乏燃料后处理技术研究现状

核能档案52——世界乏燃料后处理工业现状法国核电工业发达，现有58台核电机组在运行，总装机容量约63吉瓦，年发电量约4210亿千瓦时，约占全国总发电量的75%。

这些核电机组在发电的同时，也产生大量的乏燃料。

法国采取闭合式燃料循环政策，即对核电厂产生的乏燃料进行后处理，回收其包含的铀和钚，并制成燃料继续在反应堆中循环使用。

采取闭式燃料循环政策的国家还有日本、俄罗斯、印度等国，就目前的情况看，法国的商业乏燃料后处理及再循环工业是世界上规模最大、工艺最成熟、技术最先进的。

大型商业后处理活动：不可比拟的“阿格地位”法国先后建成过UP1、UP2和UP3三座商业后处理车间，其中位于马库勒场址的UP1于1958年投运，主要用于军事目的，已于1997年关闭，UP2和UP3均位于阿格后处理厂。

经过40年的发展，阿格后处理厂如今已成为法国甚至是世界上规模最大、技术最先进、工艺最成熟的商业轻水堆乏燃料后处理基地。

它不仅处理法国国内的乏燃料，还为德国、日本、意大利等国处理进口乏燃料。

该厂运行至今未发生过任何重大事故，成为成熟商业后处理的典范。

该工厂目前拥有6000多名员工。

阿格后处理厂现有两个后处理车间在运行，即UP2-800和UP3，均使用成熟的PUREX工艺。

UP2于1962年动工兴建，1967年1月投产，曾处理过石墨气冷堆、快中子堆以及轻水堆等多种堆型的乏燃料，处理能力为400吨/年，但经过改造后每年可处理800多吨轻水堆乏燃料，并更名为UP2-800；UP3由7个国家（不包括法国）的外国客户共同出资兴建，于1990年投入商运，额定处理能力为800吨/年。

两个车间的总处理能力约为1700吨/年，若满负荷运行，可承担90～100台百万千瓦级核电机组每年产生的乏燃料的后处理任务。

目前，全球的轻水堆乏燃料后处理能力总计约为3000吨/年，而阿格后处理厂占到其中一半以上，可见其在世界乏燃料后处理领域拥有不可比拟的地位。

在阿格工厂，后处理作业可回收99.9%的钚和铀，仅剩下约3%的物质成为高放废物，经过玻璃固化后存于现场，等待最终处置。

第31卷 增刊 核 化 学 与 放 射 化 学 V ol. 31 Suppl. 2009年7月 Journal of Nuclear and Radiochemistry July 2009收稿日期：2009-03-02作者简介：刘学刚（1976—），男，北京人，博士，副研究员，核化工专业文章编号：0253-9950（2009）S0-0035-10乏燃料干法后处理技术研究进展刘学刚清华大学 核能与新能源技术研究院，北京 102201摘要：本文介绍了近年来各国的干法后处理研究计划，对干法后处理技术路线、流程特点和发展现状进行了综述。

关键词：乏燃料；干法后处理中图分类号：TL241.2 文献标志码：AResearch on Dry Reprocessing Technology ofSpent Nuclear FuelLIU Xue-gangInstitute of Nuclear and New Energy Technology, Tsinghua University, Beijing 102201, ChinaAbstract ：In this paper, worldwide research projects of dry reprocessing technology are introduced. The technical routes of dry reprocessing, their features and current status are summarised.Key words ：spent nuclear fuel ；dry reprocessing目前世界核电总装机容量约为370 GWe ，占全球电力需求的16％。

每年，全世界核电卸出的乏燃料约为10 500 tHM ，截至2008年累计卸出的乏燃料总量已超过270 000 tHM 。

乏燃料的处理处置问题已成为影响核电可持续发展的关键问题。

我国乏燃料后处理经济性研究赵弥 彭海成 董博(国家国防科技工业局核技术支持中心 北京 100071)摘要：随着我国核能产业快速发展，天然铀需求和所产生乏燃料的数量也逐年增加，后处理产业的经济性必然会再次成为发展闭式核燃料循环产业需要解决的问题之一。

该文参考经合组织核能署相关研究，开展乏燃料后处理经济性分析，对“一次通过”和后处理两种核燃料循环方式的成本进行测算。

结果显示，现阶段后处理方案比“一次通过”更加经济，并且随着天然铀价格的持续上涨与后处理、MOX燃料制造技术成熟所带来的价格下降，其经济性将在未来愈发凸显。

关键词：核燃料循环 乏燃料 后处理 经济性中图分类号：F426.61;F426.23文献标识码：A 文章编号：1672-3791(2023)12-0252-05 Research on the Economy of Irradiated Fuel Reprocessing in ChinaZHAO Mi PENG Haicheng DONG Bo(Nuclear Technology Support Center of SASTIND, Beijing, 100071 China)Abstract: With the rapid development of China's nuclear energy industry, the demand for natural uranium and the amount of produced spent fuel are also increasing year by year, and the economy of the reprocessing industry will inevi‐tably become one of the questions that need to be answered in the development of the closed nuclear fuel cycle industry again. This study refers to relevant research from the OECD Nuclear Energy Agency, analyzes the economy of spent fuel reprocessing, and calculates the costs of two nuclear fuel cycle methods of "once-through" and reprocessing. The results show that the reprocessing scheme is more economical than "once-through" at this stage, and its economy will become increasingly prominent in the future with the continuous rise of the price of natural uranium and the decrease of the price caused by the maturity of reprocessing and MOX fuel manufacturing technology.Key Words: Nuclear fuel cycle; Spent fuel; Reprocessing; Economy近年来，随着世界各国积极推进“碳达峰、碳中和”，以及更安全的核电机组投运，核能产业开始逐渐复苏。

2024年乏燃料市场发展现状1. 引言乏燃料是指核反应堆运行过程中使用后剩余的燃料，其中包含了尚未消耗的可用能量。

乏燃料的处理与管理一直是核能领域的重要议题之一。

随着全球对清洁能源需求的增长和核能发电的扩张，乏燃料市场的发展也越来越受到关注。

本文将从几个方面探讨乏燃料市场的发展现状，并分析其面临的挑战和机遇。

2. 乏燃料市场的主要参与方乏燃料市场的主要参与方包括核电厂运营商、乏燃料处理企业、政府机构和国际组织等。

核电厂运营商负责收集和储存乏燃料，并与乏燃料处理企业合作进行后续处理。

乏燃料处理企业则负责将乏燃料进行再处理或最终处置。

政府机构在乏燃料市场中扮演着监督和规范的角色，制定相关政策和法规，保证乏燃料的安全和环保处理。

国际组织如国际原子能组织（IAEA）和核能机构（NEA）等，通过合作与协调，促进乏燃料市场的发展和技术创新。

3. 乏燃料市场的发展现状3.1 乏燃料的处理与储存技术乏燃料的处理与储存技术是乏燃料市场发展的基础。

目前，主要的乏燃料处理技术包括再处理、焚烧和处置等。

再处理是将乏燃料中的可用能源提取出来，并将剩余部分进行处理。

在再处理过程中，可以获得可再利用的铀和钚等元素，同时减少乏燃料的体积和放射性污染。

焚烧是指将乏燃料进行高温燃烧，将其转化为较低放射性的废物。

焚烧技术可以大大减少乏燃料的体积和危险程度，但需要解决高温燃烧对环境的影响和设备成本的问题。

处置是将乏燃料长期储存或封存于地下设施中，以减少对环境和人类健康的风险。

目前，深地质处置被认为是最可行的乏燃料最终处置方式。

3.2 乏燃料市场的现状和趋势乏燃料市场的发展现状和趋势受到多个因素的影响。

一方面，全球对清洁能源的需求不断增长，核能发电作为清洁能源的重要组成部分，使得乏燃料市场面临巨大的发展机遇。

另一方面，乏燃料的处理和管理成本较高，且存在安全和环保等方面的挑战，制约着乏燃料市场的发展。

同时，一些国家对核能发展持保留态度，限制了乏燃料市场的进一步扩展。

乏燃料处理方法乏燃料是指在核反应堆中已经燃尽的核燃料。

处理乏燃料是核能发展和利用的重要环节之一，对于核能的可持续发展具有重要意义。

本文将介绍乏燃料处理的方法和技术。

一、乏燃料处理的必要性乏燃料中包含了大量的放射性核素，其中包括长寿命的放射性核素和高放射性核素。

如果不加以妥善处理，乏燃料会对人类和环境造成巨大的危害。

因此，乏燃料处理是必要的，可以将其中的放射性核素进行回收和转化，减少其对环境的影响。

二、乏燃料处理的方法乏燃料处理的方法主要包括以下几种：1. 处理和储存乏燃料首先需要进行处理和储存。

处理的目的是将乏燃料进行初步的分离和分析，确定其中的放射性核素的种类和含量。

储存的目的是将乏燃料放置在合适的容器中，避免对环境和人体造成污染。

2. 高温氧化法高温氧化法是一种常用的乏燃料处理方法，可以将乏燃料中的放射性核素进行转化和分离。

该方法利用高温氧化反应将乏燃料中的有机物质氧化成气体，然后进行分离和回收。

这样可以减少乏燃料的体积和放射性核素的含量。

3. 超临界水氧化法超临界水氧化法是一种新兴的乏燃料处理方法，可以在高温高压条件下将乏燃料中的有机物质氧化成无机物质。

该方法具有高效、环保的特点，可以有效地降低乏燃料的放射性污染。

4. 熔盐处理法熔盐处理法是一种将乏燃料中的放射性核素溶解在熔盐中的方法。

通过溶解和分离，可以将乏燃料中的放射性核素进行回收和转化。

这种方法具有高效、经济的特点，可以有效地减少乏燃料的体积和放射性核素的含量。

三、乏燃料处理的挑战和前景乏燃料处理面临着一些挑战，包括技术和安全等方面。

乏燃料中的放射性核素具有高毒性和高放射性，处理过程需要高度的技术和安全保障。

同时，乏燃料处理还需要解决废物处理和储存等问题，以确保对环境和人体的安全。

乏燃料处理的前景是光明的。

随着核能的发展和利用，乏燃料处理技术也在不断创新和改进。

新型的乏燃料处理方法可以更加高效、环保地处理乏燃料，减少对环境的影响。

同时，乏燃料中的放射性核素也可以被回收和利用，提高核能的利用效率。

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。

2023年乏燃料行业市场调研报告乏燃料行业市场调研报告一、行业概述乏燃料是指核反应堆中燃烧时间达到设计寿命的燃料，由于长期受到中子辐射而发生了核变化，包括一些高能级的放射性核素。

是一种高活性放射性废物，尤其是重水堆燃料和MTR（中子俘获反应）堆的乏燃料，其长寿命核素含量较高，容易产生长期的辐射防护和环境保护问题。

二、市场现状近年来乏燃料的管理和处置越来越受到关注，我国也建立了完善的乏燃料管理制度。

然而，乏燃料产出量不断增加，目前我国的乏燃料储存处置问题依旧没有得到根本解决。

中国加入Treaty(核不扩散条约)后，成为30多个签署方中唯一拥有外国核电公司在中国投资的国家。

自1994年起，中国可再利用核燃料工程紧跟世界最先进水平，相继建成乏燃料后处理工程——中国广东核电公司汕尾核电站乏燃料后处理中心，和废物的处理和处置工程——中国广东核电公司汕尾废物处理中心。

三、市场前景随着我国核电装机规模的不断扩大，在核电运营管理和废物处置方面的技术不断提升，乏燃料的处理能力也将逐步提高。

未来随着国内核电行业的不断发展，乏燃料的产生量将继续增加，企业可以加强乏燃料处理主流程研发，探索更加高效、低成本的处理方案，提高乏燃料再利用率，推动乏燃料回收核电厂再利用。

四、竞争市场格局目前，乏燃料处理企业主要集中在国有大型企业和部分民营企业。

国有大型企业在技术积累和实践经验方面具有较大的优势，同时还拥有较强的机构和资金作为支撑，占据了行业的主要市场份额。

而一些民营企业也开始进入此行业，目前其份额尚不足国有企业的一半。

但这些企业在成本控制方面做得更好，一些互联网公司和大数据公司也进入了此领域，使用科技手段提高效率，促进行业的发展与创新。

五、建议1.企业要不断加强技术研发，提高处理效率和再利用率。

2.乏燃料处理公司可通过合理开展再加工利用，提高资源利用率，降低环境风险，提高经济收益，增强可持续发展能力。

3.加强合作共赢，利用大数据等现代科技手段，扩大产业链布局。