乏燃料的處理劉平成

乏燃料中超鈾核素的回收利用匯報(bào)人：劉平成

乏燃料（SpentFuel）：

指在核反應(yīng)堆中，輻照達(dá)到計(jì)劃卸料的比燃耗后從堆中卸出，且不再在該堆中使用的核燃料。

化學(xué)“消化”乏濃縮燃料。

把化學(xué)分離的鈾成分，未使用的鈾和超鈾核素返

回到反應(yīng)堆循環(huán)。

后處理乏燃料后處理預(yù)計(jì)到2050年，全世界乏燃料積存量將達(dá)到100萬(wàn)噸。每年將產(chǎn)生乏燃料為2萬(wàn)噸。背景

構(gòu)成長(zhǎng)期放射性危害的Pu、MA(MinorActinides:Np,Am，Cm和LLFP(LongLivedFissionProduct)僅占乏燃料的3-4%左右，乏燃料直接處置不科學(xué)。再處理的基本目的

燃料再生：提取鈾、钚（取決于反應(yīng)堆類型，有時(shí)還有釷）

去除放射性的、吸收中子的裂變產(chǎn)物。

把放射性的產(chǎn)物轉(zhuǎn)化為能夠長(zhǎng)期安全存放的合適形式，或提取有用的部分。乏燃料處置封裝處置深埋處置

北山的地質(zhì)條件非常優(yōu)越，這里地處地殼運(yùn)動(dòng)穩(wěn)定區(qū)，庫(kù)址所在地有著完整的花崗巖體，而花崗巖是對(duì)付輻射的最好的'防護(hù)服'。

國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)的專家們?cè)诒鄙竭M(jìn)行考察之后稱，北山是世界上最理想的核廢料庫(kù)址之一。北山一號(hào)

核燃料后處理廠產(chǎn)生的高放廢料中含有大量的裂變產(chǎn)物和超鈾核素,包括30多種元素的300多種核素。其中锝和钷是自然界中基本不存在的元素，貴金屬銠、鈀、釕和惰性氣體氪、氙是自然界中的稀缺物質(zhì)。這些核素在各個(gè)領(lǐng)域中有著廣泛的用途。核廢料的用途超鈾元素的提取目前超鈾核素主要從反應(yīng)堆中子輻照后的核燃料或靶料中提取和分離。常用的方法仍然是沉淀、萃取和離子交換。除238Pu分離提取外，其它超鈾核素的回收方法一般有三步：a.b.去除大部分硝酸根和裂變產(chǎn)物，使超鈾核素初步濃集。c.使超鈾核素進(jìn)一步凈化并分離成單個(gè)元素

利用放射性同位素的衰變熱,通過(guò)熱-電轉(zhuǎn)換變成電能的裝置叫做放射性同位素電池。

高放廢料中的鍶90、銫137、鈰144、钷147、钚238、镅241等都是適宜的同位素電池材料。放射性同位素電池：放射性同位素電池半衰期87.4年，比功率高0.56W/g

人造衛(wèi)星電源心臟起搏器電源輻射源:

放射性核素用作輻射源已廣泛應(yīng)用在各個(gè)領(lǐng)域，乏燃料中的镅241、鋦242等可以代替鈷60做輻射源。其射線能量雖稍低于鈷60，但成本較低且半衰期長(zhǎng)。超鈾核素的應(yīng)用中子源、α源、γ源、X射線源。（鋦,Curium）（镅,Americium）超鈾核素的應(yīng)用(锎,Californium)

價(jià)格為239Pu的一百萬(wàn)倍，具有很高的自發(fā)中子發(fā)射率和(α,n)反應(yīng)率。用于活化分析、現(xiàn)場(chǎng)制備短壽命放射性核素(如用于示蹤)、癌癥治療、射線照相、非破壞性檢驗(yàn)等。廢料中銠、鈀等貴重的鉑族金屬在工業(yè)上有特殊重要用途，主要是用作催化劑。在化學(xué)工業(yè)中的用途：小型核反應(yīng)堆應(yīng)用小型氫彈引爆裝置核武器：可用來(lái)提純武器級(jí)钚

作為無(wú)核武國(guó)家的日本，其實(shí)是目前世界上擁有全部核產(chǎn)業(yè)鏈的國(guó)家。三菱重工、日立制作和東芝集團(tuán)是日本目前最大的三家核電企業(yè)，它們都能獨(dú)立設(shè)計(jì)核電機(jī)組，并擁有從核燃料到后處理的全套技術(shù)。

從1993年開始，至今已囤積了3000噸核廢燃料，其儲(chǔ)量超過(guò)核老大美國(guó)，居世界第一。

由此推算，僅目前儲(chǔ)存的這些核廢燃料可以提煉出的武器級(jí)钚總量，至少可制造出2000枚以上核彈。題外話：今年?yáng)|京都新知事選舉中，首相安倍晉三調(diào)動(dòng)各種執(zhí)政力量，全面封殺了“去核電”的輿論焦點(diǎn)，其背后暗藏著保持核電、蓄勢(shì)發(fā)展核武的重要內(nèi)因。

安倍政權(quán)在本年度要通過(guò)修改憲法解釋，實(shí)現(xiàn)允許行使集體自衛(wèi)權(quán)。同時(shí)繼續(xù)增擴(kuò)軍費(fèi)，強(qiáng)化島嶼奪回的軍事備戰(zhàn)能力。241Am、242Am和243Am的制取和應(yīng)用241Am、242Am和243Am的制取用從后處理廠回收的241Am和243Am作靶料，進(jìn)一步在反應(yīng)堆內(nèi)照射，所得的镅同位素混合物經(jīng)凈化后可用電磁法提取242mAm產(chǎn)品。目前241Am和243Am主要有兩個(gè)來(lái)源：一是從钚含量較高的核燃料后處理廢液中回收镅同位素混合物；二是重新處理貯存了較長(zhǎng)時(shí)間的陳化钚（老钚），從廢液中提取241Pu的衰變產(chǎn)物241Am.241Am、242Am和243Am的制取和應(yīng)用252Cf的制取與應(yīng)用制取25