乏燃料的后处理新技术

【摘 要】 本文主要总结了目前已有的乏燃料概念，对乏燃料的方法以及目前国内外的研究状况进行了阐述，综合对比各种处理方法之后总结到干法后处理技术是应用最为广泛的一项技术，也是无论从效率还是难易程度以及完善程度等方面来说都是最适宜的后处理方法，本文当中，结合许多材料以及文献中的记载，经过一系列的分析对比总结之后，提出了一些我个人的思想认识，特别是对一些处理方法的分析，阐述了个人的观点。

【关键词】 乏燃料后处理 水法后处理 干法后处理 超临界流体萃取

1 乏燃料概况

乏燃料，就是在反应堆内经中子轰击发生核反应后，燃耗深度已达到设计卸料燃耗，从堆中卸除不在该反应堆中使用的核燃料组件中的核燃料。它含有裂变元素90Sr、137Cs、99Tc等。截止到2009年末，全世界储存的乏燃料中的重金属约为240，000吨，大部分都储存在反应堆场地中。大约90%存放在储存池子中，其余的都是存放在储存容器中。每年产生的乏燃料约为10，500吨重金属，其中，约8，500吨重金属进行长期存储，约2，000吨的重金属进行再处理。

水法后处理技术 水法后处理技术的典型代表是purex流程，它是目前唯一应用的商业后处理技术，它是为了回收U、Pu设计的，萃取剂对U、Pu的选择性好。为了改进后处理的经济性、防止核扩散，以及减少核废 物对环境的影响，提出了一些对传统的purex流程进行改进的流程，如美国的urex流程，日本的next流程和法国的coextm 流程。urex流程可回收99.9%的铀和95%的tc，而不分离出纯Pu，使钚与超铀元素混在一起，提高了扩散阻力。

2 干法后处理技术

超临界流体萃取后处理技术 超临界流体萃取（sfe）就是利用超临界流体或含夹带剂的超临界流体作为萃取剂，从液体或固体中萃取特定组分以达到分离目标产物的一种新型分离技术。所以说，相比较各种方法之后，干法后处理技术是最适合进行乏燃料后处理的方法，虽然在实施方面技术可能不够完善，但是随着科技的发展，处理方法也会相对来说越来越成熟的，到时候，人们对方法的运用也将越来越熟练，最后形成完整的处理体系。目前，动力堆燃料的消耗呈上升趋势，并且还有其他反应堆的不断介入，水法后处理的前景并不是特别乐观，未来的挑战也不容小觑，就目前来看，以美国为主的几个大国也都在进行乏燃料后处理技术的深入研究，推动了乏燃料后处理技术的发展，在某种程度上来说，推动了乏燃料后处理的发展前景。

3 结语

核能是否能够可持续发展，主要取决于燃料是否能够长期持久供应，以及核废物能否对环境的影响小。燃料棒的使用寿命一般为1-1.8年，目前全世界运行的核反应堆为436座，核电总装机容量约为370GWe，占全球电力需求的16%。每年，全世界核电卸出的乏燃料约为10，500tHM，截至2010年累计卸出的乏燃料总量已超过291，000tHM。世界各国争相研究先进的后处理技术，以便从乏燃料中回收可利用的铀。国外乏燃料后处理概况钚等宝贵的产能物质材料，供先进核能系统（如快堆）使用，将所有高毒性和长期放射毒性的物质分离出来，以供安全处置或嬗变处理。法国、英国、日本、德国、美国、俄罗斯等建立了自己的后处理厂，处理本国或他国的乏燃料。各国竞相展了乏燃料的首段去壳及分离、中间存储及运输、铀钚净化循环和尾端处理、去污及放射性三废的处理与处置等相关技术和设备研究。 我国在核燃料后处理方面的规划是走闭路循环后处理战略。几十年来，在国家环保局（SEPA）、国家核安全局（NNSA）、中国原子能管理局（CAEA）及中国核工业集团（CNNC）及其他相关单位的不懈努力下，我国在核燃料处理及相应技术上取得了一些进展。因此，我国的乏燃料后处理技术亟待发展，了解国外乏燃料处理概况，对我国的核燃料后处理建设及应用具有非常重要的意义。 一言以蔽之，核能是清洁能源，但要充分利用铀资源、极地减少废物量、实现核能的可持续发展，就必须要建立一系列的核燃料闭式循环体系，特别是快堆核燃料循环体系。循环方式上可以采用快堆闭式循环，这样就能使铀资源的利用率提高50～60倍，并且使需要地质处置的高放废物体积和毒性降低约2个数量级。由此可见，发展快堆及其燃料循环系统，具有可以充分利用铀资源，并实现核废物小化等诸多优点，为与乏燃料相关的各个方面做出了有力的贡献。实现资源最有效的利用。

参考文献：

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