[發(fā)明專利]一種制備模擬乏燃料的方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201810960015.0
• 申請日: 2018-08-22
• 公開（公告）號: CN109378097B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王來軍;劉哲;陸躍翔;周桐;趙園;辛甜;呂宇翔;陳靖
• 申請（專利權(quán)）人: 清華大學;中廣核研究院有限公司
• 主分類號: G21C21/00
• 分類號: G21C21/00
• 代理公司: 北京鴻元知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11327
• 代理人: 邸更巖

一種制備模擬乏燃料的方法，屬于核材料制備技術(shù)領(lǐng)域。該方法是將二氧化鈾、模擬裂變產(chǎn)物金屬氧化物及有機助劑按照一定比例于球磨機上充分球磨混合，之后再高壓壓制成型，最后經(jīng)高溫氣氛燒結(jié)得到模擬乏燃料。所述的有機助劑包括含羥基有機物、含胺基有機物、有機酸或酯類有機物，且有機助劑在二氧化鈾、模擬裂變產(chǎn)物金屬氧化物及有機助劑總和中的質(zhì)量百分比為1?10％，且燒結(jié)溫度較低，為1400℃?1640℃。本方法制備條件溫和，具有燒制溫度低，不用氫氣或用氫濃度較低的優(yōu)點，燒制氣氛更加安全(可以不用或少用氫氣)。本發(fā)明緩和的制備工藝條件使得按照本發(fā)明所制備的模擬法燃料，與傳統(tǒng)的模擬乏燃料相比，成本低，更具經(jīng)濟性。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種制備模擬乏燃料的方法，屬于核材料制備技術(shù)領(lǐng)域。

背景技術(shù)

核電不僅是清潔高效的能源，而且具有容量大、技術(shù)較為成熟、成本低、運輸量較小的特點，因此核電越來越受到許多國家的戰(zhàn)略重視。我國將核電發(fā)展的基調(diào)從“積極發(fā)展核電”提升為“安全高效發(fā)展核電”、“在確保安全的前提下發(fā)展核電”。然而安全高效發(fā)展核電離不開包含先進乏燃料后處理技術(shù)的核燃料循環(huán)。乏燃料，就是在反應(yīng)堆內(nèi)經(jīng)中子轟擊發(fā)生核反應(yīng)后，燃耗深度已達到設(shè)計卸料燃耗，從堆中卸除不在該反應(yīng)堆中使用的核燃料組件中的核燃料。它含有大量未用完的可增值材料U238或Th232，未燒完的和新生成的易裂變材料Pu239、U235或U233以及核燃料在輻照過程中產(chǎn)生的Np、Am、Cm等超鈾元素，以及裂變元素Sr90、Cs137、Tc99等。每年全世界核電卸出的乏燃料約為10500tHM。乏燃料的處理處置問題已成為影響核電可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵問題。在乏燃料中，稀土元素(主要為鑭系元素) 和錒系元素占據(jù)了30％以上的裂變產(chǎn)物，以及50％以上的中子負擔。“乏燃料后處理”就是將卸出的乏燃料分解后，回收大部分可繼續(xù)利用的U、Pu資源，分離去除大部分的中子毒物，尤其是鑭系元素。由于“乏燃料后處理”相比于“一次通過”(指將乏燃料經(jīng)過暫存冷卻后作為廢物直接存儲到深地質(zhì)處置庫中)處理策略，具有可提高核燃料利用效率、減少地質(zhì)處置廢物量等優(yōu)點，目前世界上主要核能利用國均傾向于采取這一模式。