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目录 1

第一章　核燃料后处理及其展望 1

第一节　核能与核燃料循环 1

一、核能 1

二、核燃料循环 2

第二节　核燃料后处理在核工业中的地位 5

一、核燃料后处理的重要性 8

二、核燃料后处理的任务 9

第三节　核燃料后处理的特点 10

第四节　核燃料后处理的发展概况 11

一、后处理工艺进展概况 13

二、核燃料后处理的发展趋势 16

三、我国核燃料后处理的展望 17

参考文献 19

第二章　乏燃料元件的组成及其去壳和溶解 20

第一节　乏燃料元件的组成与冷却 20

一、燃料元件的构成与种类 20

二、乏燃料元件的组成 23

三、辐照元件的冷却 35

一、概况 38

第二节　化学法去壳 38

二、溶解生产堆元件的铝壳 39

第三节　溶解铀芯 42

一、溶解铀芯的化学原理 42

二、溶解铀芯过程的影响因素与工艺条件的确定 43

第四节　溶解尾气的净化及回收硝酸 51

一、溶解尾气的净化 51

二、回收氮氧化物复用硝酸 53

一、调料 55

第五节　料液的调制 55

二、絮凝 56

三、过滤 56

第六节　溶解器及设备流程 57

一、溶解器 58

二、去壳和溶芯的设备工艺过程 59

参考文献 62

第三章　铀、镎、钚和裂变产物的水溶液化学 63

第一节 主要的物理化学性质 63

一、铀、镎、钚氧化态离子的存在形式 63

二、UO2（NO3）2-HNO3水溶液的沸点和冰点 64

三、UO2（NO3）2-HNO3水溶液的密度和粘度 65

第二节　铀、镎、钚及裂片元素的水解和络合 67

一、水解和络合的一般规律 67

二、铀、镎、钚的水解 68

三、铀、镎、钚的络合 73

四、裂片元素的水解和络合 80

第三节　铀、镎、钚及裂片元素的氧化还原 84

一、氧化还原电位 84

二、铀、镎、钚离子的歧化 89

三、镎的氧化还原 92

四、钚的氧化还原 93

五、裂片元素的氧化还原 98

第四节　氧化还原剂的选择及还原剂试验 99

一、氧化还原剂的选择 99

二、还原剂试验 102

第五节　电解还原试验 104

一、基本原理 104

二、单级和多级混合澄清槽电解还原试验 105

参考文献 111

一、几个基本概念 112

第四章　溶剂萃取化学原理 112

第一节　溶剂萃取的基本概念和基本参数 112

二、几个基本参数 114

第二节　有机溶剂的主要物理性质及有机溶剂的选择 116

一、萃取剂 116

二、稀释剂 118

三、溶剂稳定性的指标 119

四、萃取过程中有机溶剂物理性质的变化 121

一、萃取反应与萃取能力 122

第三节　溶剂萃取的基本原理 122

二、影响分配系数的因素 123

三、磷酸三丁酯萃取铀 125

四、磷酸三丁酯萃取钚 128

五、磷酸三丁酯萃取镎 132

六、磷酸三丁酯萃取硝酸 133

七、磷酸三丁酯萃取锆、铌、钌等裂片元素 135

第四节　分馏萃取 141

一、单级萃取 142

二、多级逆流萃取 142

三、多级逆流洗涤 144

四、分馏萃取 145

第五节　有机溶剂的降解及降解产物、界面污物对萃取过程的影响 148

一、溶剂的降解及降解产物对萃取过程的影响 148

二、界面污物的形成及其影响 153

参考文献 157

第五章　溶剂萃取工艺过程 158

第一节　普雷克斯流程概述 158

第二节　共去污-分离循环 159

一、过程概述 160

二、工艺条件的选择 162

第三节　钚的净化循环 172

一、无铀时TBP对钚及裂片元素的萃取 172

二、钚净化循环工艺过程 175

第四节　铀的净化循环 182

一、工艺过程 182

二、2DF料液制备 182

三、选择工艺条件 184

第五节　萃取工艺流程的改进 184

一、钚线三个萃取循环改为两个萃取循环 184

二、铀线由三循环流程改为两循环流程 189

一、急骤气化-精馏法的原理、流程和主要设备 190

第六节　真空急骤蒸馏法再生污TBP-煤油 190

二、主要工艺操作条件 193

三、结果及讨论 194

参考文献 196

第六章　钚的纯化和转化 197

第一节　钚的纯化 197

一、阴离子交换法纯化钚 197

二、阴离子交换法纯化和浓缩钚的工艺流程 200

一、过氧化氢沉淀钚 201

第二节　钚的沉淀 201

二、草酸沉淀钚（Ⅲ） 203

三、草酸沉淀钚（Ⅳ） 203

四、溶解草酸钚沉淀和含钚有机相的处理 207

五、钚的几种沉淀方法比较 209

第三节　草酸钚（Ⅳ）的焙烧及二氧化钚的性质 211

一、草酸钚（Ⅳ）的焙烧 212

二、二氧化钚的性质 213

参考文献 214

一、硅胶吸附的基本原理 215

第七章　铀的纯化和转化 215

第一节　硅胶吸附法纯化铀 215

二、影响硅胶吸附锆、铌的主要因素 216

三、工艺流程 219

第二节　三碳酸铀酰铵沉淀 221

一、沉淀反萃 221

二、过滤 226

三、母液处理 227

二、煅烧三碳酸铀酰铵的工艺流程 229

一、影响三碳酸铀酰铵热分解的因素 229

第三节　煅烧三碳酸铀酰铵生产二氧化铀 229

三、尾气的除尘和碳酸铵的回收 232

第四节　硝酸铀酰的脱硝与还原 233

一、流化床脱硝 233

二、提高三氧化铀活性的措施 235

三、脱硝过程的尾气处理 235

四、流化床还原 236

第五节　一步法脱硝还原生产二氧化铀 236

一、原理、工艺流程及主要设备 236

二、试验情况 240

三、问题讨论 245

四、改进措施 247

五、结论 248

参考文献 248

第八章　裂片元素和超铀元素的提取 249

第一节　概述及从尾气中提取氪 249

一、概述 249

二、从溶解尾气中提取氪 250

第二节　90Sr的提取 252

二、HDEHP萃取、分离锶和稀土元素 253

一、从高放废液中提取锶的方法 253

三、90Sr的精制 259

第三节　99Tc的提取 261

一、沉淀法提取99Tc 261

二、萃取法提取99Tc 261

三、阴离子交换法提取99Tc 263

第四节　137Cs的提取 264

一、沉淀法 264

三、离子交换法 265

二、溶剂萃取法 265

第五节　147Pm的提取 268

一、沉淀-离子交换法提取钷 268

二、溶剂萃取法提取钷 268

三、离子交换排代法提取钷 269

四、Pm2O3的制备 272

第六节　237Np的提取 273

一、从萃取浓缩废液中提取镎 273

二、从普雷克斯一、二循环中提取镎 275

三、从铀线或钚线提取镎 277

四、提取镎的改进流程 280

五、镎的纯化与转化 281

第七节　镅、锔的提取 285

一、溶剂萃取-离子交换法提取并净化镅、锔 286

二、加压离子交换法分离、纯化镅、锔等锕系元素 290

参考文献 293

第九章　放射性废物的处理和处置 294

第一节　放射性废水的处理和处置 294

一、凝聚沉淀 294

二、蒸发 299

三、离子交换 306

四、膜分离技术 309

五、废液的固化 313

六、水力压裂技术 321

第二节　放射性废气的处理 322

一、概述 322

二、气溶胶 322

三、净化处理 322

四、氚的处理 323

一、放射性固体废物的处理 324

第三节　放射性固体废物的处理和处置 324

二、放射性固体废物的处置 325

参考文献 327

第十章　溶剂萃取设备及其它 328

第一节　概述 328

第二节　混合澄清槽 329

一、混合澄清槽的混合澄清过程 329

二、混合澄清槽的结构 330

三、混合澄清槽的搅拌方式 333

四、混合澄清槽的传质性能 335

五、混合澄清槽的操作运行 338

六、全逆流混合澄清槽 341

第三节　脉冲萃取柱 343

一、脉冲筛板柱的结构 343

二、脉冲筛板柱的特点及其应用 345

三、脉冲筛板柱的操作特性 345

四、脉冲筛板柱的传质特性 347

五、液泛及纠正液泛的措施 351

六、环形脉冲筛板萃取柱 356

第四节　离心萃取器 359

一、概述 359

二、离心萃取器的工作原理 364

三、离心萃取器的优缺点 365

第五节　其它设备和装置 367

一、输液设备和装置 367

二、过滤设备 369

三、运输通道和气动送样 371

四、阀门 372

参考文献 375

第十一章　生产过程的检测和控制 377

第一节　概述 377

一、生产对检测和控制的要求 377

二、检测仪表和控制装置的使用情况与改进 378

三、检测仪表和控制装置的检修 379

第二节　检测仪表 380

一、液位、界面检测仪表 380

二、温度检测仪表 387

三、流量检测仪表 390

四、压力、压差检测仪表 392

五、其它检测仪表 395

第三节　典型生产设备的检测和控制 397

一、1A柱的检测和控制 397

二、强放废液蒸发器的检测 399

第四节　在线分析检测技术 400

一、概述 400

二、在线分析在工业生产过程中的作用 401

三、在线分析的设置原则 401

四、在线分析仪表的特点和组成部分 402

六、一次装置设计安装的一般考虑 404

五、液流成分定量分析对在线仪表的要求 404

七、我国核燃料后处理厂在线分析的概况及评论 406

八、国内外几项技术难题的解决情况 409

九、用于射线测量的二次仪表 418

十、在线仪表应用时几个特殊技术问题的处理 420

十一、仪表的运行、维护和检修 421

第五节　国外后处理检测和控制技术的现状和发展 422

一、主要工艺参数的检测和控制 422

二、典型设备的检测与控制 423

三、国外后处理厂计算机的应用 427

参考文献 428

第十二章　分析检测 429

第一节　铀的分析 429

一、工艺料液中铀的分析 429

二、铀产品分析 431

第二节　钚的分析 432

一、工艺料液中钚的分析 432

二、钚产品分析 436

一、镎的分析 439

第三节　镎及超钚元素分析 439

第四节　裂片元素的分析 441

二、241Am的分析 441

一、裂片元素总γ放射性活度的单道γ谱仪测定 442

二、用五道谱仪测定裂片元素的γ能谱 442

三、γ裂片元素的Ge（Li）γ能谱分析 442

四、总稀土的测定 443

五、单个裂片元素的测定 443

二、游离硝酸的电导测定 445

三、碳酸根和碳酸氢根的容量法测定 445

一、游离硝酸及铀的pH定值电位滴定 445

第五节　酸度分析 445

第六节　其它项目的分析 446

一、含钚溶液中草酸根的容量法测定 446

二、分光光度法测定亚硝酸根含量 447

三、含钚溶液中总还原值的测定 447

四、偏铝酸钠中铝的络合滴定 447

七、30%TBP-煤油体系中还原值的分光光度测定（以正丁醇计量） 448

参考文献 448

五、酸饱和法测定TBP浓度 448

六、TBP-煤油-硝酸-硝酸铀酰体系中DBP的红外分光光度测定 448

第十三章　辐射安全防护 450

第一节　概述 450

一、防护原则 450

二、防护标准 450

三、防护措施 451

第二节　后处理生产过程的辐射环境分析 452

一、元件溶解 452

三、铀、钚的最终纯化和转化 453

二、铀钚分离和净化 453

四、三废处理 454

五、清洗去污和设备检修 454

第三节　后处理厂的辐射监测 455

一、工作场所监测 455

二、个人剂量监测 462

三、流出物监测 464

第四节　辐射防护评价 467

一、工厂运行的辐射安全评价 467

二、环境影响评价 469

参考文献 471

第十四章　核临界安全与控制 473

第一节　核临界控制的基本原则与措施 473

一、基本原则 473

二、控制措施 475

第二节　生产堆核燃料后处理厂的临界控制 477

第三节　核化工厂发生的临界事故及其经验教训 481

参考文献 490

第十五章　工厂运行、去污和检修 492

第一节　工厂运行中的开车和停车 492

一、开车 492

二、停车 493

第二节　清洗去污 495

一、清洗去污的目的 495

二、清洗去污的一般原则 495

三、清洗去污的方法 496

四、清洗去污试剂 496

五、典型设备的清洗去污 497

六、其它污染的去除 498

第三节　设备检修 499

一、远距离检修 499

二、直接检修 500