核能的含义是什么以及用途( 二 )
6.铀浓缩
为了提高铀-235的浓度而分离铀同位素的过程称为浓缩 。浓缩可以为一些反应堆提供铀-235浓度符合要求的铀燃料 。目前使用的富集方法有气体扩散法、分离法、激光法、喷嘴法、电磁分离法、化学分离法等 。其中,气体扩散法和离心分离法在现代工业中应用广泛 。浓缩处理以六氟化铀的形式进行 。
7.核燃料元件
提纯或浓缩的铀不能直接用作核燃料 。经过化学、物理和机械加工,各种不同形状和质量的部件可以在用作反应堆燃料之前生产出来 。核燃料组件有很多种,按其组件特性可分为金属型、陶瓷型和弥散型,按几何形状有柱状、棒状、环形、板状、条状、球形和棱柱形元件;按反应堆可分为试验堆组件、生产堆组件和动力堆组件(包括核电站用核燃料组件) 。
核燃料元件一般由芯和包层组成 。由于它长期工作在强辐射、高温、高流量甚至高压的环境中,所以对芯片的综合性能、包层材料的结构和使用寿命都有很高的要求 。可见核燃料组件的制造是一项高科技技术 。
8.乏燃料的后处理
辐照过的燃料元件从反应堆中排出时,总是含有一定量的未分裂的新裂变燃料 。乏燃料后处理的目的是回收这些裂变燃料,如铀-235、铀-233和钚,并将其用于制造新的燃料元件或用作核武器装药 。此外,回收转化原料(铀-238、铯-137、锶-90)、提取产生的超铀元素和一些放射性裂变产物(如铯-137、锶-90等) 。)可以作为辐射源,具有很大的科学和经济价值 。但是这个过程具有很强的放射性和毒性,容易发生临界事故 。因此,在乏燃料后处理过程中,必须加强安全保护措施 。
后处理过程一般分为四个步骤:冷却和头端处理、化学分离、通过化学转化还原铀和钚、以及通过提纯制备金属铀(或二氧化铀)和钚(或二氧化钚) 。冷却和头端处理是指冷却以拆卸乏燃料组件,即移除组件包壳并溶解燃料芯块 。化学分离(即提纯和去污过程)是将u-pu中的裂变产物去除,然后用溶剂萃取法分离铀和钚,分别以硝酸铀酰和硝酸钚溶液的形式提取 。

文章插图
【核能的含义是什么以及用途】 9 。三废处理和处置
核工业在生产和科研过程中,会产生一些不同程度的放射性固体、液体和气体废物,简称“三废” 。虽然这些废物中放射性物质的含量很低,但危害很大 。普通外界条件(如物理、化学、生物方法)对放射性物质基本没有影响 。因此,在放射性废物处理过程中,除了放射性物质的衰变之外,放射性物质只能通过多级净化、去污、压缩减容、焚烧固化等方式从废物中分离出来,使放射性物质浓缩后的废物体积最小化,改变其存在状态,从而达到安全处置的目的 。这个过程叫做“三废处理和处置” 。
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