铀钚燃料循环的工艺
铀钚燃料循环是一种核燃料循环方式，通过对铀和钚的利用，可以提高核能资源的利用率，降低核废料的产生以及减少电力生产过程中的环境污染。下面是铀钚燃料循环的主要工艺流程：
1. 铀矿石加工和浓缩：铀矿石是从地下采矿或露天矿开采中得到的矿石，其中铀的含量一般很低，需要进行加工和浓缩。通常的浓缩方式是将矿石进行破碎、磨细，并采用化学方法将铀浓缩到可用的水平。
2. 铀燃料制备：铀燃料制备是将浓缩后的铀转化为可用于核反应堆的燃料形态。一种常见的制备方法是将浓缩的铀氧化成U3O8，然后与氟化铵反应得到铀氟化物（UF6）。接下来，UF6经过多次升降温和化学转化反应，最终得到UO2和U3O8。
3. 铀燃料在反应堆中使用：铀燃料制备完成后，将其装填到核反应堆中进行核裂变反应。在反应堆中，铀核发生裂变，并释放出大量的热能，用于产生蒸汽驱动涡轮机发电。
4. 钚提取与分离：在反应堆中，铀核的裂变会释放出一小部分钚。为了回收利用钚资源，可以采用多种方法将钚从废核燃料中提取出来。一种常见的方法是将废核燃料溶解在硝酸溶液中，然后通过化学反应将其中的钚与其它元素分离。
5. 钚燃料制备：将从废核燃料中提取出来的钚与铀混合，制备成钚铀混合氧化物燃料（MOX）。MOX燃料可以在反应堆中代替部分铀燃料使用，实现对钚资源的有效利用。
6. 钚燃料在反应堆中使用：钚燃料制备完成后，将其装填到核反应堆中进行核裂变反应。与铀燃料类似，钚燃料在反应堆中也可以发生裂变，并释放出大量的热能，用于发电。
7. 利用后核废料的处理：核燃料在反应堆中使用后，产生的核废料具有高放射性和长寿命的特点。通常采用深地层封存等方法，将核废料安全地处理和储存，以防止对人体和环境的伤害。
总之，铀钚燃料循环是一种通过对铀和钚的利用，提高核能资源利用率、减少核废料产生的核燃料循环方式。通过铀矿石加工和浓缩、铀燃料制备、铀燃料在反应堆中使用、钚提取与分离、钚燃料制备、钚燃料在反应堆中使用等工艺步骤，可以实现对铀和钚资源的有效利用，为电力生产提供可持续、清洁的能源来源。同时，合理处理和储存利用后的核废料，也是核燃料循环工艺的重要环节。
某天然铀重水研究堆改造设计方案研究
乔雅馨;骆贝贝;李建龙;丁丽;花晓;王玉林
【期刊名称】《原子能科学技术》
【年(卷),期】2015(049)0z1
【摘 要】某重水研究堆设计采用天然铀作燃料,具有生产武器级钚的能力.为去除武器级钚的产出能力,本文对该堆的改造设计方案进行了研究.采用CITATION+
WIMSD-4程序、MCNP程序和RELAP5/MOD3.2程序进行物理、热工计算,验证了将该堆的燃料由天然铀改为稍加浓缩铀的可行性.利用ORIGEN2程序计算分析表明,改造后的重水堆已不具备武器级钚生产堆的特性,同时民用放射性同位素辐照生产能力和科学研究技术指标亦有所提高.
【总页数】6页(P396-401)
【作 者】乔雅馨;骆贝贝;李建龙;丁丽;花晓;王玉林
【作者单位】中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所,北京102413;中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所,北京102413;中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所,北京102413;中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所,北京102413;中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所,北京102413;中国原子能科学研究院反应堆工程研究设计所,北京102413
【正文语种】中 文
【中图分类】TL329
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5.再循环铀在低浓铀研究堆燃料中的利用 [J], 刘云娇
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２００６卑 国外核动力 第４期
钍基核燃料循环和发展现状
戴波
（中国核动力研究设计院一所，成都，６１￣４１）
摘要：主要根据钍燃料的循环，论述了钍基燃料的发展现状，总结和归纳了钍燃料在核 反应堆燃料循环、核武器应用以及其他方面的开发现状和优缺点。 关键词：钍 ”；钍燃料；钍一钚燃料
１前言 核能发电目前是以 ｕ为主要原料，但铀含量高的矿藏正在急剧减少。能取代
。 ｕ的核燃料之一是 ｕ，但它在自然界并不存在，需要由 Ｔｈ来制造。钍是一种天
然放射性金属，在地壳中的储量是铀的３～５倍。钍资源中产量最多的矿物为独居石 （ｍｏｎａｚｉｔｅＸ其中氧化钍的含量可达到１２％）。扣 Ｔｈ的衰变缓慢，其半衰期长达１４１亿
年，是地球年龄（４６亿年）的３倍多，但在 弱Ｔｈ和铀的衰变链中还存在其他的钍同位
素，而大部分钍同位素都是短寿命同位素。其放射性要远远超出邪 Ｔｈ；尽管玎 Ｔｈ本身 不是易裂变材料，但其能够吸收慢中子，从而产生易裂变材料玎 ｕ。因此，与铀２３８一
样， Ｔｈ也是一种增殖材料。值得注意的是，由于 ＂ｕ的中子产额更高，因此，它比
ｕ和 ９ｐｕ更有优势，可以据此建立起效率更高的增殖循环。 Ｔｈ在反应堆中吸收中
子会生成 Ｔｈ，后者通常会衰变为 Ｐｕ，进而生成 ｕ。将辐照后的钍燃料从反应堆 中卸出，分离出 弱Ｕ，然后将 Ｕ作为燃料用于另外的反应堆中。从而形成闭式的燃
料循环。
２钍燃料循环
钍燃料的循环（见图１）程序分述如下。
２Ｉ１钍矿的提炼 首先将独居石用硫酸或氢氧化钠溶解，加以 过滤、沉淀，再以硝酸溶解，最后以有机溶剂萃
取出硝酸钍，但因其在矿石中常与某些具极大捕
获截面的稀土元素如Ｇｄ、Ｓｍ、Ｅｕ、Ｄｙ等并 存，故需加以精练，主要使用有机溶剂萃取法，
然后再使用离子交换法，以制成核子纯度级的 钍。 图１钍燃料循环
２．２进料
一般以Ｔｈ（ＮＯ３）４．４Ｈ２０作为原料，另加上一些浓缩铀、 ９Ｐｕ或 ∞Ｕ，作为最初维
混合堆增殖钍基燃料组件中子学分析
马续波;陈义学;全国萍;王悦;韩静茹;陆道纲
【期刊名称】《核动力工程》
【年(卷),期】2012(33)1
【摘 要】采用压水堆17×17燃料组件模型,用燃料组件参数计算程序DRAGON分别对混合堆增殖钍燃料组件和全铀组件的中子学特性进行了研究,分析组件的燃料温度系数、慢化剂温度系数及其与燃耗的关系。计算结果表明,混合堆增殖钍燃料组件和全铀组件的中子特性相似,但钍燃料组件中的乏燃料组件中的次锕系核素(MA)的含量明显减少。
【总页数】5页(P129-133)
【关键词】混合堆增殖钍基燃料;中子学;温度系数
【作 者】马续波;陈义学;全国萍;王悦;韩静茹;陆道纲
【作者单位】华北电力大学核科学与工程学院
【正文语种】中 文
【中图分类】TL329
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