铀/钚分离过程中无盐试剂的氧化还原动力学研究进展
2012-09-23高耀斌欧阳应根
核技术 2012年12期
关键词:研究
李 飒 高耀斌 欧阳应根
1(中国原子能科学研究院 北京 102413)
2(中核四O四有限公司 兰州 732850)
核电作为一种新型、安全、清洁的能源,越来越受重视[1,2]。国际能源委员会在2000年指出稳定发展核电是解决能源问题的重要举措。全世界核电每年产生卸堆乏燃料~11000 tHM。目前国际上有两种较成熟的燃料循环方式:一次通过和后处理燃料循环。前者将乏燃料作为废物直接进行地质处置,乏燃料中的放射性核素对环境存在较大威胁;后者通过后处理将乏燃料中的U和Pu提取出来再循环,充分利用铀资源,降低废物放射性。乏燃料工业化后处理普遍采用Purex流程[3]。在此流程中,铀/钚分离及钚纯化过程中需用还原剂将有机相中Pu(IV)还原为不易被TBP萃取的Pu(III),反萃进入水相,而铀仍保留在有机相,从而实现铀/钚分离。传统还原剂,如早期使用的氨基磺酸亚铁、硝酸亚铁等,引入的铁离子最终会全部进入高放废液,使高放废液中的盐份增加,限制了其浓缩倍数,导致高放废液的体积增加。应用无盐试剂,因不引入无机离子,在反应过程中大部分变为气体,可提高高放废液的浓缩倍数,从而减小后处理高放废物体积。
无盐试剂指加入反应体系完成相应化学反应后,不会在反应体系残留不易分离和不易破坏的盐类的化学试剂。无盐试剂应用于流程中应具备以下特点:(1) 能在硝酸体系中稳定存在,并能清扫反应系统中HNO2;(2) 反应动力学满足工艺要求,能较快还原 Pu(IV)到 Pu(III);(3) 其与 Pu(IV)的反应不受Tc等裂片元素的影响;……
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