核化学与放射化学2024,Vol.46Issue(1) :1-19.DOI:10.7538/hhx.2023.YX.2022076

乏燃料后处理碱性流程的研究进展

Research Progress of Alkaline Process of Spent Nuclear Fuel Reprocessing

韩哲 高原 王春晖 邱杰 何辉 矫彩山
核化学与放射化学2024,Vol.46Issue(1) :1-19.DOI:10.7538/hhx.2023.YX.2022076

乏燃料后处理碱性流程的研究进展

Research Progress of Alkaline Process of Spent Nuclear Fuel Reprocessing

韩哲 1高原 1王春晖 1邱杰 1何辉 2矫彩山3
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作者信息

  • 1. 西安交通大学核科学与技术学院,陕西西安 710049
  • 2. 中国原子能科学研究院放射化学研究所,北京 102413
  • 3. 哈尔滨工程大学核科学与技术学院,黑龙江哈尔滨 150001
  • 折叠

摘要

乏燃料后处理碱性流程是用碳酸盐、氢氧化物等碱性物质的溶液作为介质进行乏燃料的溶解及铀、钚等元素的分离与纯化的方法.碱性条件下,乏燃料中的大部分裂变产物和次锕系元素并不溶解或者在溶解过程中转变为碳酸盐、氢氧化物沉淀.与已经实现工业化的PUREX(plutonium uranium redox extraction)酸性流程相比,碱性流程具有腐蚀性更小、流程更简单等潜在的优点.鉴于碱性流程的优点及其在乏燃料后处理中的潜在应用,日本、美国、俄罗斯、韩国等国家的科研人员已经围绕该流程开展了一些研究工作.本文首先介绍了各国建议的碱性流程的技术路线;然后逐一介绍了与主要工艺环节相关的基础研究的进展,包括乏燃料的氧化溶解、核素分离、试剂的回收等;最后对该领域面临的挑战和前景进行了讨论.

Abstract

The alkaline process of spent nuclear fuel(SNF)reprocessing refers to reprocess-ing methods that use the alkaline solution of carbonates or hydroxides as the media to conduct the dissolution of SNF and subsequent separations of uranium,plutonium and other elements.Most of the fission products and minor actinides are either insoluble or changed to insoluble carbonates or hydroxides during the alkaline dissolution of SNF,indicating that the resulted dissolver solution contains less amount of fission and minor actinide elements.Thus,the solution is less radioactive and less corrosive in contrast to the acidic dissolver solution of commercial PUREX(plutonium uranium redox extraction)process.Due to advantages of the alkaline process and its important potential application in SNF reprocess-ing,researchers from Japan,Russia,the United States,South Korea,etc.have carried out some research work around this reprocessing method.This paper will review technical routes of the alkaline process proposed by these researchers and research progress related to the main processes such as oxidation dissolution of SNF,separation technologies and recovery of used reagents.The challenges and prospects in this field are also discussed.

关键词

乏燃料后处理/碱性流程/乏燃料的溶解/锕系元素的分离

Key words

reprocessing of spent nuclear fuel/alkaline process/oxidative dissolution/acti-nide separation

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基金项目

国家自然科学基金资助项目(U1967219)

国家自然科学基金资助项目(22076152)

国家自然科学基金资助项目(21806127)

陕西省自然科学基金资助项目(2020JM-016)

出版年

2024
核化学与放射化学
中国核学会核化学与放射化学学会

核化学与放射化学

CSTPCD北大核心
影响因子:0.347
ISSN:0253-9950
参考文献量71
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