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第1章 概述 1

1.1 核燃料分类 1

1.2 核燃料资源 3

1.3 裂变材料的丰度与铀浓缩 3

1.3.1 裂变材料的丰度与临界质量和临界体积 3

1.3.2 铀浓缩 5

1.4 核燃料循环 5

参考文献 7

第2章 铀资源与铀矿冶 8

2.1 铀矿资源 8

2.1.1 铀矿分布特点 8

2.1.2 铀矿石分类 9

2.1.3 世界铀矿资源分布 10

2.1.4 中国的铀资源 10

2.2 铀的常规开采技术 11

2.2.1 铀矿床开拓 11

2.2.2 铀矿地下开采方法 13

2.2.3 放射性物探 17

2.3 铀矿石破碎 18

2.3.1 破碎理论 18

2.3.2 破碎设备 19

2.3.3 破碎流程 19

2.3.4 磨矿 19

2.4 铀的浸出方法 20

2.4.1 酸法 20

2.4.2 碱法（碳酸盐法） 22

2.5 铀的提取方法 24

2.5.1 矿浆的固液分离和洗涤 24

2.5.2 离子交换法提铀工艺 24

2.5.3 萃取法提铀工艺 28

2.6 新型采矿技术——溶浸采铀方法概述 34

2.7 沉淀法和铀产品制备 36

2.7.1 从酸性溶液中沉淀铀 38

2.7.2 从碱性溶液中沉淀铀 38

参考文献 39

第3章 铀的化学转化 41

3.1 概述 41

3.2 铀的纯化 42

3.3 铀氧化物的制备 42

3.3.1 铀氧化物的物理化学性质 42

3.3.2 铀氧化物的生产 44

3.3.3 UF6转化为UO2 45

3.4 四氟化铀制备 48

3.4.1 U F4的物理化学性质 48

3.4.2 U F4的制备 50

3.4.3 UF6转化为UF4 50

3.5 六氟化铀制备 54

3.5.1 UF6的物理化学性质 54

3.5.2 UF6的制备 57

3.6 目前国内外铀转化现状 60

3.6.1 铀转化工艺发展情况 60

3.6.2 国内外相关公司情况 60

参考文献 62

第4章 铀浓缩 63

4.1 铀浓缩的意义 63

4.2 气体扩散法 63

4.2.1 气体扩散法的历史 63

4.2.2 气体扩散法的分离原理 64

4.2.3 二元气体混合物通过单层分离膜的流动和分离 65

4.2.4 浓缩铀的气体扩散技术 66

4.3 气体离心法 68

4.3.1 气体离心法的发展历史和现状 68

4.3.2 气体离心法的基本原理 71

4.3.3 逆流离心机的倍增效应 76

4.3.4 逆流离心机的环流驱动方式 78

4.3.5 逆流离心机的主要结构元件 79

4.3.6 气体离心法的理论基础 81

4.3.7 离心级联 87

4.4 激光同位素分离 91

4.4.1 激光分离同位素的历史 91

4.4.2 激光分离同位素的主要方法 91

4.4.3 原子蒸气激光法分离系统 92

4.4.4 分子法激光分离同位素 94

4.5 世界铀浓缩发展情况 96

参考文献 96

第5章 反应堆用核燃料及组件制造 97

5.1 金属核燃料 98

5.1.1 金属铀 98

5.1.2 金属钚 103

5.1.3 金属钍 106

5.2 陶瓷核燃料 108

5.2.1 含铀陶瓷 108

5.2.2 含钚陶瓷 111

5.2.3 含钍陶瓷 112

5.3 核燃料在反应堆中的应用 112

5.3.1 压水堆 112

5.3.2 沸水堆 113

5.3.3 重水堆 114

5.3.4 其他堆型 114

5.4 压水堆燃料组件制造 117

5.4.1 UO2粉末制备 118

5.4.2 UO2芯块制备 119

5.4.3 核燃料组件组装 120

5.4.4 核燃料组件检测 123

参考文献 126

第6章 反应堆运行 127

6.1 反应堆物理 128

6.1.1 核裂变及裂变产物 128

6.1.2 链式反应、中子循环、慢化剂 130

6.1.3 反应堆临界 133

6.1.4 反应性的变化与控制 134

6.1.5 堆内的热量传递 136

6.1.6 核燃料管理 137

6.2 反应堆的分类及常见堆型燃料特点 140

6.2.1 压水堆燃料 141

6.2.2 沸水堆燃料 141

6.2.3 重水堆燃料 142

6.2.4 高温气冷堆燃料 143

6.2.5 快堆燃料 143

参考文献 145

第7章 乏燃料贮存及后处理 146

7.1 概述 146

7.1.1 乏燃料与乏燃料后处理 146

7.1.2 核燃料后处理在核工业中的重要性 146

7.1.3 乏燃料后处理工艺发展概况 148

7.1.4 国外乏燃料后处理设施的建设发展概况 151

7.2 乏燃料元件的运输和贮存 154

7.3 乏燃料元件的首端处理 156

7.3.1 乏燃料元件的脱壳方法 156

7.3.2 乏燃料元件芯体的化学溶解 157

7.3.3 铀钚共萃取料液的制备 159

7.4 乏燃料后处理的铀钚分离过程 160

7.4.1 共去污分离循环 161

7.4.2 钚的净化循环 163

7.4.3 铀的净化循环 164

7.5 尾端处理过程 164

7.5.1 钚的尾端处理过程 165

7.5.2 铀尾端处理过程 167

7.6 高放废液的处理与处置 169

7.6.1 浓缩 169

7.6.2 贮存 170

7.6.3 固化 170

7.6.4 高放废物的处置 172

参考文献 174

第8章 核燃料安全 176

8.1 核燃料的危害与安全 176

8.1.1 核燃料的化学毒性及防护 176

8.1.2 核燃料的辐射危害与防护 178

8.1.3 裂变核燃料的临界安全 181

8.1.4 火灾预防 183

8.2 核安全监管 183

8.2.1 核安全监管组织机构 184

8.2.2 我国核与辐射安全法规状态 184

8.2.3 核安全监管主要内容 185

8.2.4 核燃料循环设施的分类和基本安全要求 185

8.3 核燃料应急与放射性废物处置 186

8.3.1 核燃料应急 186

8.3.2 放射性废物处置 187

参考文献 189