核燃料循环后端

随着核能事业的不断发展，核能发电过程中产生放射性乏燃料的数量也将随之增加，这也将成为核能利用发展道路上急需解决的问题，如何管理好放射性核废料？各国的办法各不相同，本文整理了一些核废料处理方法，以供读者参考。

核废料是指核电站在运行中产生的含有放射性的物质，从技术层面来看，核废料主要分为高放射性、中放射性、低放射性三种，一般可归为高放射性核废料和中低放射性核废料两类。

高放射性核废料主要包括核燃料在发电后产生的乏燃料及其处理物。

这些废料包括铀、钚和高放射性元素裂变过程中产生的废弃物。

大多数高级别废弃物中的放射性同位素具有超强的辐射和极长的半衰期（有的超过10万年），对人体的危害巨大，如只需10毫克钚就能致人毙命，而这些核废料降低到安全放射性水平也需要相当长的时间。

中低放射性核废料一般包括核电站的污染设备、检测设备、运行时的水化系统、交换树脂、废水废液和手套等劳保用品。

中低放射性核废料危害较低，它的放射性级别和放射性同位素的半衰期比较小，通常储存10到50年的时间后，其中的放射性同位素就会衰变，而此时的废物可以作为普通垃圾丢弃。

因此各种核废料处置方法是不一样的。

废弃物的放射性会随着时间减弱，因此处理核废物的原则是将其隔离起来直到它不再构成危险。

这意味着从核电站和核武器产生的废物经过几千年的时间才可以再处理。

目前，核废料的主要处理方法是将低放射性的废料隔离、存储，中放射性的废料近地面处理，那些高放射性的废物则通过深度填埋和变形的方式进行处理。

核废料的初步处理成功将核废料与生物圈隔离需要复杂的处理和管理过程。

这个处理过程伴随着一个包括存贮、处理或将废弃物转化为无毒形式的长期的管理策略。

世界各国政府都在探究废弃物管理和处理的方式，尽管在高级别废弃物的管理方案方面的进展有限。

玻璃化冷冻保存放射性废弃物的长期存储需要将其转化成一个稳定的形式。

其中一种方法是玻璃化冷冻保存。

目前，在塞拉菲尔德的高级别放射物就是先将其和糖混合起来，然后煅烧。

中国核燃料循环执行“闭计划”作者：暂无来源：《环境与生活》 2016年第9期本刊主笔季天也前些时，一则有关“核燃料循环项目选址”的消息，引发舆论热议。

然而多数人并不了解核燃料循环是个“神马东东”。

那么从科学的角度看，所谓的核燃料循环是个什么项目？建它干吗用呢？世界核燃料循环方法有两种核燃料循环，指的是核燃料从铀矿开采冶炼后的纯化转化开始，到反应堆中发电、核燃料后处理厂回收利用、废物处置的整套过程。

以核电站反应堆为过程分界线，铀纯化转化，铀浓缩及燃料加工制造等，被称为核燃料循环前端；用过的核燃料（即乏燃料）从反应堆里卸出来后，经历的冷却储存、后处理、回收复用或最终处置等过程，则称为后端。

乏燃料的安全出路有两条，一是“一次通过”策略，即乏燃料不再用了，将其按照高放射性废物的处置方法，把乏燃料经冷却和特殊包装后长期贮存，或进行500 ～ 1000米的深埋，以屏蔽放射性和衰变热。

这种方法属于开式循环，采用此方法代表国家有美国、加拿大、西班牙、瑞典、芬兰等。

二是后处理策略，即回收乏燃料中还没烧完和仍有利用价值的铀、钚等放射性核素，其余的再按放射性等级分门别类进行处理，属于闭式循环，代表国家有法国、中国、英国等。

采用哪种循环方案，是由成本、安全性、地理条件等诸多因素综合决定的，各国都有基于各自国情的考虑，方案本身并没有绝对的好坏之分，都是需要高标准、严要求的技术活。

关于处理放射性废物的更多信息，《环境与生活》2015年8月号《处理好的核废物辐射小于X光》一文有详细介绍，这里就不再赘述啦。

铀资源开发冶炼难度不低，总量也不大。

出于省“铀”和废物减排的考虑，我国早在上世纪80年代核电发展之初，就确定了闭式燃料循环方案。

核循环厂辐射相当每年两次胸透我国拟建的核燃料循环项目，就是负责闭式循环后端环节的后处理部分。

2013年，中核集团与世界核燃料循环后端的龙头企业法国阿海珐集团（Areva），签署了大型商业后处理-再循环工厂项目合作意向书。

中法核燃料循环后端技术研讨会在成都举办（图9月16~17日，由中国核能行业协会和法国阿海珐集团共同主办的中法核燃料循环后端技术研讨会在成都举办。

来自中法两国核能领域近50家单位的约140名代表参加了会议。

中国核能行业协会理事长张华祝、国家国防科工局系统工程二司副司长吕晓明、国家能源局核电司副司长陈飞、国家核安全局核安全监管一司副司长邱江、法国驻华使馆核参赞科尔迪耶、阿海珐亚太区副总裁陈亚芹等出席开幕式并致辞。

张华祝理事长在致辞中指出，本次研讨会为中法两国在核燃料循环后端合作搭建了技术交流的平台，对加强沟通、推动合作具有重要的现实意义。

首先，今年正值中法核能合作30周年，本次研讨会为中法两国核能伙伴共同回顾合作历程、展望合作前景提供了契机；其次，今年4月《中法合作建设大型商业后处理-再循环工厂项目的合作意向书》的正式签署意味着核燃料后端的技术与商务方面的合作将会成为中法合作一个新的重要领域；再次，福岛事故后，包括乏燃料在内的高放废物的处理处置受到公众和媒体的广泛关注，本次会议就核燃料循环后端技术各个层面的相关问题进行分析和交流，这不仅会使与会代表有所收获，也会帮助公众和媒体更好地了解核燃料后端技术的发展。

在本次会议上，中法两国专家就核燃料循环产业的发展、乏燃料后处理工艺、乏燃料后处理的资金与经济性问题、后处理厂址选择与标准、干式贮存的必要性、MOX燃料的制造与应用、乏燃料的贮存与运输，以及高放废物地质处置地下实验室等内容作了专题告。

告引起与会代表的高度兴趣，大家就告提到的观点、结论与关切问题展开积极交流和探讨，并希望中国核能行业协会今后能就该领域的具体问题组织进一步的深入研讨。

中国核能行业协会副理事长赵成昆和法国阿海珐后端战略销售与创新高级副总裁德莱鸿女士应邀主持了第一天的小组讨论，并在会议结束时作了总结。

赵成昆谈到，通过闭式燃料循环可有效提高铀资源利用率，减少高放废物，是保障我国核电长期可持续发展的一个重要方面。

核燃料循环行业现状分析报告及未来五至十年发展趋势近年来，核燃料循环行业在全球范围内受到了广泛的关注。

核能作为一种清洁、高效的能源形式，被认为是解决能源问题和实现可持续发展的重要途径。

核燃料循环作为核能发展的重要组成部分，具有资源高效利用、辐射废物管理和军民融合等方面的优势。

在这篇文章中，我们将对核燃料循环行业的现状进行分析，并展望未来五至十年的发展趋势。

一、核燃料循环行业现状分析1. 发展背景和态势核燃料循环作为核能发电的后续环节，具有回收再利用核燃料、减少核废料、提高核安全等重要优势。

当前，全球核燃料循环行业发展态势良好。

日本、法国、美国等国家在核燃料循环技术方面取得了显著进展，建立了完备的核燃料循环体系。

同时，中国也将核燃料循环列为国家战略，加大了对核燃料循环技术的研发和应用力度。

2. 技术进展和创新核燃料循环行业在技术方面取得了长足进展。

核燃料再处理、核燃料制备和核燃料储存等关键技术得到了不断完善。

在核燃料再处理领域，国内外企业积极推进核燃料再处理工厂的建设，提高核燃料的再循环利用率。

同时，核燃料制备领域的技术也取得了显著突破，新型核燃料的开发应用逐渐成为行业的新热点。

3. 国际合作与交流在核燃料循环行业的发展中，国际合作与交流起到了重要的推动作用。

各国在核燃料技术、政策法规、安全管理等方面进行广泛合作和交流，加强了核燃料循环行业的国际合作。

例如，中国与法国、俄罗斯等国就核燃料再处理、核燃料制备等方面进行了深入合作，推动了核燃料循环技术的发展。

4. 产业规模和市场前景核燃料循环行业的产业规模不断扩大，市场前景广阔。

目前，核燃料循环行业已经形成了完整的产业链条，包括核燃料再处理、核燃料制备、核燃料储存等多个环节。

全球核能装机容量的增加和核燃料循环技术的发展，将进一步推动核燃料循环行业的发展，市场潜力巨大。

二、未来五至十年发展趋势展望1. 技术创新和突破未来五至十年，核燃料循环行业将继续加强技术创新和突破。

核燃料循环各个阶段摘要：一、核燃料循环的定义与重要性二、核燃料循环的组成部分1.前端：铀矿开采与加工2.后端：核燃料在反应堆中使用与乏燃料处理三、核燃料循环的具体流程1.铀矿地质勘探2.铀矿开采3.铀提取工艺4.核燃料在反应堆中使用5.乏燃料处理四、核燃料循环的意义与挑战正文：核燃料循环是核工业体系中的重要组成部分，它涉及到核燃料的获得、使用、处理以及回收利用等多个环节。

为了更好地理解核燃料循环，我们需要对其组成部分进行详细的了解。

核燃料循环主要分为前端和后端两个部分。

前端主要包括铀矿的开采和加工，以及铀的提取工艺。

后端则主要是核燃料在反应堆中的使用，以及乏燃料的处理。

在核燃料循环的前端，铀矿地质勘探是第一步。

这一阶段的任务是查明和研究铀矿床形成的地质条件，以便于指导后续的普查勘探工作。

地质勘探工作的程序包括区域地质调查、普查和详查、揭露评价和勘探等阶段。

接下来是铀矿开采，这一步骤的任务是将铀矿从地下矿床中开采出来，或者通过化学溶浸的方法将铀转化为液体铀化合物。

铀矿开采的方法主要有露天开采、地下开采和原地浸出采铀等。

在铀提取工艺阶段，主要是通过水冶方法将开采出来的铀矿加工富集成含铀较高的中间产品，通常称为铀化学浓缩物。

在核燃料循环的后端，核燃料在反应堆中的使用是核心环节。

核燃料在反应堆中发生核裂变反应，释放出大量的能量。

然而，随着反应的进行，核燃料的浓度会逐渐降低，这时就需要对乏燃料进行处理。

乏燃料处理的主要任务是分离出放射性核素，以便于进行回收利用或者进行安全处置。

总的来说，核燃料循环是核能利用的重要组成部分，它涉及到多个环节，包括铀矿的开采、加工，铀的提取，核燃料在反应堆中的使用，以及乏燃料的处理等。

尽管核燃料循环带来了核能的利用，但也带来了核废料的处理等问题。

潘良明重庆大学4.1 4.2 4.3 堆内燃料循环4.4 核燃料循环后端前端铀矿石开采和冶炼 铀转化铀同位素浓缩 核燃料元件制造 核电站乏燃料后处理废物处理黄饼矿石浓缩芯块烧结组装Uranium Ore Processing铀化合物的转化Conversion (UO 2, UO 3, UF 4, UF 6, U 3O 8, U)Uranium EnrichmentFuel Fabrication (AGR, FBR, GCR, LWR, MAGNOX, MOX, PHWR, RBMK, Pellets)勘定储量：推测储量：包括海水中的铀：世界上重要的铀矿资源国家•澳大利亚44％•哈萨克斯坦20％•加拿大18％•南非8％•美国、独联体、刚果、尼日利亚等我国的东北、西北、西南及中南地区都蕴藏有铀加拿大哈萨克斯坦美国价格世界铀资源用于反应堆的产能效率1770000折算为标准煤吨数6000001t 天然铀的产能值（442500包括海水中的铀：44250推测储量：8850勘定储量：用于快中子反应堆天然铀资源按能值折算为标准煤单位：Gt标准煤*: 分离工厂贫铀中997.748Gt地位和作用•不属于核燃料循环•提供铀矿储量信息铀矿种类和价值•已发现•具有实际开采价值只有•一般铀含量•最高的含量•主要在花岗岩中影响铀矿床工业的主要因素•矿石品位•矿床储量•开采条件普查勘探工作程序•区域地质调查、普查和详查、揭露评价、勘探等•地形测量、地质填图、原始资料编录等•我国需要5年以上的时间铀矿地质勘探核工业地质局核工业北京地质研究院核工业航测遥感中心核工业西北地质局二Ｏ八大队核工业地质局二一六大队核工业东北地质局二四三大队核工业西北地质局二Ｏ三研究所核工业中南地质局二三Ｏ研究所核工业东北地质局二四Ｏ研究所核工业华东地质局二七Ｏ研究所核工业西南地质局二八Ｏ研究所核工业华南地质局二九Ｏ研究所核工业总公司种类•沥青铀矿•钾钒铀矿铀含量•铀矿石平均含铀品位为：•富矿： 储量测量：•航空测量•γ 铀储量•探明储量：经过地质勘探，计算分析，得到的具体储量•预测储量：铀的矿床、矿田和成矿区域中比较有利的地区，根据这些地区的成矿条件推算出来的铀矿石铀矿放大倍广西富钟县花山区铀矿中国是铀矿资源不甚丰富我国铀矿探明储量居世界第位之后，不能适应发展核电的长远需要矿床规模以中小为主矿石品位偏低•一般在千分之一含量就要开采，成本较高•开发堆浸、地浸技术，可降低成本我国逐步发现了花岗岩型38%、火山岩型22%、砂岩型四大类型的铀矿床•北方铀矿区以火山岩型、砂岩型为主Æ地浸•南方铀矿区以花岗岩型为主Æ堆浸广东湖南江西云南广西浙江新疆河北陕西已探明的铀矿•大小铀矿床•矿床以中小型为主主要分布•江西、广东、湖南、广西，以及新疆、辽宁、云南、河北、内蒙古、浙江、甘肃等省主要的铀矿床•相山铀矿田、郴县铀矿床、下庄铀矿田、产子坪铀矿田、青龙铀矿田、腾冲铀矿床、桃山铀矿床、小丘源铀矿床、黄村铀矿床、连山关铀矿床、蓝田铀矿床、若尔盖铀矿床、芨岭铀矿床、伊犁铀矿床、白杨河铀矿床已经建成和新建的厂矿•衡阳铀矿、郴州铀矿、大浦街铀矿、上饶铀矿、抚州铀矿、乐安铀矿、翁源铀矿、衢州铀矿、澜河铀矿、仁化铀矿、本溪铀矿、蓝田铀矿、伊犁铀矿等地位和作用•从地下矿床中开采出工业品位的铀矿石•或将铀经化学溶浸，生产出液体铀化合物铀的开采•露天开采机械化程度高、生产能力大、生产成本低、劳动条件好•地下开采：井巷掘进用于埋藏较深的矿体井巷工程：决定了矿山基建时间•原地浸出（地浸）in situ leaching,ISL通过地表钻孔将化学反应剂注入矿带，通过化学反应选择性地溶解矿石中的铀，并将浸出液提取出地表具有生产成本低，劳动强度小仅适用于具有一定地质、水文地质条件的矿床（砂岩型）•苏联技术•建于1960年铀含量•铀的矿冶工艺•提炼方式•铀的选矿重力选矿、磁选选矿、放射性选矿•铀的水冶用酸或碱的水溶液•铀的纯化浓缩和纯化使铀和杂质分开Æ达到较高和 产品•重铀酸铵（黄饼）铀矿开采铀含量0.1%~0.2%形态矿石矿浆粉末核纯铀40%~70%陶瓷等75%我国的铀矿开采和矿石提炼能力 中国有几十座矿山、铀水冶厂、铀开采联合企业 中国的铀处理厂在矿山附近。

核燃料循环及后处理技术的研究进展核能是一种清洁、高效的能源形式，被广泛应用于发电、医疗、工业和科研领域。

然而，核能的运用也带来了核废料的产生，这些废料对环境和人类健康构成了潜在的威胁。

为了解决这一问题，核燃料循环及后处理技术应运而生。

核燃料循环是指将核燃料经过使用后的再处理和回收利用过程，从而减少放射性废料的量。

这个过程中核燃料被分离提取、再加工，以便重新使用。

它需要高度复杂的技术和设备，以确保废料处理不会对环境和人类健康产生不可挽回的损害。

核燃料循环的关键步骤包括核燃料浸出、分离提取、再加工和后处理。

核燃料浸出是将使用过的核燃料接触溶剂，以提取核材料。

分离提取是通过溶剂萃取法、离子交换法、溶剂萃取-离子交换法等技术，将核燃料中的铀、钚等重要材料与废料分离出来。

再加工是对分离的核材料进行处理，使其符合再利用的要求。

后处理是将再利用后的核燃料进行处理，以提高核燃料的安全性。

近年来，核燃料循环及后处理技术在全球范围内得到了广泛研究和发展。

一方面，研究人员致力于提高核燃料循环和后处理技术的效率和安全性。

另一方面，他们也在研究新的材料、方法和技术，以改进核燃料循环和后处理过程。

在核燃料循环方面，国际上已经建立了多个核燃料再处理厂和实验室，如法国的La Hague再处理厂、日本的Rokkasho再处理厂等。

这些设施以各自独特的技术和方法，进行核燃料的浸出、分离、再加工和后处理。

通过对这些设施的研究和实践，可以不断改进核燃料循环技术，提高其效率和安全性。

在后处理技术方面，研究人员正在致力于开发更高效、更安全的核废料处理方法。

例如，放射性废料的固化技术是目前研究的热点之一。

固化技术主要利用陶瓷、玻璃等材料对放射性废料进行封存和固化，以防止辐射泄漏。

此外，还有一些新兴的后处理技术，如电化学处理、超临界流体萃取等，也吸引了研究者的关注。

除了技术改进，核燃料循环及后处理技术的可持续性也正在研究的重点之一。

为了实现可持续发展，研究人员探索了核燃料循环过程中的中子平衡、资源利用效率和废物减排等问题。