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標題: 核燃料生產過程 [打印本頁]

作者: vkala 時間: 2013-8-20 21:43 標題: 核燃料生產過程

本帖介紹的是民營電廠核燃料生產過程
事實上，核能大多脫離不了軍事背景，核子動力航空母艦與潛艇也是使用核燃料推動
我們來看看吧！

鈾礦石中含鈾量通常不高，其放射性主要來自伴隨的鐳和氡，鈾本身的放射性是相當有限的;所以，礦山開採，做好通風是必要的(帶走氡);而鐳等則在水冶廠生產過程中，被甩到尾渣裡了(尾礦壩)。

水冶廠出來的產品，因為礦石成分不同，採取的方法也有差別，黃餅是通行的稱呼，但重鈾酸銨或者三碳酸鈾醯銨(鈉)等也是常見產品;其中雜質也和礦石、技術有關，除雜比較好的可以稱為核能純產品。核能純產品純化很簡單，否則就要經過再純化，以進一步去除產品中的雜質(和放射性元素無關，比如鐵鈣鎂釩等)。

這個就是黃餅，很乾燥，顏色有點像雞蛋黃。

裝黃餅的桶

此時工作人員不需特別防護

純化後的鈾化合物，經過幾個步驟，逐步轉化成六氟化鈾，以便於利用氣體離心機進行分離濃縮(六氟化鈾加熱後就成為氣態，冷卻後就是結晶)。

分離濃縮就是透過氣體離心機的級聯，將天然鈾中濃度0.7%左右的鈾235，逐步濃縮到4.5%左右;這個過程是以六氟化鈾形勢存在的，濃縮後的低濃縮鈾4.5%左右，而分離後的尾料就是貧料(貧鈾)，其中含有0.2--0.3%的鈾235。

製胚

燒結

燃料芯塊，裝入鋯管中，加上附件(氣室、彈簧等，少量氣體)，封裝後就成了燃料棒。

燃料棒，按照一定位置，逐支插入、固定在燃料組件(一個框架，其中包含有控制棒導管、攪渾格架和鎖緊機構等)中，安裝成為核燃料組件。

安裝了控制棒的核燃料組件

反應爐爐芯，可以看看核燃料組件排列佈置方式，所謂157、177爐芯，指的就是爐芯裝載燃料組件的數量。

這個是爐芯模型，可以看到核燃料組件怎麼排列和插入的。

爐芯換料

貧乏燃料組件運輸車和碰撞試驗

核電廠警衛圖

貧乏燃料在經過幾年時間冷卻後，運輸到後處理廠，再次儲存在水池裡

在經過檢測，可以進行再處理後，將貧乏燃料組件中的燃料棒，利用機械絞斷，浸泡在硝酸溶液中，其中的陶瓷芯塊溶解，鋯管則回收利用

回收後的金屬經過鍛壓

變成金屬錠

儲存金屬錠的運輸罐

而溶解在硝酸中的燃料芯塊，分離出鈾和鈽後，高放射性廢物燒結成陶瓷，儲存在罐內，進行填埋處置。

而回收的鈾可以摻混或者再次濃縮，製成新燃料鈽，以氧化鈽的形式儲存，或者添加到氧化鈾中，做成MOX燃料。這個是新燃料組件。

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