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什么是乏燃料？后处理技术包括哪些？

发布时间：2026-03-20 | 来源：互联网转载和整理

1.乏燃料

当前，乏燃料的定义主要有以下几种：

(1)美国核管理委员会将乏燃料定义为：就是己经无法满足商业核反应堆反应要求的燃料组件。乏燃料拥有放射性，不经过妥善处理就会危害到环境与人类健康。

(2)乏燃料指的是在核反应堆中经中子轰击发生核反应后,燃耗深度达到设计限值，从堆中卸出且不再在该反应堆中使用的核燃料。乏燃料含有大量未消耗完的238U和235U，新生成的易裂变材料239Pu以及在辐照过程中产生的镎、镅、锔等超铀元素。

2.乏燃料后处理技术

目前,国际上关于乏燃料的主要处理方式包括以下两种:

(1)一次性通过长期处置,亦称开式燃料循环。即将乏燃料全部当作核废料,选择地质条件合适的处置点进行深地质长期存储。代表国家有瑞典、加拿大、西班牙等,实际开工建设的仅有芬兰波西瓦公司的翁卡洛乏燃料永久掩埋库。

(2)闭式燃料循环。即通过化学方式,将乏燃料棒中剩余的铀235、钚239、铀238分离出来,重新制成燃料组件进入反应堆中使用;将剩余的高放废物,通过高通量反应堆嬗变为稳定的同位素;将无法嬗变的高放废物通过玻璃固化后,选择地址条件合适的处置点进行深地质长期存储。闭式燃料循环相对一次性通过处置,一方面可以将铀资源的利用率提高几十倍,另一方面可以将高放废物的体积压缩为原来的四分之一,并将放射性水平降低一个数量级以上。代表国家有法国、英国、俄罗斯、印度、日本、中国等(美国也于2006年正式宣布采用闭式燃料循环方式)。事实上,因为一次性通过需要处置的乏燃料体量过大以及目前世界上拥有成熟闭式循环后处理技术的国家有限,大部分国家选择中间贮存的方式将乏燃料进行暂存。

3.乏燃料后处理工艺

(1)冷却与首端处理：冷却将乏燃料组件解体，脱除元件包壳，溶解燃料芯块等。

(2)化学分离：即净化与去污过程，将裂变产物从U-Pu中清除出去,然后用溶剂淬取法将铀-钚分离并分别以硝酸铀酰和硝酸钚溶液形式提取出来。

(3)通过化学转化还原出铀和钚。

(4)通过净化分别制成金属铀(或二氧化铀)及钚(或二氧化钚)。

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