核燃料后处理工艺PDF电子书下载

目录 1

第一章绪论 1

一、原子能和反应堆 1

二、核燃料后处理在原子能工业中的地位和任务 5

三、核燃料后处理的特点 9

四、核燃料后处理概况 12

第二章辐照核燃料及其首端处理 16

第一节核燃料元件的种类、辐照核燃料的组成和冷却 16

一、核燃料元件的种类 16

二、辐照核燃料的组成 18

三、辐照核燃料的冷却 27

第二节铝包壳天然铀辐照元件的去壳和溶芯 28

一、铝壳的碱溶解过程 28

二、铀芯的溶解过程 32

三、溶解尾气的净化 37

四、化学去壳和溶芯的工艺流程 39

五、溶解器 39

第三节锆合金或不锈钢包壳二氧化铀元件的切断－浸取 41

一、切断－浸取过程 42

二、浸取过程的影响因素 43

第四节萃取料液的调制 47

一、调料 47

三、过滤 48

二、凝絮 48

第三章辐照核燃料的溶剂萃取分离（Ⅰ） 49

第一节溶剂萃取的基本原理 49

一、基本概念 49

二、萃取平衡与几个基本参数 51

三、多级逆流萃取和分馏萃取 53

第二节萃取流程的选择——普雷克斯流程 59

一、萃取剂和稀释剂的选择 59

二、普雷克斯流程概述 62

一、铀、钚、裂变产物初步分离的基本过程 63

二、TBP萃取铀（Ⅵ） 63

第三节共去污分离循环 63

三、TBP萃取钚（Ⅳ） 67

四、TBP萃取硝酸 70

五、TBP萃取锆、铌、钌 72

六、共去污工艺条件分析 75

七、钚的还原反萃 78

八、铀的反萃 92

第四节钚净化循环 92

一、钚净化工艺过程 92

二、无铀时TBP对钚和裂片的萃取 94

三、2AF料液的制备 96

四、钚的歧化与水解 98

五、钚萃取的工艺条件分析 100

六、钚反萃的工艺条件分析 101

第五节铀净化循环 103

一、铀净化工艺过程 103

二、2DF料液的制备 103

三、2D槽和2E槽工艺条件分析 104

第四章辐照核燃料的溶剂萃取分离（Ⅱ） 106

第一节普雷克斯变体流程及其改进 106

一、普雷克斯变体流程 106

二、流程的改进 107

第二节动力堆辐照燃料的萃取分离 113

一、动力堆辐照燃料的特性 113

二、流程选择 114

三、普雷克斯过程的强化措施 115

第三节溶剂体系的稳定性、污溶剂净化和废溶剂再生 121

一、溶剂的稳定性 121

二、溶剂降解产物及其对萃取过程的影响 123

三、污溶剂净化 126

四、溶剂的补充和更换 134

五、废溶剂的真空急骤蒸馏法再生 134

第五章辐照核燃料溶剂萃取分离（Ⅲ）——萃取设备 139

第一节混合澄清槽 139

一、概述 139

二、混合室两相的搅拌方式及输入能量的计算 141

三、混合澄清槽的传质性能 144

四、澄清室中两相的界面高度 148

五、混合澄清槽的设计 153

六、混合澄清槽的操作 161

第二节脉冲萃取柱 163

一、概述 163

二、脉冲筛板柱的操作特性 164

三、脉冲筛板柱的生产能力 166

四、脉冲筛板柱的传质性能 170

五、脉冲筛板柱设计中的一些问题 176

第三节离心萃取器 179

一、概述 179

二、离心萃取器的优缺点 179

三、离心萃取器的种类 180

四、离心萃取器的工作原理 183

五、离心萃取器的性能 187

第六章钚的最终纯化和转化 192

第一节阴离子交换法纯化钚 192

一、概述 192

二、阴离子交换过程 192

三、阴离子交换法纯化和浓缩钚的工艺流程 198

第二节胺类萃取纯化钚 200

一、概述 200

二、萃取过程机理 202

三、胺类萃取过程的影响因素和工艺条件的选择 202

四、反萃取 207

五、污溶剂洗涤 211

第三节钚的沉淀和煅烧 211

一、过氧化钚沉淀 212

二、三氟化钚沉淀 214

三、草酸钚（Ⅲ）沉淀 215

四、草酸钚（Ⅳ）沉淀 216

五、草酸钚（Ⅳ）煅烧 222

第七章铀的最终纯化和转化 225

第一节铀的最终纯化——硅胶吸附 225

一、过程原理 225

二、硅胶吸附锆、铌的影响因素 226

三、工艺过程 229

第二节硝酸铀酰的流化床脱硝－还原 231

一、气固流态化和流化床反应器 231

二、硝酸铀酰的流化床脱硝和还原 240

第三节三碳酸铀酰铵沉淀及其煅烧生产二氧化铀 248

一、沉淀反萃过程 248

二、沉淀的过滤 254

三、母液的处理 255

四、三碳酸铀酰铵热分解制取二氧化铀 259

第一节离子交换法的基本原理 265

一、离子交换剂及其分类 265

第八章超铀同位素和裂片同位素的提取 265

二、树脂的性能及其主要影响因素 267

三、分配系数Kd与分离因数β 269

四、离子交换分离操作过程 269

五、离子交换速度 270

第二节镎－237的提取 271

一、镎的萃取化学 272

二、镎在普雷克斯流程中的行为 276

三、流程介绍 277

四、提取途径评述 279

五、镎的最终纯化与转化 280

二、HDEHP对锶和稀土元素的共萃取 287

第三节锶－90的提取 287

一、从放射性废液中提取锶的方法 287

三、杂质的洗涤 291

四、锶和稀土元素的分离 293

五、污溶剂处理 294

六、提取锶和稀土元素的工艺流程 294

七、锶－90的精制 294

第四节钷－147的提取 297

一、提取钷的方法 297

二、离子交换排代法从稀土元素中分离钷 297

三、Pm2O3和Pm(NO3)3的制备 303

第五节铯－137的提取 304

二、萃取分离法 305

一、沉淀法 305

三、离子交换分离法 306

第六节锝－99的提取 308

一、沉淀法 308

二、萃取法 309

三、阴离子交换法 310

第七节镅和锔的提取 311

一、镅、锔的初步净化 312

二、镅和锔与镧系元素的分离 313

三、镅（锔）的最终纯化 316

一、放射性废水的来源和分类 318

第一节放射性废物的来源、分类和处理方法 318

第九章放射性三废的处理 318

二、放射性废水的处理原则 319

第二节放射性废水的蒸发法处理 320

一、基本原理和流程 320

二、蒸发器及其操作 322

三、汽液分离装置 327

四、甲醛脱硝 329

第三节凝聚沉淀法 332

一、凝聚过程的原理 333

二、影响凝聚效果的因素 333

三、应用凝聚沉淀法时需考虑的问题 334

一、离子交换法概述 337

第四节离子交换法及其他处理方法 337

二、离子交换装置及其操作控制 338

三、离子交换过程对原废水和交换剂的要求 339

四、离子交换法处理放射性废水 340

五、其他处理方法 342

第五节放射性废水的贮存、排放和复用 344

一、放射性废水的贮存 344

二、弱放废水的排放 345

三、废水净化后复用 346

第六节放射性废气的处理 347

第七节放射性浓缩液的固化和固体废物的处理及处置 349

一、对固化处理的基本要求 349

二、中、弱放浓缩液的固化处理 350

三、强放废液的固化 357

四、固体废物的处理 360

五、废物的处置 361

附录 365

Ⅰ．主要核素的放化特性 365

Ⅱ．铀－235热中子裂变产物的总β放射性及各裂变产物在其中的贡献变化曲线 375

Ⅲ．铀－235热中子裂变产物的总γ放射性及各裂变产物在其中的贡献变化曲线 376

Ⅳ．常用萃取剂、络合剂的代号、结构式（或分子式） 377

Ⅴ．盐酸、硝酸、硫酸、氨水比重－浓度换算表 379

Ⅵ．铀－235的热中子诱发裂变的链产额（％） 381

Ⅶ．易燃、易爆、有毒和腐蚀性物质 381