精选第八章核燃料循环资料
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核燃料循环核燃料以反应堆为中心循环使用。
(一)铀的开采、冶炼、精制及转化:铀是比较分散的元素。
世界上重要的产铀国家有:加拿大、美国、独联体、澳大利亚、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。
但是可提供一定铀产量的铀矿石的含铀量的品位较低(10—4~10—2),掘出的含铀矿石必须经过复杂的化学富集,才能得到可作粗加工的原料。
过去开采铀矿石都采用传统的掘进方式(耗能大、成本高、生产周期长,还有运输、尾矿等问题)。
近来根据铀矿石性质的多样性,又开发了地表堆浸、井下堆浸以及原地浸取等方式.我国的铀矿石属低品位等级,一般在千分之一含量就要开采,成本较高。
为了降低成本,充分利用低品位矿石,80年代以来就积极开发堆浸、地浸技术,现已投产。
例如地表堆浸,处理品位为8×10—4的沙岩矿,成本降低 40%。
原地浸取工程也已经开工。
原地浸取采矿的优点是:成本低(投资只有掘进的1/2)、工艺简单、节约能源(省去了磨碎、运输等工序,可节约能源 60%)、节约劳动力、减轻劳动强度(节约劳动力数十倍,工人进行流体物操作,劳动条件大为改善)、矿山建设周期短、可以充分利用低品位铀资源。
因此受到重视而被称为铀矿冶技术上的一场革命。
浸取液经过离子交换、萃取以富集铀,再经过酸性条件下沉淀(与硷金属及碱土金属分离)和碱性条件下溶解(与过渡元素分离)以进一步净化铀,最后得到铀的精炼物.将此精炼物进一步纯化,并将铀转化成低沸点的UF6(升华温度:1大气压下56℃;0.13大气压下25℃),即可用作浓缩235U同位素的原料。
核燃料循环技术的原理和应用1. 引言核能作为一种清洁、高效、可持续的能源形式,已经在全球范围内得到广泛应用。
核燃料循环技术是核能发展中的重要一环,它能够有效利用核燃料,减少核废料的产生,并提供更多可用的核能资源。
2. 核燃料循环技术的概念核燃料循环技术是一种将使用过的核燃料进行处理和再利用的技术。
它包括以下几个关键步骤:核燃料的提取与加工、核燃料的再处理、核燃料的再利用和放射性废物的处置。
3. 核燃料循环技术的原理核燃料循环技术的原理是将使用过的核燃料中的未燃尽的核燃料和可再利用的核材料分离出来,进行再处理和再利用。
以下是核燃料循环技术的原理步骤:•核燃料的提取与加工:从矿石中提取出铀和钍等核燃料,经过加工得到可用于核反应堆的核燃料。
•核燃料的再处理:将使用过的核燃料中的未燃尽的核燃料和可再利用的核材料分离出来,通常采用化学方法进行分离和提取,以将这些可再利用的核材料进行再利用。
•核燃料的再利用:将再处理得到的可再利用的核材料用于制造新的核燃料,供核反应堆使用。
这样可以充分利用核燃料资源,提高能源利用效率。
•放射性废物的处置:核燃料循环技术中产生的放射性废物需要经过特殊的处理和处置,以保证对环境和人类健康的安全。
4. 核燃料循环技术的应用核燃料循环技术已经在全球范围内得到广泛应用,并取得了一系列的成果。
•提高核燃料利用率:核燃料循环技术可以有效利用核燃料,使得核燃料的利用率大大提高,从而延长了核能资源的使用寿命。
•减缓核废料问题:通过再处理和再利用核燃料,核废料的产生大大减少,减轻了对核废料处理的压力和成本。
•改善能源安全:核燃料循环技术可以降低对进口核燃料的依赖,提高国家能源的自给能力,增强能源安全。
•减少环境污染:核燃料循环技术可以减少核废料的产生,降低核能发电过程中对环境的污染,对保护生态环境具有积极作用。
5. 核燃料循环技术的发展趋势核燃料循环技术在未来的发展中,将面临以下几个重要的趋势:•高效利用核燃料:通过不断改进核燃料循环技术,提高核燃料利用率,进一步延长核能资源的使用寿命。
辐射及其应用从广义上讲“辐射”是指机械波(如声波)、电磁波(无线电波、可见光、X射线、γ射线)或大量微观粒子(如α粒子、β粒子)从它们的发射体出发,在空间或媒质中传播、移动的过程;也可以理解为波动的能量或大量微观粒子本身。
如声波是一种能听得到的,在空气中传播的较小能量的波运动;X射线、γ射线或α粒子、β粒子是具有大量能量的,它们作用于物质时,能够从物质的原子中把核外电子“弹飞”出去,引起电离。
能够引起物质电离的这类辐射,被称为电离辐射,通常电离辐射又称“放射”。
核辐射是原子核从一种结构或一种能量状态转变为另一种结构或另一种能量状态过程中所释放出来的微观粒子流,核辐射可以使物质引起电离或激发,所以它属于电离辐射的范畴,核辐射一般主要是α、β、γ三种射线。
核辐射的能量根源来自于强大的核力,原子核内的质子是相互排斥的,把它们聚集在一起的是中子,所以如果原子核没有足够的中子,原子就会分裂;但是,如果拥有太多的中子(或太少的质子),核内就会产生巨大的核强力,因此原子核仍然拥有太多的能量。
这些种类的原子不稳定,它会通过释放辐射消除多余的能量。
放射性物质只不过是不稳定的原子的集合体。
人类对辐射的科学认识和研究是从19世纪末开始的,1895年德国物理学家伦琴发现了X射线,1896年法国科学家贝克勒尔发现了天然放射性,1898年居里夫人从沥青中分离出天然放射性元素钋和镭,1898年卢瑟福发现放射性元素钍,1932年查德威克发现中子,从此人类社会进入了辉煌的原子时代。
辐射按作用方式可分为直接电离辐射(如α粒子、β粒子)和间接电离辐射(如X射线、γ射线和中子);按能量形式可分为粒子型辐射(如α粒子、β粒子和中子)和电磁波型辐射(如X射线、γ射线)。
α射线是从一些放射性同位素物质的核中放射出来的带正电的α粒子流,实际上就是氦原子核,由两个质子和两个中子组成,带两个单位正电荷。
α射线的穿透能力很弱,射程很短,因而α射线对人体不存在外照射危害,但由于α射线的电离本领极强,这使得它对人体内照射危害较大,因此如果α辐射体集中蓄积于某一部位时,该部位有可能引起严重损伤,故应该特别注意防止α辐射物质进入人体。