核燃料后处理工程课后习题
核燃料循环后处理技术考核试卷
B.填埋
C.稳定化处理
D.再利用
15.核燃料后处理过程中，哪些措施可以提高放射性物质的安全管理？（）
A.严格的质量控制
B.风险评估
C.安全培训
D.应急准备
16.以下哪些是核燃料后处理技术的主要挑战？（）
A.高放废物的处理
B.长期安全存储的问题
C.技术保密
D.国际合作限制
17.核燃料循环后处理技术中，哪些环节可能涉及放射性同位素的转化？（）
四、判断题
1. ×
2. ×
3. √
4. ×
5. ×
6. ×
7. √
8. ×
9. √
10. ×
五、主观题（参考）
1.核燃料循环后处理技术主要包括使用过的核燃料的化学处理、同位素分离、废液处理和废物处置等流程。这些流程的作用是提取可再利用的核素、降低核废料的放射性、减少核废料体积，从而提高核燃料的利用率和安全性。
3.分析核燃料后处理技术对核能可持续发展的影响，并讨论其环境、经济和社会效益。
4.针对核燃料后处理技术的国际合作，阐述我国在这一领域中的立场、策略及未来发展方向。
标准答案
一、单项选择题
1. C
2. A
3. C
4. C
5. C
6. B
7. B
8. C
9. C
10. D
11. D
12. C
13. B
14. D
8.核燃料后处理设施的建设成本低于核反应堆的建设成本。（）
9.核燃料后处理可以减少对铀资源的依赖。（）
10.任何国家都可以独立进行核燃料后处理，无需国际监管。（）
五、主观题（本题共4小题，每题5分，共20分）
核燃料后处理工学 PUREX(课堂PPT)
5.2 共去污-分离循环
(2) 铀、钚分离（1B槽）
9
5.2 共去污-分离循环
(一)过程概述
(2) 1B槽（铀钚分离槽）
➢ 1BX：还原反萃剂 ➢ 1BS：补充萃取剂 ➢ 1BP：水相反萃液 ➢ 1BU：含U有机相
10
5.2 共去污-分离循环
(一) 过程概述 (3) 1C槽
➢ 1CX：铀反萃取剂 ➢ 1CU：含铀水相反萃液 ➢ 1CW：污溶剂
✓ 依据：
• 当1AF料液中锆铌含量比钌多时
✓ 优点：
• 由于采用较高铀浓度的料液而提高了设备的生产能力； • 降低了强放废液1AW的硝酸浓度。
✓ 缺点： • 增加了铀/钚净化循环除钌的负担。
16
5.2 共去污-分离循环
(1) 共萃取共去污(1A) ➢ ③ TBP浓度 ➢ 所处理对象
➢ 高加浓铀燃料元件 • 2%-15%(体积)TBP浓度 ➢ 天然铀及低加浓铀燃料元件 • 30% (20%-40%) (体积)TBP浓度 • 生产能力 • 水力学性能 • 铀/钚和裂片元素分配系数
核燃料化学工艺学
Part Ⅱ 核燃料后处理
第五章 溶剂萃取工艺过程
第十三讲 聂小琴
1
第五章 溶剂萃取工艺过程
5.1 普雷克斯流程概述 5.2 共去污-分离循环 5.3 钚的净化循环 5.4 铀的净化循环
2
5.1 普雷克斯流程概述
普雷克斯 (Purex: Plutonium Uranium Recovery by Extraction—萃取回收铀钚)
13
5.2 共去污-分离循环
(1) 共萃取共去污(1A) ➢ ① 料液铀浓度
✓ 高(生产能力/进料级的铀饱和度) ✓ 太高(粘度/密度/流动性)
核安全工程师-核安全专业实务-核燃料循环设施核安全监督管理-核燃料加工、处理设施的化学安全
核安全工程师-核安全专业实务-核燃料循环设施核安全监督管理-核燃料加工、处理设施的化学安全[单选题]1.在铀燃料循环加工设施中，铀转化工厂将精制天然铀产品转化为（）作为铀浓缩工厂的供料。
（江南博哥）A.UF4B.UF6C.UO2D.UO3正确答案：B[单选题]2.UF6是铀浓缩厂主工艺系统的工作物料，天然UF6浓缩达到预定富集度后，送到铀燃料元（组）件加工厂，将其制备成（）粉末，然后再经过进一步加工制备成供反应堆所需要的燃料元（组）件。
A.UF4B.UO2C.UO3D.U3O8正确答案：B[单选题]3.在（）设施中，由于人为因素或设备的失效，将会发生不同程度UF6的泄漏事件或事故，UF6的泄漏不仅因铀泄漏造成放射性辐射危害，而且会造成不同程度的化学危害，有时化学危害甚至大于辐射危害。
A.铀转化B.铀浓缩C.铀燃料元件加工D.以上三者均包含正确答案：D[单选题]4.UF6的三相点出现在（）MPa和64.1℃。
A.0.10B.0.15C.0.20D.0.25正确答案：B[单选题]5.UF6的三相点出现在0.15MPa和（）℃。
A.16.4B.46.1C.61.4D.64.1正确答案：D[单选题]6.UF6从固体变为液体的转化过程中要发生体积膨胀，其密度减少A.15B.20C.25D.30正确答案：C[单选题]7.对操作UF6的生产岗位，（）控制对于生产安全起着很重要的作用。
A.温度B.压力C.密度D.以上三者均包含正确答案：A[单选题]8.为了防止UF6的泄漏工艺系统的设计、设备安装、调试必须确保工艺系统密封（），运行前进行严格检查，并在运行后定期检查与维修。
A.有效性B.安全性C.完整性D.可靠性正确答案：C[单选题]9.核燃料加工、处理设施应在操作UF6物料的设备间设有事故排风，或在频繁操作的部位设有（）系统。
A.密闭小室B.局部排风C.整体排风D.A和B正确答案：D[单选题]10.核燃料加工、处理设施应在操作现场配备（），以便在发生UF6泄漏时，保护操作人员尽快采取有效措施，以防事态扩大。
核燃料后处理及核废物处置(第三章和第四章)
用4-6mol/L的热硫酸溶解不锈钢包壳。
Fe H 2 SO 4 FeSO 4 H 2
Cr 1 .5 H 2 SO 4 0 .5Cr 2 ( SO 4 ) 3 1 .5 H 2
Ni H 2 SO 4 NiSO 4 H 2
化学溶解去壳法的缺点
（1）溶解速度慢，且不稳定，硝酸根对不锈钢包壳
东华理工大学 化学生物材料科学学院 张志宾
首端处理的目的：将不同种类的乏燃料组（元）件加工 成具有特定的物理、化学状态的料液，供铀钚共萃取共
去污工序使用。
首端处理对后处理试剂的消耗量、三废的产生量及运行费有很 大的影响，而且直接关系到萃取工艺工程能够顺利进行。
因此，首端处理是后处理工艺的重要组成部分。
优 点：（1）产生的废物包壳处于固态状态，克服
了化学法溶解包壳那样产生过多的放射性废液， （2）也解决了机械脱壳可能将少量芯体夹带在包
壳中而失去核燃料。
缺 点：切割设备较复杂，需遥控操作。 应 用：用于处理锆及其合金包壳、不锈钢包壳， 是动力堆乏燃料元件有代表性的去壳方法。
1 乏燃料元件的剪切
乏燃料剪切的要求： （1）切除元件端头，使不含铀芯的金属材料尽可能
铝包壳的元件
在同一溶解器中先用碱溶壳，再用硝酸溶芯的溶解 过程。
2 Al 2 NaOH 2 H 2 O 2 NaAlO
2
3H 2
氢气与空气的爆炸极限为4% ～75%（范围较宽，爆炸难控制）， 在NaOH溶液中添加适量NaNO3可以一直氢气的产生。
8 Al 5 NaOH 3 NaNO 3 2 H 2 O 8 NaAlO
溶解器出现正压造成放射性物质泄漏的危险。
核燃料循环答案整理
核燃料循环复习资料1-2核燃料后处理的任务及其产品形式是什么?答£后处理任务（PPTh⑴ 回收铀.钵作为核燃料重新使用。
⑵去除铀、赫中的放射性裂变产物及吸收中孑的裂变产物匚⑶综合处理放討性J®物*便其适合『长期安全储存g产!a形式（书本p?-p8）i卜:要裔业严品是；轴和碎［硝酸仰滝液"三氧化铀（二氧化铀）铀《硝酸铀®t六緘化铀L后处理厂的产品形式，取决于乏燃料中易裂变核素的种类和数量、还取决于产品的用途。
钚是后处理厂最主要的产品。
1-3核燃料后处理厂的特点（书P12）答:后处:理厂的特点是:n 吝化T单兀拗作设第说用＜i：电混礙土端柞屏蔽且有不诱測巩而的专用设备牢冲：2）时设备材料、化学试和、和机浴剂、离护交换柯脂以及族射性兀盍的鬥化态都喪诗虑射线对物质所致的辅射损伤、牺射降解、热效就和化学效应*3）必须再虑工艺涪液储悄的孩临界安亍问題：4）建牯畛审视放讨件隈;荒的跑胃滴潮及放时件废糊的处毘和处违；5）后处理T艺技术的硏兗幵堆有一舊特殊的模式：6）后处理厂要接JALA ”不扩敢核底器的监恃”・铀的开采、治炼、U235同位素的楼料兀件的制造在反应堆中>=>的燃烧④乏燃14后灶理残留的核材料浓度的莖新调整⑥更斯加工利用1- 4核燃料后处理工艺的发展简史给你什么启发? (P14)1- 5简述轻水堆铀燃料循环的主要工艺流程其中,② 期L ：的法缩工业上常用方注为7体扩般注和离心袪h 乏燃料元件的“冷却“③ 乏燃料的石处理简耍过桿为：2乏燃料元件的自段处理k 化学分离⑥对于號化铀的皓况，由于邛叱旅度比所語坐降低门必须起新调整浓嗖十沖fk 和邙U 浓缩程度更高的铀相混舍在付诸于便用 方注；<［乙 把疑化铀作为再浓缩惊料亜新浓缩0-J'「巴納穌国即仲堆斜「I 用必將限 >、二汽 汁J 把这 些转换材料旧作n 应堆本身#M *童新便用2- 3理解并会应用描述磷酸三丁酯萃取铀钚效果的三个概念：分配系数、分离系数、净化系数。
核燃料化学工艺学课后答案
核燃料化学工艺学课后答案
一、为了降低烃分压，通常加入稀释剂，试分析稀释剂加入量确定的原则是什么？
1、裂解反应后通过急冷即可实现稀释剂和裂解气的分离，不会增加裂解气的分离负荷；
2、水蒸气热容量大，是系统有较大热惯性，当操作供热不平衡时，可以起到稳定温度的作用，保护炉管防止过热；
3、抑制裂解原料所含硫对镍铬炉管的腐蚀；
4、脱除积碳，炉管的铁和镍能催化烃类气体和生碳反应。
二、裂解气预分馏的目的和任务是什么？
1、经预分馏处理，尽可能降低裂解气的温度从而保证裂解气压缩机的正常运转，并降低裂解气压缩的功耗；
2、尽可能分馏出裂解气的重组分，减少进入压缩分离系统的负荷；
3、将裂解气中的稀释蒸汽以冷凝水的形式分离回收，减少污水的排放用以再发生稀释蒸汽；
4、继续回收裂解气低能位热量。
5.1_核燃料后处理解析
核燃料后处理是核燃料循环中的一个重要组成部分，同
时它又是军民两用技术。核工业中的地位和作用如下： 1. 后处理对于充分利用核能资源意义重大 ☞ 核电是我国能源的重要组成部分。对动力堆乏燃料进行后 处理，实现核燃料闭路循环，对充分利用铀资源、实现核 能可持续发展，起着举足轻重的作用。我国已探明的铀资 源量有限，且铀矿品位低、规模小，如果不搞后处理，铀 资源将会限制我国核能的发展。 ☞ 核燃料通过反应堆使用一次，只能利用燃料总量的极少 部分。生产堆仅用了千分之几，较先进的动力堆，燃料的 利用率也只有百分之几。
3. 化学分离过程
任务是除去裂变产物，高收率地回收核燃料物质。化学分
离流程分为水法和干法两大类：
☞ 水法流程指采用诸如沉淀、溶剂萃取、离子交换等在水 溶液中进行的化学分离纯化过程；
☞ 干法流程则指采用诸如氟化挥发流程、高温冶金处理、
高温化学处理、液态金属过程、熔盐电解流程等在无水状 态下进行的化学分离方法。 目前，工业上应用的后处理流程都是水法流程。历史上曾 采用沉淀法流程从辐照天然铀中提取核武器用钚。但不久
离较差，综合提取同位素较困难等，目前尚未被实际应用.
4. 尾端处理过程
经溶剂萃取分离和净化得到的硝酸钚或硝酸铀
酰溶液，无论在纯度或存放形式上有时还不能完
全满足要求，因而在铀、钚主体萃取循环之后， 还需要采取一些尾端处理步骤。其目的在于将纯
化后的中间产品进行补充净化、浓缩以及将其转
化为所需最终形态。
（3）高的技术要求和指标
核燃料后处理的主要目的是回收核燃料物质。 根据这些物质进一步加工的方式、方法的不同， 对净化有不同的要求。 一般都要求对经后处理回收的核燃料物质在进 行再加工时要能做到不需要昂贵的防护和远距离 操作设备。这就要求后处理过程具有高的净化系 数，如 107 ；高的铀钚分离系数，如 108 。从而得 到优质的铀、钚产品。这些都是远高于一般化工 分离过程的要求。此外，还要求对核燃料物质有 尽可能高的回收率。
核燃料后处理工程题共20页
66、节制使快乐增加并使享受加强。 ——德 谟克利 特 67、今天应做的事没有做，明天再早也 是耽误 了。——裴斯 泰洛齐 68、决定一个人的一生，以及整个命运 的，只 是一瞬 之间。 ——歌 德 69、懒人无法享受休息之乐。——拉布 克 70、浪费时间是一桩大罪过。——卢梭
核燃料后处理工程题
11、用道德的示范来造就一个人，显然比用法律来约束他更有价值。—— 希腊
12、法律是无私的，对谁都一视同仁。在每件事上，她都不徇私情。—— 托马斯
13、公正的Leabharlann 律限制不了好的自由，因为好人不会去做法律不允许的事 情。——弗劳德
14、法律是为了保护无辜而制定的。——爱略特 15、像房子一样，法律和法律都是相互依存的。——伯克
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9-3.理解、分析高放废液的综合利用与最终处置途径。
9-4.根据可持续发展原理、核燃料闭式循环及循环经济概念，发表你对核燃料后处理厂产生的三废的处理、处置的创新设想。
9-5.设计某后处理厂高放废液的贮存设备。
4-1.水法核燃料后处理工艺的首段处理包括哪些步骤？
4-2.乏燃料元件的脱壳方法有哪几种？简述各种脱壳方法的优缺点及其实用性。
4-3.理解、掌握乏燃料芯体溶解反应、溶解过程及操作要点。
4-4.1AF料液制备中要考虑哪些问题？
4-5.试比较生产堆、动力堆和其他堆型乏燃料首段处理的特点和工艺要求。
4-6.可以采取哪些措施来降低溶芯过程的酸耗？
第五章
5-1.为什么说，确保共去污-分离循环的安全稳定运行是后处理厂的关键环节之一？
5-2.理解、记忆铀钚共去污-分离工艺过程；
5-3.简述几种还原钚（Ⅳ）实现铀钚分离的方法，针对这些方法的优缺点，你能提出什么新创意？
5-4.你能对1A槽（柱）和1B槽（柱）的运行提出什么建议吗？
5-5.循环经济在铀钚共去污-分离循环流程中有哪些体现？
第六章
6-1.理解、记忆制定钚的萃取净化循环流程时各参数的依据。
6-2.钚的尾端处理涵盖哪些内容？
6-3.为什么说，可将核燃料后处理厂与动力堆铀钚氧化物混合燃料元件制造厂合并？
6-4.后处理厂的产品与燃料元件制造厂、铀同位素分离厂有什么关联？
第七章
7-1.理解、记忆铀的萃取净化循环流程及工艺参数的选择依据。
第一章
1-1.核燃料的内涵是什么,核燃料循环这一概念是如何形成的?
1-2.核燃料后处理的任务及其产品形式是什么?
1-3.简述核燃料后处理厂的特点.
1-4.核燃料后处理工艺的发展简史给你什么启发?
1-5.简述轻水堆铀燃料循环的主要工艺过程.
第二章
2-1.理解、记忆铀、钚、次锕系元素的重要化学性质。
2-2.理解、记忆裂变碎片元素的重要化学性质。
2-3.理解并会应用描述磷酸三丁酯萃取铀钚效果的三个概念：分配系数、分离系数、净化系数。
2-4.理解、记忆影响磷酸三丁酯萃取铀、钚的因素。
2-5.了解磷酸三丁酯对裂片元素的萃取性能。
2-6.理解磷酸三丁酯及稀释剂化学分解和辐射降解的过程，降解产物的种类及其对Purex工艺的影响。
2-7.理解多级逆流萃取-洗涤过程及其定量描述方法。
7-2.在什么情况下需用三个萃取循环净化铀？在什么情况下只需用两个萃取循环加硅胶柱吸附净化铀？
7-3.为什么要进行硝酸铀酰的脱硝与还原？
7-4.硝酸铀酰的脱水、脱硝有哪些方法，各自有哪些优缺点？
7-5.理解、记忆一步脱硝-还原二氧化铀的原理、工艺流程和主要设备。
第九章
9-1.理解、分析后处理厂放射性三废的来源，废物处理、处置的基本原则，提出你的减量设想。
第三章
3-1.简述不同类ຫໍສະໝຸດ 反应堆乏燃料元件对后处理工艺的影响。
3-2.理解并记忆核燃料后处理工艺原理流程框图。
3-3.简述世界各国应用Purex工艺流程概况。
3-4.乏燃料元件运输过程中要考虑哪些问题？
3-5.简述快中子增殖堆乏燃料后处理的基本步骤。
3-6.乏燃料组件放置（冷却）贮存的目的是什么？
第四章