黄 辉，王时龙,*，马 驰，周 杰，董建鹏，周科源

(1.重庆大学 机械传动国家重点实验室，重庆 400044；2.中国原子能科学研究院 放射化学研究所，北京 102413)

乏燃料是在核反应堆中使用完毕后卸出的核燃料，国际上有一次通过长期地质贮存和闭式循环回收再利用两种处理策略，我国确定实行后者，回收乏燃料中大量有用的核资源、分离长寿命放射性核素，结合嬗变技术，减少最终地质处置量，提高核能整体经济性，从而保证核能的可持续发展，同时减少环境辐射污染。闭式循环回收再利用的一个重要环节就是采用以锕系元素萃取分离为主工艺的核燃料后处理，该流程就是对核燃料进行破解和溶解，进而进行萃取分离。燃料组件的破解是第一步，技术路线较多，目前普遍采用机械法剪切设备将核燃料处理成符合溶解需求的碎料。剪切机作为该设备的核心机械，设计时需考虑多方面的需求，如剪切时会产生大量强放射性核燃料芯块粉尘，设计时需确保放射性粉尘尽可能保留在剪切机设备腔体内，防止扩散出污染热室，导致无法进入热室对其中的设备进行维修，必须将这些粉尘通过密封、气流走向控制等设计首端进行严密隔离，并确保大部分乏燃料芯块从剪切机流道内排入化学溶解器，保证放射性包容的同时，提高后处理的回收率。通过研究剪切机内污染性粉尘颗粒的分布和运动规律来降低剪切机内粉尘沉积水平是新型剪切机设计的重点。……