การประมวลผลเชื้อเพลิงนิวเคลียร์ใหม่ทำงานอย่างไร

เท่าที่ฉันรู้เซลล์เชื้อเพลิงที่หมดแล้วจะถูกบดขยี้และแก้ไขในกรดไนตริก

หลังจากนั้นจะเกิดอะไรขึ้น กรดไนตริกนี้น่าจะมีเกลือที่แตกต่างกัน (ในทางปฏิบัติทุกองค์ประกอบระหว่าง 35-65 และยังมี transurans จำนวนมากและยูเรเนียมจำนวนมาก (ทั้ง 235 และ 238) และพลูโตเนียม

ในการเข้าถึงการประมวลผลที่มีประสิทธิภาพยูเรเนียม (หรืออย่างน้อยที่สุดองค์ประกอบแอกทินิด) ควรถูกแยกออกจากโซลูชันนี้ แต่ AFAIK พวกเขามีคุณสมบัติทางเคมีที่แตกต่างกันมาก เป็นไปได้อย่างไรที่จะแยกเฉพาะวัสดุ transuranic

การสกัดผลิตภัณฑ์ฟิชชัน

แยกของ plutionium และยูเรเนียมจากเซลล์ผลิตภัณฑ์อื่น ๆ ที่ทำด้วยอินทรีย์โมเลกุลไตรบิวฟอสเฟตโดยของเหลวของเหลวสกัด คุณมีสองขั้นตอนหนึ่งแบบอินทรีย์และหนึ่งน้ำ ผลิตภัณฑ์ฟิชชันจะแก้ปัญหาในเฟสน้ำและยูเรเนียม / พลูโทเนียมจะแก้ปัญหาในเฟสอินทรีย์ด้วย tributyl ฟอสเฟต

การแยกยูเรเนียม / พลูโทเนียม

ในการแยกยูเรเนียมจากพลูโทเนียมคุณต้องลดพลูโทเนียมด้วยยูเรเนียมไนเตรต อีกครั้งคุณมีสองสตรีม: หนึ่งที่มียูเรเนียม / พลูโตเนียมจากก่อนหน้านี้และหนึ่งสตรีมที่มีน้ำที่มียูเรเนียมไนเตรต (U4 +) พลูโทเนียมจะลดลงและแก้ปัญหาในสารละลายน้ำ

เพื่อให้กระบวนการทางเคมีดังกล่าวสำเร็จการสกัดของเหลวและของเหลวคุณสามารถใช้ desgins ต่อไปนี้:

ผสม-ไม้ตาย

(ที่มา )

คอลัมน์ชีพจร

(ที่มา )

หลักการอยู่เสมอ: เฟสอินทรีย์เบากว่าเฟสน้ำ เฟสทั้งสองจะแยกกันครั้งแรกกว่าแบบผสมแล้วแยกอีกครั้ง ระหว่างการผสมจะเกิดปฏิกิริยาเคมีขึ้น

โปรดดูแหล่งข้อมูลที่กล่าวถึงสำหรับข้อมูลเพิ่มเติม

คุณสามารถลองใช้Wikipediaได้ แต่พวกเขาทราบว่าบทความอาจไม่ตรงตามมาตรฐานคุณภาพดังนั้นฉันจะอยู่ห่างจากแหล่งนั้น สมาคมนิวเคลียร์โลกดูเหมือนว่าน่าเชื่อถือมากขึ้นแล้ว หน้าของพวกเขากล่าวถึงกระบวนการ การอ้างถึงส่วนที่มีชื่อว่า "การประมวลผลใหม่วันนี้ - PUREX" (เหมืองที่เน้น):

พืชที่นำกลับมาใช้ใหม่ในเชิงพาณิชย์ใช้กระบวนการ PUREX (พลูโตเนียมยูเรเนียม) ที่ได้รับการพิสูจน์แล้วอย่างดี เรื่องนี้เกี่ยวข้องกับการละลายองค์ประกอบเชื้อเพลิงในกรดไนตริกเข้มข้น การแยกยูเรเนียมและพลูโตเนียมแบบ hemical จะถูกดำเนินการโดยขั้นตอนการสกัดด้วยตัวทำละลาย (ดาวเนปจูน - ซึ่งอาจใช้สำหรับการผลิต Pu-238 สำหรับเครื่องกำเนิดไฟฟ้าความร้อนด้วยไฟฟ้าสำหรับยานอวกาศ - สามารถกู้คืนได้หากจำเป็น) Pu และ U สามารถถูกส่งกลับไปยังด้านอินพุตของวัฏจักรเชื้อเพลิง - ยูเรเนียมไปยังโรงงานแปรรูปก่อนที่จะเสริมสมรรถนะอีกครั้งและพลูโทเนียมตรงไปยังการผลิตเชื้อเพลิง MOX

$\to$

เพิ่มเติมด้านล่าง WNA บันทึก

เชื้อเพลิงที่ใช้แล้วจะถูกสับและละลายในกรดไนตริกเข้มข้น ขั้นตอนแรกจะแยกยูเรเนียมและพลูโทเนียมในกระแสของกรดไนตริกในน้ำจากผลิตภัณฑ์ฟิชชันและสารแอคติไนด์เล็กน้อยโดยกระบวนการสกัดด้วยตัวทำละลายแบบทวนกระแสโดยใช้ tributyl phosphate ละลายในน้ำมันก๊าดหรือโดเดแคน ในยูเรเนียมและพลูโตเนียมแบบพัลซิ่งคอลัมน์จะเข้าสู่เฟสอินทรีย์ในขณะที่ผลิตภัณฑ์ฟิชชันและองค์ประกอบอื่น ๆ ยังคงอยู่ในน้ำ raffinate

ในยูเรเนียมคอลัมน์พัลซิ่งที่สองจะถูกแยกออกจากพลูโทเนียมโดยการลดด้วยส่วนเกิน U4 + ที่ถูกเพิ่มเข้าไปในกระแสน้ำ พลูโทเนียมจะถูกส่งไปยังส่วนที่เป็นน้ำในขณะที่ส่วนผสมของ U4 + และ U6 + ยังคงอยู่ในเฟสอินทรีย์ จากนั้นจะถูกดึงออกมาจากตัวทำละลายอินทรีย์ด้วยกรดไนตริกเจือจาง

พลูโทเนียมไนเตรตเข้มข้นโดยการระเหยจากนั้นเกิดกระบวนการตกตะกอนออกซาเลตตามด้วยการเผาเพื่อผลิต PuO2 ในรูปแบบผง ยูเรเนียมไนเตรตเข้มข้นโดยการระเหยและเผาเพื่อผลิต UO3 ในรูปแบบผง จากนั้นจะถูกแปลงเป็นผลิตภัณฑ์ UO2 โดยการลดไฮโดรเจน

$U^{4+}$

นั่นคือส่วนทางเคมี ฉันไม่สามารถค้นหาข้อมูลมากมายเกี่ยวกับวิธีการทางกลเฉพาะ (เช่นวิศวกรรมบริสุทธิ์ที่คุณกำลังมองหา) อันที่จริงสิทธิบัตรดั้งเดิมของ PUREX ไม่ครอบคลุมกระบวนการเชิงกลทำให้ฉันเชื่อว่าการตั้งค่าที่แน่นอนอาจแตกต่างกันไป

ไฟล์ PDFนี้มีประโยชน์บ้าง มันบอกว่าวัสดุที่ป้อนเข้ามาจะถูกสับขึ้นเป็นครั้งแรก จากนั้นใช้ตะกร้าที่มีรูพรุนเพื่อแยกเครื่องจักรนี้ออกจากส่วนที่เหลือของสารละลาย อาจใช้ "เครื่องละลายล้อ"

ฉันมีข้อมูลบางอย่างแม้ว่าจะเป็นวิธีที่ไม่ใช่ PUREX สำหรับการปรับสภาพน้ำ (ไปที่หน้า 12) ผู้ตั้งเครื่องผสม (ห้องผสมพร้อมห้องจ่าย) คอลัมน์และเครื่องหมุนเหวี่ยงเป็นอุปกรณ์หลัก