核燃料后处理技术heranliao houchuli jishureprocessing technology of irradiated nuclear fuel

一种处理反应堆辐照后燃料并从中提取钚和回收铀的技术。
该技术已有50多年的历史，世界各国基于这种技术建成的后处理工厂有20多座。该技术基本分两大类，即水法和干法。水法中又可分为沉淀法、溶剂萃取法和离子交换法。干法的研究主要集中于氟化挥发法、高温化学法和高温冶金法。但只有溶剂萃取法和沉淀法被工业界应用。目前世界上普遍采用的是溶剂萃取法中的一种，即普雷克斯(Purex)流程。该流程采用磷酸三丁酯(TBP)作萃取剂，以煤油或正烷烃作稀释剂，从硝酸介质中进行溶剂萃取分离。基于磷酸三丁酯对铀和钚（四价）的萃取能力比对裂变产物大得多，从而使铀、钚与裂变产物分离。而为了实现铀、钚之间的分离，利用还原剂把四价钚还原成三价钚，使钚反萃下来，铀仍保留在萃取剂内；最后用稀酸后萃铀。
对于生产堆的辐照后燃料，首先把铝包壳的铀元件放入碱性溶液中，进行化学去壳，然后把金属铀溶于硝酸；溶液经过滤、调节钚至四价和调节酸度后，送入共去污分离循环，在那里使铀、钚与绝大部分的裂变产物分离，并使铀、钚相互分离。从共去污循环出来的铀和钚，分别进入铀线第二萃取循环和钚线第二萃取循环；最后，再分别经过一个萃取循环，或铀经硅胶吸附、钚经离子交换纯化，获得合格的铀、钚产品。
后处理技术是一种典型的放射化工过程。它有两个特点：
❶从大量的铀和多种裂变产物中分离出小量宝贵的可裂变物质钚，因此必须要有很高的裂变产物净化系数、铀/钚分离系数和铀、钚回收率（如附表所示）;
❷工艺过程具有很强的放射性，因此必须远距离操作、控制和检测，所选用的试剂、材料和仪表等必须耐辐照。此外，还必须注意核临界安全问题。

典型军用后处理厂的技术指标

指标 工厂	钚产品 总净化 系 数	铀产品 总净化 系 数	铀/钚分离系数		铀回收率 (%)	钚回收率 (%)
			钚中去铀	铀中去钚
美国汉福特厂	>108	107	>107	104	99.9	99.9
英国温斯克尔厂	3×108	107	107	3×103	99.8	99.8

20世纪60年代，中国自力更生地开发军用核燃料后处理技术，采用普雷克斯溶剂萃取流程，在此基础上，建成中国首座军用后处理工厂。经过多年的运行和改进，中国的军用核燃料后处理技术与指标已达到国外同类工厂的先进水平。