我国乏燃料干法后处理技术研究现状与发展

发布时间：2024-03-22 22:44

　　乏燃料干法分离是一种适应性更强、处理对象更广的后处理技术路线,是乏燃料分离领域的研究热点之一。美俄等基于熔盐电化学分离技术,分别建立了经工程规模热验证的干法后处理流程。我国早期开展了氟化挥发法研究,近年来针对氧化物乏燃料和熔盐堆燃料循环分别开展了较广泛的基础理论和工艺研究。本文总结了我国在氯化物和氟化物熔盐体系中稀土、铀、钚电解分离与铀氟化挥发等研究进展,并结合我国先进核燃料循环体系建设,提出了下一步发展建议。

【文章页数】：11 页

【部分图文】：

图2已开展的干法后处理主工艺环节

我国干法后处理技术研究始于20世纪70年代,相继开展了熔盐萃取技术、氟化挥发技术和熔盐电解技术的基础研究。近十余年来,以中国原子能科学研究院(简称原子能院)为主要研究单位,开展了以铀钚等锕系元素产品为目标的干法分离主工艺研究(图2),包括氧化物电解还原、熔盐电解精炼分离、阴极产物....

图3LiCl-KCl熔盐中UO2与AlCl3反应产物的X射线吸收光谱

熔盐电化学研究过程中,稳定可靠的参比电极是准确测定熔盐中各种元素的电极反应机理和氧化还原电位的前提和保障。实验确定了合适的参比液组成及制作工艺。基于莫来石隔膜材料,研制了满足高于700℃氯化物熔盐体系电化学研究的Ag+/Ag参比电极,解决了传统Pyrex玻璃隔膜参比电极在高温下....

图1熔盐电解精炼工艺原理示意图

20世纪80年代,美国阿贡国家实验室(ANL)为处理实验增殖堆EBR-Ⅱ金属乏燃料开发了熔盐电解精炼流程[1-2],其原理是利用铀钚等锕系元素与裂片元素在熔盐体系中的氧化还原电位差异,通过电位控制实现分离。该流程采用LiCl-KCl共晶为熔盐体系,操作温度通常为450～500℃....

图4LiCl-KCl-PuCl3体系中Mo电极的循环伏安曲线

3)铀钚熔盐电化学与电沉积机制建立了具有自主知识产权的高温熔盐电化学测量装置,系统测定了铀钚及关键裂片元素的熔盐电化学还原机理及参数,包括锕镧系元素离子还原历程、扩散系数、还原反应的表观标准电位、氯化物活度系数和吉布斯生成自由能等,为熔盐电解干法后处理分离工艺参数的确定提供理论....

本文编号：3935060