后會(huì)形成霧狀物。 燃料組件在堆內(nèi)處于強(qiáng)中子場(chǎng)中，經(jīng)受高溫、高壓、高流速冷卻劑的沖刷，同時(shí)承受裂變產(chǎn)物化學(xué)作用和復(fù)雜的機(jī)械載荷，工作條件十分苛刻，要求有高度的可靠性和安全性。工序短，產(chǎn)量大，廢液量極少，轉(zhuǎn)化在一臺(tái)設(shè)備內(nèi)完成，生產(chǎn)可連續(xù)化、自動(dòng)化， UO2粉末壓制燒結(jié)性能好，尾氣中的 HF易回收等優(yōu)點(diǎn)；缺點(diǎn)是粉末流動(dòng)性差，需要制粒工序，不能 處理 UO2 (NO3) 2來料。 ? 鋯合金管入廠復(fù)驗(yàn)，用電子束或鎢極保護(hù)氣體 (TIG)焊接端塞，再在 150186。用精密程控加工。乏燃料中有大量裂變產(chǎn)物、次錒系元素、剩余的鈾和新生成的易裂變物質(zhì)。此外，還具有生物毒性。為使 237U衰減到與天然鈾相當(dāng)?shù)姆派湫运剑话阈枥鋮s 160－ 180d。 45 二、乏燃料貯存（續(xù)） 乏燃料濕式貯存的 安全性 ? 水池結(jié)構(gòu)的完整性。圓筒上附設(shè)有吊耳。 ? 對(duì)冷卻期長(zhǎng)乏燃料，已開發(fā)出金屬或混凝土制成、既能用于運(yùn)輸又可用來貯存的雙用途容器。 運(yùn)輸涉及重大安全和保衛(wèi)問題，須由培訓(xùn)過的專業(yè)人員實(shí)施。 ⑷ PWR乏燃料直接在 CANDU堆中利用，將壓水堆的乏燃料經(jīng)簡(jiǎn)單的高溫氧化揮發(fā)處理，再將粉末狀的二氧化鈾燒結(jié)成芯塊，制成 CANDU堆燃料。 (2) 產(chǎn)品純度極高 ① β/γ放射性的裂變產(chǎn)物的去除 —其原則是從后處理得到的鈾產(chǎn)品要像天然鈾一樣進(jìn)行直接操作，钚產(chǎn)品也只在具有薄屏蔽層的工作箱內(nèi)加工。這種遠(yuǎn)距離方式帶來復(fù)雜技術(shù)問題，并由此大增工廠投資。 當(dāng)今工業(yè)規(guī)模應(yīng)用的全部是以 溶劑萃取法 為核心的水法工藝。溶解結(jié)束提出吊籃，稀酸漂洗并儀器檢測(cè)殘余燃料量（損失率 ≤%）。有時(shí)為改善對(duì)某些裂變產(chǎn)物（如釕）的去污，也用試劑處理。 ? 分配比（ D） 定義：在達(dá)到萃取平衡以后，某元素或離子在有機(jī)相中的濃度與其在水相中的濃度之比。在 1A鈾、钚共萃，用硝酸洗滌，去除裂變產(chǎn)物雜質(zhì)； 在 1B用 Fe2+或 U4+將钚還原成不被萃取的 Ⅲ 價(jià) ，實(shí)現(xiàn)钚與鈾分離；在 1C用稀硝酸將鈾反萃。 66 五、后處理工藝過程簡(jiǎn)介（續(xù)） (3) 溶劑萃取設(shè)備 ①混合澄清槽 —箱體型的多級(jí)裝置，每一級(jí)均由混合室和澄清室組成。優(yōu)點(diǎn)是物料的停留時(shí)間短，存留量少，適于強(qiáng)輻照?qǐng)龊舷?；缺點(diǎn)是制造、安裝及維修要求嚴(yán)，費(fèi)用高。此脫硝具有傳熱與傳質(zhì)好、結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單、單器生產(chǎn)能力大、適于集中控制等優(yōu)點(diǎn)，但也存在操作技術(shù)難度大和產(chǎn)品活性低等缺點(diǎn) 。 68 五、后處理工藝過程簡(jiǎn)介（續(xù)） 3．尾端過程（續(xù)） －往硝酸鈾酰溶液中加碳酸銨溶液，可沉淀得三碳酸鈾酰銨；也可從含鈾有機(jī)相中直接反萃沉淀。這種柱的結(jié)構(gòu)較簡(jiǎn)單，物料存留量小，停留時(shí)間較短，溶劑降解程度較輕，易排除降解產(chǎn)物，有利于臨界安全幾何控制；但操作要求較嚴(yán)，需要的廠房較高。 65 五、后處理工藝過程簡(jiǎn)介（續(xù)） 2．溶劑萃取過程（續(xù)） ? 有機(jī)溶劑在使用中因輻照和化學(xué)的原因而 降解 ，生成的多種降解產(chǎn)物，影響去污系數(shù)及產(chǎn)品回收率。 62 五、后處理工藝過程簡(jiǎn)介（續(xù)） 2．溶劑萃取過程（續(xù)） (2) 普雷克斯型工藝流程 ? 經(jīng)歷一個(gè)萃取、洗滌和反萃取的過程稱為一個(gè)溶劑萃取循環(huán)。 60 五、后處理工藝過程簡(jiǎn)介（續(xù)） 2．溶劑萃取過程（續(xù)） (1) 萃取分離基礎(chǔ) ? 用與水基本不互溶的有機(jī)溶劑從水相中選擇性地提取某種物質(zhì)，使之與其余雜質(zhì)分離的過程稱為溶劑萃取法。 58 工藝過程簡(jiǎn)介（續(xù)） (3) 料液預(yù)處理 ? 溶解產(chǎn)品液預(yù)先處理。因此，將整個(gè)燃料組件剪切成長(zhǎng)約 5cm的元件段，暴露出兩端燃料芯體。 55 五、后處理工藝過程簡(jiǎn)介 ? 依據(jù)后處理工藝是否涉及水介質(zhì)，分為 濕法 （水法）和 干法 兩大類。要求鈾中去钚的分離系數(shù)較高；而钚中去鈾的分離系數(shù)則稍低。 51 四 、后處理的意義和特點(diǎn) （續(xù)） 2．后處理的意義（續(xù)） ? 后處理可充分利用核燃料資源 —以 PWR為例，如果燃料“一次通過”，鈾資源利用僅 %；如果后處理并再循環(huán)一次，可省 25%天然鈾；如果發(fā)展快增殖堆，則鈾資源的利用率可高達(dá) 60%—70%。 ⑵一次通過 —讓乏燃料先暫時(shí)貯存，然后將其直接處置，不再經(jīng)后處理。大型輕水堆核電站乏燃料容器已達(dá)120t級(jí)，可容 20多個(gè)組件。容器內(nèi)腔裝有金屬籃筐。往池水中加入可溶性中子毒物和 /或采用含有中子毒物的材料制成的貯存格架，都可使乏燃料貯存更加密集化。 ? 絕大部分貯存方式采用“濕式”，即將乏燃料存放于水池內(nèi)的格架上。這對(duì)隨后的運(yùn)輸及后處理有重要意義。 42 一、乏燃料的特性（續(xù)） ? 錒系產(chǎn)物由鈾同位素中子俘獲反應(yīng)（有時(shí)伴隨衰變）而生成，最重要的是钚的各種同位素，尤以239Pu為主，其他產(chǎn)物有镎、镅、鋦等（又稱“次錒系元素”）。先把格架和控制棒導(dǎo)向管點(diǎn)焊組成組件骨架，再將燃料棒拉（或推）入骨架。 ? 組裝好的元件棒要經(jīng)過芯塊間隔檢查和同位素豐度檢查。 36 二 、核燃料組件的制造工藝 （續(xù)） ⑵ UO2芯塊制備 ? 先合批勻化，再制粒、壓塊、破碎和篩分，按規(guī)定粒度配比，使粉末有好的流動(dòng)性。 ? 包殼內(nèi)的氣體壓力應(yīng)與外部壓力值相近。 PWR核燃料組件：由封裝了易裂變材料的核燃料元件棒按一定規(guī)律排列組成。 ? 主工藝系統(tǒng)：級(jí)聯(lián)、供取料、產(chǎn)品液化倒料、物料貯存運(yùn)輸、沾污容器和設(shè)備清洗、廢液處理、設(shè)備檢修等。 ? 實(shí)用時(shí)，在各級(jí)中 并聯(lián) 很多單機(jī)；離心機(jī)廠需并聯(lián)、串聯(lián)幾萬臺(tái)甚至幾十萬臺(tái)離心機(jī)；實(shí)際應(yīng)用的關(guān)鍵在于離心機(jī)造價(jià)低、運(yùn)行壽命長(zhǎng)。轉(zhuǎn)速越高，分離能力越大。 氣體擴(kuò)散法 輕餾分低壓擴(kuò)散膜中壓高壓熱交換器壓縮機(jī)供料 重餾分123 25 二、濃縮鈾生產(chǎn)的基本原理（續(xù)） 1．氣體擴(kuò)散法（續(xù)） 分離系數(shù) 分離效果 的量度，分離級(jí)前后所需同位素（鈾 235）的相對(duì)豐度比。生產(chǎn)方法： 1．氣體擴(kuò)散法 原理：基于兩種不同分子量的氣體 UF6混合物在熱運(yùn)動(dòng)平衡時(shí)，兩種分子具有相同的平均動(dòng)能而速度不同。 ⑶ 氨還原法 —與 NH3反應(yīng)生成中間產(chǎn)物 NH4UF5，再在惰性氣氛中分解得 UF4。 232U衰變子體積累使其 γ劑量率隨時(shí)間而顯著增加，須增設(shè)屏蔽。 16 三、六 氟化鈾的生產(chǎn)（續(xù)） ⑶ 氟氣回收 ? 由氟化反應(yīng)器排出的氣體中含 20%40% F2， 須設(shè)氣體凈化并循環(huán)利用系統(tǒng)。按冷卻劑（如乙二醇水溶液）帶走熱量的方式，分內(nèi)冷式和外冷式。床料燒結(jié)少。目前