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乏燃料管理及后处理
乏燃料管理及后处理：乏燃料管理及后处理是指对核电站中已经使用过的、燃料棒燃烧产生的乏燃料进行处理和管理的一系列工作。
其主要包括以下几个方面：
1.乏燃料运输：将乏燃料从核反应堆中取出并用特殊运输装置运输到存储设施或后处理设施。
2.乏燃料存储：将乏燃料放置在专门的存储设施中，采取适当的措施确保其安全性和稳定性。
3.乏燃料回收：对可再利用的核材料进行回收和处理，如铀、钚等。
4.乏燃料后处理：对乏燃料进行不同方式的处理，以减少和控制放射性废物的数量和危害性。
5.放射性废物处置：将经过处理的放射性废物以安全的方式处置，以保护环境和公众健康。
乏燃料管理及后处理是核电站运行中不可或缺的环节，其目的是确保核能发电的安全和可持续性。
同时，为了减少放射性废物的数量和危害性，科学合理的乏燃料管理及后处理技术也在不断发展和应用。
乏燃料后处理Purex流程中碘的强化分离研究Frédéric Devisme Emmanuel Touron(法国原子能委员会)摘要本文描述了Purex流程中分子碘的回收和纯化它包括先用硝酸羟胺对尾气进行酸洗对碘进行选择性解吸目前正用带洗涤柱的小型中间装置进行研究在pH约为5条件下用HAN在室温下进行洗涤的碘得到捕集在短寿命同位素衰变完后129I的半衰期为1.57×107aLLFP¼´Ê¹ÆäÏà¶Ôº¬Á¿½µµ½±Èï¹ÏµµÍºÜ¶àʱʹÆ伸ǧÄêºóÈÔ¾ßÓзÅÉäÐÔDZÔÚ¶¾ÐÔͬλËØÏ¡Ê͸ù¾Ý·¨¹ú1991年通过的长寿命核废物管理法的框架包括嬗变本文的目的是针对上述目标本文的研究方法及前期研究结果在以前会议中已有介绍[1]Ëæºó»ã×ܽéÉÜÁËÔÚСÐÍÖÐÊÔ×°ÖÃÉϵÄʵÑé½á¹ûÈȵĴ󲿷ÖCsI被氧化成易挥发的分子碘90²¢±»ËÕ´òÏ´µÓÖù²¶¼¯×îºóÒ»µÀβÆø´¦ÀíÊǽ«µâ»¯Ñ§Îü¸½ÔÚµâ¹ýÂËÆ÷ÉÏ其去污系数>1000法国阿格后处理厂乏燃料中几乎所有的碘都被浓集成NaI形式的液体本文提出的分离过程主要用于回收溶解阶段排放的气态碘该过程不必增加额外投资• 1 •与现有液体废物处理方案高放废液玻璃固化相适应图1示出了流程图便于暂存该流程包括下列主要步骤１不是目前的碱性介质HAN ¸Ã¹ý³ÌÖÐHAN将I2还原成I-随后用H2O2氧化碘ｇ去污目的将碘转化成适宜于最终处置的固态稳定形式HAN是ＨＮ易于破坏对第1Ê×ÏȽøÐлù´¡Ñо¿Óë·¨¹úһЩ´óѧºÏ×÷ËæºóÔÚʵÑéÊÒÖмä×°ÖÃÉϽøÐÐÆøÌ岶¼¯ÊÔÑéµÚ3步研究未在本文讨论并重新评估了其适应性并与传统的NaOH洗涤作了对比3 碘ＮＯ2的氧化还原前文[1]的研究表明H2O2也能氧化碘阴离子其主要过程与结果如下• 2 •3.1 酸性介质中HAN还原分子碘一种情况是HAN过量HAN过量时产物是N2O2NH3OH+ + 2I2→N2O + 6H+ + H2O (HAN过量)如I2过量产物是NOÿĦ¶ûHAN消耗的I2摩尔数在1-1.5之间使用UV分光光度计的流动注射法研究了反应的终点图2图2I2的浓度开始快速单调下降ｂ表明在初始操作条件下的一个窄范围内降低[HAN]/[I2]之比值向溶液中加入碘化物也有利于I2的再生总的反应可以分成三个反应NH2OH+ + 2I2 + H2O → 4I- + HNO2 + 5H+(1) ――HNO2有两种消耗途径HNO2 + NH3OH+→ N2O + 2H2O +H+(2) 2HNO2 + 2I- +2H+→ 2NO + I2 + 2H2O (3)(a)[I2]0=5.5×10-4mol.L-1,[NH3OH+]0=3.3×10-2mol.L-1 - (b)[I2]0=6.5×10-4mol.L-1,NH3OH+]0=5.2×10-3mol.L-1I2浓度单调下降可这样解释1ͼ2A段同时生成HNO22ͼ2B浓度再增加可用反应解释31用测量I2和I3-Ũ¶ÈËæʱ¼ä±ä»¯µÄ·½·¨Ñо¿ÁË×Ü·´Ó¦¶¯Á¦Ñ§• 3 •注明外离子强度为0.5mol/L下得到的一级反应但pH下降图3示出了反应的准二级速率常数k0与介质中质子浓度的关系pH以1.5为界ØpH在1.5k0与1/[H+]之间成线性关系k1+ k2/[H+]2.20±0.37mol-1L s-1, k2=6.64×10-2±0.04×10-2 s-1k0与1/[H+]之间为非线性关系(a)3.10-4 [H+]0 0.3mol.L-1 (0.5 pH 3.5) – (b)10-2 [H+]0 0.3mol.L-1(0.5 pH 2)与H+类似最终在pH½¨Á¢ÁËI2―HAN反应的初始速率方程k1=2.20±0.37mol-1⋅L⋅s-1, k2=6.64±0.04×10-2 s-1k3=10.2±1.9mol⋅L, k4=42620±37660 mol-2⋅L2提出了反应机理解释该结果NH2OH和NH3OH +6HNO2作为瞬时中间产物而中间反应产物INHOH和INH2OH+分解均可生成HNOHNO + I2 + H2O → HNO2 + 2I- + 2H+应用准稳态近似方法处理这些中间产物ＩＮＨ2OH+可结果表明以推导出上述由实验得到的实验速率定律k NH2OH/k NH3OH+3.2 HAN还原HNO2及NO X的反应HAN还原HNO2的总反应式如下主要产物是N2O在pH=2-4• 4 •• 5 •}OH][NH k OH][NH ][HNO k x){(1}]OH [NH ][HNO k ][H ]OH [NH ][HNO x{k V o24o22o 23o 3o 22o o 3o 21o +−++=+++内做了大量研究酸度不同时在酸度高时１．７反应对两种物质均为一级反应对HNO 2为二级反应介质中H +浓度对二级反应速率常数的影响表明了反应有两个主要阶段k 0与[H +]0直接相关曲线向内弯曲其中1-x=[NO 2-]/[HNO 2]总k 3=0.84±0.02 mol -1⋅L ⋅s -11.3±0.1I -ʵÑéÊÇÔÚÈõËáÐÔ½éÖÊÖнøÐеÄ,这样可以避免质子催化的I -与HNO 2之间的反应１０-2 mol/LHNO2和H +的反应体系中加入I-ÈçI -对总反应速率的贡献为V 1[NH 3OH +]o 和[HNO 2]o²»Í¬Ëá¶ÈϵÄʵÑé½á¹û±íÃ÷V 1与[H +]o 无关其中k 5=8600±750 mol -1Ls -1,因此将V 1加到上述V o 的表达式中便得到总的NO x 硝化HAN 反应的速率表达式在pH<5的范围内研究了NO/NO 2/NH 2OH 体系的反应NO 不被溶液吸收依照[NO 2]o /[NO]o 比值的不同A. 比值<0.2时通入的NO 2全部被溶液吸收B. 比值>0.2时每消耗1mol NO 2同时测出了NO 3-NO/NO 2消耗比下降H O3+溶液的pH值和初始羟胺浓度对反应产物和浓度没有大的影响但其速率很慢HNO2 + NH3OH+→ N2O + H+ + 2H2OA. NO2和N2O4吸附在溶液中B. NO N2O3水解生成HNO2ÔÚ[NO2]o/[NO]o<0.2时3.3 I2/I-/HNO2/NH3OH+/H+体系总体反应模型在溶解尾气被含HAN的酸性溶液洗涤过程中其中3个反应是主要反应HAN还原HNO2以及HNO2氧化I-µÚÒ»¸ö»ùÓÚËÙÂʶ¨ÂÉÀ´ÃèÊöÕâÈý¸ö·´Ó¦25o C下的实验结果HNO2/NH3OH+之间在此条件下的基本反应定律第二个模型是在广泛实验基础上提出的经验模型其系数可以从两个优化的实验模式中估算得到另一个用Fedorov算法构成达到在8秒钟内使I2和HNO2被快速还原95出于经济方面的考虑得到的满意且可靠的操作点为pH接近2处假定[HNO2]/[I2]之比超过150时本工作在封闭的反应器中进行虽然获得的动力学参数与实验过程有差别酸度和温度条件下表明流程是可行的气态的I2和NOx是在一个带有循环进料的反应器中被吸收的H2O2可定量地将I-氧化成I2:2I-+2H++H2O2→I2+2H2O从热力学上看但过程复杂本文证实了反应的计量关系如下在无IO3-和低酸下该自催化反应不会发生但在无IO3-时诱导期很长ｐＨ＝２．４时诱导期为8[H2O2]=5x10-3mol/L,[I2]=5x10-4mol/L Ò²»á·¢ÉúH2O2还原I2的反应H2O2氧化I-到I2以及H2O2分解的总反应PH=2-4H2O2氧化I-仅生成I2Ïà·´µØÒòΪ·´Ó¦±»HNO2催化1价态的碘H2O2破坏HAN的反• 6 •应复杂3H2O2+NH3OH+N2O+5H2O+2H+2H2O2+NH3OH+生成的NO2-很少验证上述实验室研究的结果以及验证在代表性的工艺操作条件下该方案的可行性即用HAN酸洗涤回收I24.1 描述本研究的中间装置包括一个逆流填料柱1m 高如图5所示本装置直接合成待处理的尾气2000NL.h-1[NO2]/[NO]=0.25,[I2]=7vpm,NOＮＯ进行连续监测ＮＯ2和N2O进行连续监测NO2-NO3-浓度进行取样测量I-的测量有ICP或UV分光光度法NO3-用UV• 7 •分光光度法或离子色层法测量R可以从初始通入量与泡罩塔苏打溶液中碘的量估算出来［（１中间装置必须通过其它参数才能控制洗涤液中HNO2的浓度在第一次中试中始终保持恒定考虑到会有一些变化•气流中不含NOÆøÁ÷Öв»º¬NO x时pH在3.0-4.5之间时１％６－ｂ表明了气流中含有NO[NO]+[NO2]=2400vpm,[NO2]/NO=0.25,同样不固定pH在某一定值(Q air=2000Nl.h-1;[I2]=7vpm; [NO]+[NO2]=2400vpm;[NO2]/[NO]=0.25;[HAN]=0.5M;T=25a表明以I-表示吸收的碘量越来越少同时由于吸收了NOͼ6a类似这对I2的行为很快就有影响即使在低pH也如此这两个实验表明了碘的吸收随时间增加对pH值敏感2HNO2+2I-+2H+→I2+2NO+2H2O 在反应器中HAN还原I2的过程中可用来解释I2浓度非单调下降其反应速度增加同时HAN还原I2使H+浓度增加ＮＯ2而使HNO2相对I2大大过量此时碘将被氧化• 8 •而不是小实验观察到的还原从0.05M到0.5M固定HAN浓度0.5M¼ûͼ7观察到的结果与前面提出的速率定律一致要使I2吸收速率达到99溶液的PH应为5左右－２０与pH值无关相反HAN破坏HNO2的速率要下降提高温度可以部分消除HNO2的积累表1NO2水解产生NO3-NO+NO2/空气通过HAN溶液时pH值对反应产物的影响洗涤液pH 3.5 4.5 5.0 5.5 N2O产生%62 55 52 41NO2-产生%<0.1 4 20 29 目前正在进行其它试验气相中NO 和NO2的浓度的影响试验ÔÚMALAGA装置上解吸实验条件与小实验一样目前只在中试装置上进行了一次模拟洗涤的解吸试验HAN彻底分解5 结论针对LLFP的处理• 9 •它包括下列3步Ø加H2O2选择性解吸I2ͬʱÑõ»¯¶àÓàµÄHAN;Ø将碘转变成适宜于中期处置和最终处置的稳定固体形式对I2与HNO2的还原都不利pH提高到5左右溶液中有NO2-的积累中试还表明99.5NO2-被氧化成NO3-[叶国安译自Actinide’01] • 10 •。
关于核燃料循环之乏燃料后处理的报告经过对2010~2011下半年的核燃料循环课程的学习,我们了解了循环的概况:1.铀矿冶;2.铀转化;3.铀浓缩;4.核燃料元件制造;5.反应堆燃烧;6.核燃料后处理;7.高放废物贮存;8.玻璃固化;9.地质处置。
学习中我们认识到每个环节都极其重要，下面我们将针对核燃料循环之核燃料后处理进行详细论述。
一、乏燃料定义乏燃料又称辐照核燃料。
在反应堆内烧过的核燃料。
核燃料在堆内经中子轰击发生核反应，经一定时间从堆内卸出。
它含有大量未用完的可增殖材料238U或232Th，未烧完的和新生成的易裂变材料239Pu、235U或233U以及核燃料在辐照过程中产生的镎、镅、锔等超铀元素，另外还有裂变元素90Sr、137Cs、99Tc等。
经过冷却后把有用核素提取出来或把乏燃料直接贮存。
二、我国乏燃料的来源1.已投入商业运行的核电站(秦山核电站、大亚湾核电站，未来还将会有多座核电站建成)2.用于核技术研究的实验堆(401、903等)3.核动力潜艇(未来还将会有核动力航母)4.军用生产堆(一部分已经处于退役阶段)三、乏燃料的管理办法目前，对于乏燃料的管理，国际上主要有两种战略考虑:其一是“后处理”战略。
即对乏燃料中所含的96%的有用核燃料进行分离并回收利用，裂变产物和次锕系元素固化后进行深地质层处置或进行分离嬗变，这是一种闭路核燃料循环。
其特点是铀资源利用率提高，减少了高放废物处置量并降低其毒性，但缺点是费用可能较高，可生产高纯度的钚，有核扩散的风险。
其二是“一次通过”战略。
即乏燃料经过冷却、包装后作为废物送入深地质层处置或长期贮存，美国曾经支持此战略，但其最终处置场尤卡山项目碰到了困难，现在美国已转向了后处理。
该战略特点是费用可能较低，概念简单;无高纯钚产生，核扩散风险低。
但缺点是废物放射性及毒性高，延续时间长达几百万年;没有工业运行经验。
乏燃料后处理是核燃料循环后段中最关键的一个环节，是目前对核反应堆中卸出的乏燃料的最广泛的一种处理方式。
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乏燃料后处理是指对使用过的核燃料（乏燃料）进行再处理，以提取其中的可回收材料和降低其放射性废物的长期危害。
国际上关于乏燃料后处理的标准主要由国际原子能机构（IAEA）制定和管理。
以下是一些与乏燃料后处理相关的国际标准：
1. IAEA-TECDOC-1435：这是一份关于乏燃料后处理设施设计、运行和安全评估的国际指南。
它提供了关于乏燃料后处理设施的基本要求、技术参数和安全措施等方面的信息。
2. IAEA-TECDOC-1506：这份文件提供了关于乏燃料后处理设施中的化学分离过程的技术指导。
它包括了从乏燃料中提取铀、钚和其他可回收材料的方法和设备。
3. IAEA-TECDOC-1578：这份文件提供了关于乏燃料后处理设施中的物理分离过程的技术指导。
它包括了从乏燃料中提取裂变产物和超铀元素的方法和设备。
4. IAEA-TECDOC-1594：这份文件提供了关于乏燃料后处理设施中的干燥和储存过程的技术指导。
它包括了将乏燃料干燥至低水平水分的过程和设备，以及将干燥后的乏燃料储存在合适的容器中的方法。
5. IAEA-TECDOC-1600：这份文件提供了关于乏燃料后处理设施中的废物管理过程的技术指导。
它包括了将不可回收的放射性废物固化为玻璃状物质的过程和设备，以及将废物安全地储存或处置的方法。
这些国际标准旨在确保乏燃料后处理设施的安全、可靠和经济性，同时也有助于减少核废物的产生和长期危害。
各国在进行乏燃料后处理时，应遵循这些国际标准以确保其活动符合国际法规和最佳实践。
乏燃料水法后处理和干法后处理工艺乏燃料水法后处理和干法后处理工艺，哎，这个话题可真不是人人都懂，不过咱们可以轻松聊聊，让大家对这事儿有个初步的了解。
乏燃料，听起来是不是很专业？其实就是咱们核电站里用过的燃料棒，差不多就像咱们用过的电池，虽然它们能量大，但用完之后可不能随便丢啊。
这就得靠乏燃料的后处理工艺来帮忙，想想就挺重要的。
水法后处理，简单说就是把这些乏燃料放到水里，像泡澡一样。
水不仅能冷却，还能把一些有害的东西给洗掉。
这个过程就像是给乏燃料做个彻底的清洁，让它变得“干净”一些。
水里的化学反应就像是在厨房里炒菜，各种成分混合在一起，有些东西被留下来，有些就被去掉了。
关键是这个工艺得小心翼翼，因为可不能让有害物质跑出去，要不然可就麻烦了。
整个过程像是在走钢丝，既要小心，又得保持高效率，真是个技术活儿。
再说干法后处理，听起来是不是很酷？这就像是把乏燃料放在烘干机里，水分不需要，咱们直接用其他方法来处理。
这种方式一般采用的是高温，把乏燃料加热，分解里面的有害物质，转化成其它形式。
想象一下，把一块冰淇淋放在阳光底下，慢慢地融化，变成水。
其实也是这个道理，乏燃料里的元素也在这个过程中发生变化。
不过，干法可没那么简单，得掌握好火候，要不然就容易出现问题，像个调皮的孩子，稍不留神就能搞砸。
这两种工艺各有各的好处，水法就像是把乏燃料给洗了个澡，干法则是彻底给它换了个模样。
选择哪种方式，得看具体情况。
比如，如果乏燃料里的放射性物质含量很高，水法可能就更合适；而如果想快速高效地处理，那干法就是个不错的选择。
说到底，这就像选择不同的衣服，适合的才是最好的。
说到这里，不得不提一下这些工艺对环境的影响。
咱们都知道，处理乏燃料可得注意环保，不然就得不偿失。
水法虽然能有效降低放射性物质，但用水的同时也得考虑水的处理，不能让周围的水源受到污染。
干法虽然处理速度快，但产生的气体和固体废物也得妥善处理，绝不能让它们“趁机”溜掉。
乏燃料后处理干法
乏燃料后处理干法是一种用于处理乏燃料的方法，它能有效地将乏燃料中的放射性物
质进行处理和储存，从而减少对环境的影响。
以下是一份乏燃料后处理干法的基本原理和
步骤，上述内容全部使用虚构的名称和引用。
1. 预处理：首先对乏燃料进行预处理，将其划分为不同的组分，如核燃料棒、包覆
材料和冷却剂等。
2. 分离核燃料棒：采用虚构的"棒体分离器"，对核燃料棒进行分离，使得核燃料与
包覆材料分开。
3. 除去包覆材料：使用一个名为"包覆材料处理装置"的设备，对包覆材料进行处理，去除其中的放射性物质，以便进行后续的处理。
4. 核燃料再加工：分离出的核燃料进行再加工处理。
这个过程使用一个名为"核燃料
再加工单元"的设备，将核燃料进行化学处理，去除其中的放射性核素，并将其转化为易
于处理和储存的形式。
5. 清除冷却剂：使用"冷却液处理系统"对冷却剂进行处理，去除其中的放射性核素，并确保安全处理和储存。
6. 放射性废物处理：将所有处理后的放射性废物进行严格包装和标记，并以安全的
方式储存和处理。
这一步骤需要遵守一系列的国际和本地规格和法规，确保放射性废物的
安全处置。
通过乏燃料后处理干法，我们可以有效地处理乏燃料，将其中的放射性物质分离并储存，以减少对环境的影响。
这一技术是核能行业中非常重要的一环，对于核电发电厂的可
持续运行和安全性具有重要意义。
1.乏燃料的基本情况 (1)1.1世界处理乏燃料的模式 (1)2.后处理方法 (2)2.1水法后处理。
(2)2.2干法后处理。
(3)3.后处理工艺 (3)3.1普雷克斯流程的化学原理。
(3)3.2普雷克斯流程的主要工艺步骤。
(3)3.2后处理的发展趋向 (4)4.百科-乏燃料后处理 (4)4.1核燃料后处理的主要目的 (4)4.2后处理工艺 (4)4.2.1水法后处理 (5)4.2.2干法后处理 (5)4.3后处理技术 (5)1.乏燃料的基本情况比如，一座100万KW的热中子反应堆核电站，每年产生约30t的乏燃料和800t的中低放射性废物。
其中800t的中低放射性废物加以处置可压缩成约几十立方米的低放固体废物，能直接放入到地质表层的中低放废物处置场。
目前，全世界运行中的443座核动力堆每年卸出约1万tHM乏燃料。
过去40年里，全世界卸出的乏燃料到2000年底，累计达22.5万tHM，预计到2010年乏燃料累计量将达到33万tHM，其中大部分仍贮存在水池或干式贮存设施中。
我国预计到2010年我国积累的乏燃料将达到1000tHM，而到了2020年以后，预计每年都将卸下近2000tHM乏燃料。
核反应堆卸出的乏燃料中，有三种类型的放射性核素：一种是长寿命和短寿命的裂变产物，二是活化产物，三是锕系元素。
裂变产物和活化产物都是带β放射性，除了包含几种核素之外，其它半衰期都比较短，而锕系元素都是带α放射性，有些还带有自发裂变现象，大多数的锕系元素具有较短的半衰期，但是其子体的半衰期却很长，甚至长达几百万年。
1.1世界处理乏燃料的模式由于核电站乏燃料的放射性很强，其中有些核素的毒性又大，所以整个乏燃料的处理过程必须在屏蔽和密闭的条件下远距离操作运行，这就给乏燃料处理过程带来很大的技术难度。
怎样处置这些放射性强毒性大的乏燃料，长期存在着争议，分歧也主要集中在经济性、安全性和核扩散上。
于是，世界上不同国家制订出了适应各自战略需求不同的技术路线：①一种是采取开环式或称“一次通过”式燃料循环，即将乏燃料在经过一段时间的中间贮存后，作为最终废料直接深埋在地质处置库中，同时可以防止燃料中的钚的扩散，这是美国卡特政府1977年制定的决策。
乏燃料后处理1.乏燃料的基本情况 (2)1.1世界处理乏燃料的模式 (2)2.后处理方法 (3)2.1水法后处理。
(3)2.2干法后处理。
(4)3.后处理工艺 (4)3.1普雷克斯流程的化学原理。
(4)3.2普雷克斯流程的主要工艺步骤。
(4)3.2后处理的发展趋向 (5)4.百科-乏燃料后处理 (6)4.1核燃料后处理的主要目的 (6)4.2后处理工艺 (6)4.2.1水法后处理 (6)4.2.2干法后处理 (6)4.3后处理技术 (7)1.乏燃料的基本情况比如，一座100万KW的热中子反应堆核电站，每年产生约30t的乏燃料和800t的中低放射性废物。
其中800t的中低放射性废物加以处置可压缩成约几十立方米的低放固体废物，能直接放入到地质表层的中低放废物处置场。
目前，全世界运行中的443座核动力堆每年卸出约1万tHM乏燃料。
过去40年里，全世界卸出的乏燃料到2000年底，累计达22.5万tHM，预计到2010年乏燃料累计量将达到33万tHM，其中大部分仍贮存在水池或干式贮存设施中。
我国预计到2010年我国积累的乏燃料将达到1000tHM，而到了2020年以后，预计每年都将卸下近2000tHM乏燃料。
核反应堆卸出的乏燃料中，有三种类型的放射性核素：一种是长寿命和短寿命的裂变产物，二是活化产物，三是锕系元素。
裂变产物和活化产物都是带β放射性，除了包含几种核素之外，其它半衰期都比较短，而锕系元素都是带α放射性，有些还带有自发裂变现象，大多数的锕系元素具有较短的半衰期，但是其子体的半衰期却很长，甚至长达几百万年。
1.1世界处理乏燃料的模式由于核电站乏燃料的放射性很强，其中有些核素的毒性又大，所以整个乏燃料的处理过程必须在屏蔽和密闭的条件下远距离操作运行，这就给乏燃料处理过程带来很大的技术难度。
怎样处置这些放射性强毒性大的乏燃料，长期存在着争议，分歧也主要集中在经济性、安全性和核扩散上。
于是，世界上不同国家制订出了适应各自战略需求不同的技术路线：①一种是采取开环式或称“一次通过”式燃料循环，即将乏燃料在经过一段时间的中间贮存后，作为最终废料直接深埋在地质处置库中，同时可以防止燃料中的钚的扩散，这是美国卡特政府1977年制定的决策。
②另一种是采取闭合燃料循环，即对核电站乏燃料进行化学处理（或称后处理，以区别于核燃料在进入反应前的化学处理过程），从中回收总量占96%左右的铀和1%左右的钚。
目前，我国每年卸出的PWR乏燃料中含有大约1.8tPU，预计到2020年卸出的PWR乏燃料中Pu的累积量将达到约86～120t，且以每年6.5～9.5tPu的速度增加，如果能尽早的形成后处理能力，就可以将获得的Pu用于核燃料再循环，并为快中子反应堆供应核燃料。
而只占总量3%左右的寿命裂变产物和次锕系核素（镎、镅、锔等）才作为高放废物，经玻璃固化处理后作最终地质处置或做嬗变处理。
这是英、法、德、俄，日等国家坚持不变的决策。
已有越来越多的人们倾向于后一种即乏燃料后处理和铀钚再循环的技术路线，我国早在1983 就已做出决定，采用乏燃料后处理的政策，走核燃料闭合循环之路。
因为不这样做，全世界已探明的铀资源很可能在不到一百年之内就会变得枯竭，核裂变能利用的能源可持续发展就无法实现。
况且，在不断的核燃料再循环中，使用的钚要比分散埋存在各废物处置库中的钚更易于控制和管理，从而更难于恐怖分子等搞非法的核扩散。
③尤其是随着科学技术的不断进步，相信在不久的将来，可以通过嬗变技术把那些在后处理过程中分离出来的99Tc、129I 等裂变产物和次锕系素“焚毁”，使之转变为短寿命或更为稳定的核素，从而大大地减少或消除放射性废物对环境的危害，使核能变得更加清洁干净。
2.后处理方法辐照过的乏燃料后处理的工艺方法一般可分为水法和干法后处理两大类。
所谓水法后处理，就是把乏燃料溶解于酸中，再用沉淀、溶剂萃取、离子交换或吸附等方法使铀、钚与裂变产物互相分离，因各道工序均为水相操作，故称为水法后处理。
所谓干法后处理即高温冶金法或氟化挥发法等，均不需在水相中操作。
无论水法还是干法后处理，所处理的原始物质都是固体，产品均为铀和钚的氧化物。
目前，水法后处理已在工业上得到比较广泛的应用，主要有溶剂萃取法，溶剂萃取法能够有效地去除核裂变产物，适用于处理包括天然铀、低加浓铀、高加浓铀、高温气冷堆元件及快堆元件等。
而高温冶金法或氟化挥发法的干法后处理当前仍处于研究开发阶段。
辐射过的燃料（乏燃料）中含有大量放射性物质，随着乏燃料放置时间的延续，经自然衰变而使放射性活度和释热率降低。
乏燃料的冷却一般在乏燃料储存水池中进行。
动力堆乏燃料的冷却时间一般不少于3～5 年，使放射性大大衰减之后，才送到乏燃料后处理厂去处理。
这个存放步骤称做中间储存。
乏燃料经中间储存冷却降低放射性，可以缓解乏燃料后处理工艺上的技术难度。
2.1水法后处理早期的水法后处理厂是采用沉淀法。
目前世界各国的乏燃料后处理厂均采用溶剂萃取工艺。
鉴于该工艺采用的技术已经成熟，而且已积累了丰富的实践经验，在今后相当长的时间内，该工艺仍会得到十分广泛的应用。
水法后处理工艺过程主要包括：首端处理、化学分离和铀、钚尾端处理等三个处理过程。
（1）首端处理。
首端处理包括机械处理和化学处理两部分。
①机械处理。
首端机械处理将乏燃料组件切割成小短段，使铀从包壳中裸露出来以便化学溶解燃料芯体。
②化学处理。
首端化学处理是将切成小短段的乏燃料用硝酸在沸腾或非沸腾温度下浸取，溶解包壳中的二氧化铀。
溶解所得的硝酸铀酰溶液含有不溶残渣，需经过澄清过滤除去，过滤所得的澄清液经调节钚、镎价态后送去化学分离过程处理。
（2）化学分离。
化学分离过程是使铀、钚与放射性裂变产物分离以及铀、钚之间的分离纯化。
目前，世界各国乏燃料后处理厂化学分离工艺都是采用purex 溶剂萃取流程，以30％磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂，以正十二烷或加氢煤油为稀释剂，进行液——液萃取，一般经过三个溶剂萃取循环，即共去污分离循环，铀线二、三循环，钚线二、三循环的标准流程，也有采用两个萃取循环的后处理流程。
（3）铀、环尾端处理。
铀、环尾端处理是将硝酸铀酰和硝酸钚溶液制成氧化物产品。
硝酸铀酰采用流化床脱硝制成二氧化铀。
硝酸钚经草酸沉淀、煅烧制成二氧化钚。
2.2干法后处理干法后处理是在非水条件下进行乏燃料后处理的工艺过程。
干法后处理分挥发法和高温法两大类：（1）挥发法。
挥发法可以分为氟化物挥发法和氯化物挥发法。
（2）高温法。
高温法又可分为物理法和化学法。
物理法包括分级蒸馏法、分级结晶法和熔融金属萃取法；化学法包括熔融金属萃取法、熔融盐萃取法、熔融盐电解法和熔融精炼法。
在乏燃料后处理过程中，乏燃料中各主要成分的分离纯化和回收，必须达到一定的要求。
产品回收率是乏燃料后处理厂的一项重要的经济指标和技术指标，一般水法流程对铀、钚的回收率已经分别可达99.8％和99.5％以上。
产品放射性则是后处理厂一项主要的质量指标，应对乏燃料的特性，产品用途，燃料元件再加工技术以及经济、安全等方面进行综合考虑后再提出要求。
3.后处理工艺下面以压水堆低富集铀氧化物燃料的乏燃料后处理为例，对水法普雷克斯溶剂萃取流程的主要工艺步骤加以简要的阐述。
3.1普雷克斯流程的化学原理昔雷克斯流程采用稀释过的磷酸三丁酯（TBP）为萃取剂。
TBP 的化学稳定性好、闪点高、挥发性低，与水仅稍微混溶，处理乏燃料后容易实现再生，也可重复使用，为了改善其密度与粘度，需要对它加以稀释，性能最好的稀释剂是正十二烷，比较经济适用的是优质煤油。
当TBP 与含硝酸的水溶液接触时，它能选择性地萃取铀和钚，而对裂变产物及其它杂质的萃取率则十分低。
因此，通过多级逆流萃取可使铀、钚与裂变产物分离。
另一方面，TBP 对三价钚的萃取率很低，所以选用合适的还原方法将四价钚还原成三价钚，可以实现铀、钚的分离。
3.2普雷克斯流程的主要工艺步骤处理不锈钢包壳或锆合金包壳的压水堆低富集氧化铀燃料的普雷克斯流程，主要工艺步骤如下：（1）去壳溶解。
早期采用化学去壳法，即用适当的化学试剂硫酸和氟化物分别将不同包壳材料（不锈钢和锆合金）进行溶解。
这种方法会带来容器的腐蚀，还有大量放射性废液及铀、钚损失等问题。
因此，对动力堆乏燃料普遍采用切断——浸取法来去壳，溶解过程需采用适当方法以确保可能发生的临界安全。
（2）去污萃取。
由萃取段和洗涤段组成，在萃取段中，铀和钚经30％（体积）TBP——正烷烃稀释剂，多级逆流萃取后再进入有机相；裂变产物基本上仍留在水相萃余液中；镅、锔也进入萃余液中，镎则在两相之间进行分配。
在洗涤段，用约3mol/L 的硝酸洗涤来自萃取段的有机相，在除去其中夹带的裂变产物后，再返回萃取段。
萃取段往往是在室温下进行操作，萃取设备的物料滞留量要尽量减少，以减少溶剂的辐照降解。
同时，提高洗涤段的温度还有利于去除钌。
（3）铀、钚分离。
TBP 对不同价态的钚有不同的萃取能力，三价钚的分配系数比四价钚的低得多。
硝酸浓度低时，三价钚的分配系数更低。
采用适当的还原方法，将载有铀、钚的有机相中的钚，还原成三价而铀仍保持六价，即可将钚还原反萃而与铀分离。
还原剂可用亚铁离子、四价铀、硝酸羟胺。
（4）铀的纯化。
铀、钚分离后，铀使用稀酸反萃，再经1～2 个TBP 萃取循环进行纯化处理。
（5）钚的纯化。
铀、钚分离后的钚仍含有一定量的铀、镎和裂变产物。
再经过两个萃取循环进行纯化。
反萃时，可用稀酸（0.35mol/L。
硝酸）选择性反萃取钚，也可用还原反萃。
还可采用阴离子交换作为钚的尾端净化步骤。
（6）溶剂再生返回使用。
处理过大量裂变产物和钚的溶剂，必须除去其中所含的裂变产物和降解（辐照降解和化学降解）产物，同时回收所含铀和钚。
常用的溶剂处理方法是洗涤法，以酸、碱交替洗涤为主，近年来世界上正在研究新的溶剂再生方法。
（7）废水处理。
后处理过程产生大量的各种废水，放射性废水按其比活度大小分为高放、中放和低放废水，并可根据含盐量、含酸量进行进一步分类。
其中最重要的是占全部废物放射性约99％的高放废液的处理处置，高放废水通常较多的采用蒸浓储存以待进一步处理。
低放废水可采用凝聚沉淀法、离子交换法处理，还可用电渗析法、反渗透法处理。
对于放射性水平低于露天水源中最大允许浓度的废水，可经过稀释后直接排入江河、海洋。
3.2后处理的发展趋向乏燃料后处理不仅在实现核燃料循环使用，充分利用核资源方面是必需的，而且从环境保护和核废物的最终安全处理处置来看，也是十分重要的。
一方面，随着核能利用事业的发展，要求乏燃料后处理厂能够接受燃耗深、冷却时间短，比活度大、含钚量高的乏燃料。
另一方面，对乏燃料后处理的经济性和安全性的要求也是越来越高，对放射性三废的排放标准也是日趋严格。
