1.乏燃料不是“核廢料”
從反應堆中卸出的輻照過的燃料,稱為“乏燃料”。現在全世界有約440座反應堆在執行發電,每年卸出的乏燃料約1萬噸。乏燃料中含有許多有用的物質,如未用完的鈾-235(它比天然鈾中的鈾-235濃度還高),新生的鈽和裂變產物,還有大量的鈾-238(約佔95%)和少量次錒系元素(也稱超鈾元素,如錼-237、鋂-241、鋦-242)。在裂變產物中,如鍶-90、銫-137、鎝-99、鉕-147、貴金屬(釕、銠、鈀)等,都是可利用的同位素。
2.後處理可把鈾、鈽分離出來再利用
乏燃料從反應堆中卸出來之後,在水池中經過適當時間的冷卻,吊運到冷卻水池中進行貯存。冷卻貯存後,送去化工廠進行化學處理。除去裂變產物,回收、純化鈾和鈽,該工藝過程稱為“後處理”。
乏燃料進行後處理,首先要切割燃料元件,把燃料芯體從包殼中取出來,將芯體溶解(對於生產堆乏燃料的鋁包殼不用做剝離,一起進行溶解)。然後,用有機溶劑萃取分離掉強放射性的裂變產物,分離出鈾和鈽。再分別純化鈾和鈽,這就是現在普遍採用的普雷克期(Purex)流程水法後處理的工藝。
為簡化工藝流程和減少放射性廢物的數量,人們正在研究先進的一體流程和高溫化學幹法後處理技術。
3.閉路迴圈和“一次透過”式
後處理回收的鈾和鈽,可以分別用來製造鈾燃料和鈽燃料,或者製造鈾鈽混合氧化物燃料,返回到反應堆中去再利用,這就是閉路迴圈。做成混合氧化物燃料可使鈾資源利用率有較大提高。若用到快堆中去“燃燒”,可使鈾資源利用率提高60倍。閉路迴圈有充分利用鈾資源和減少要做深地質處置的高放廢物等重要優點。
但是,對於不值得做後處理的乏燃料,如重水堆用天然鈾做燃料,它的乏燃料中鈾-235的含量已很低,不值得進行後處理;對於難以進行後處理的乏燃料,如高溫氣冷堆的乏燃料,不適宜作後處理。對於這些乏燃料,只能等待充分冷卻之後,經過適當包裝,進行直接深地質處置,這就是所謂“開路”路線,也稱為“一次透過”。
後處理閉路迴圈路線被法國、英國、俄羅斯、日本、印度等國家所採納,中國也採取這種後處理路線。美國、加拿大、瑞典、芬蘭、西班牙等國,現在宣佈走開路路線。世界上多數有核電的國家,還是採取“等著瞧”的態度。目前,後處理已有成熟的工業技術,“一次透過”直接處置乏燃料,還沒有可以應用的技術。
除了鈾燃料外,釷礦中提取的釷-232,經過中子輻照可以轉化成鈾-233。鈾-233也是易裂變核素,可以用做核燃料。但是,目前世界上只有印度開發利用釷燃料。
1.乏燃料不是“核廢料”
從反應堆中卸出的輻照過的燃料,稱為“乏燃料”。現在全世界有約440座反應堆在執行發電,每年卸出的乏燃料約1萬噸。乏燃料中含有許多有用的物質,如未用完的鈾-235(它比天然鈾中的鈾-235濃度還高),新生的鈽和裂變產物,還有大量的鈾-238(約佔95%)和少量次錒系元素(也稱超鈾元素,如錼-237、鋂-241、鋦-242)。在裂變產物中,如鍶-90、銫-137、鎝-99、鉕-147、貴金屬(釕、銠、鈀)等,都是可利用的同位素。
2.後處理可把鈾、鈽分離出來再利用
乏燃料從反應堆中卸出來之後,在水池中經過適當時間的冷卻,吊運到冷卻水池中進行貯存。冷卻貯存後,送去化工廠進行化學處理。除去裂變產物,回收、純化鈾和鈽,該工藝過程稱為“後處理”。
乏燃料進行後處理,首先要切割燃料元件,把燃料芯體從包殼中取出來,將芯體溶解(對於生產堆乏燃料的鋁包殼不用做剝離,一起進行溶解)。然後,用有機溶劑萃取分離掉強放射性的裂變產物,分離出鈾和鈽。再分別純化鈾和鈽,這就是現在普遍採用的普雷克期(Purex)流程水法後處理的工藝。
為簡化工藝流程和減少放射性廢物的數量,人們正在研究先進的一體流程和高溫化學幹法後處理技術。
3.閉路迴圈和“一次透過”式
後處理回收的鈾和鈽,可以分別用來製造鈾燃料和鈽燃料,或者製造鈾鈽混合氧化物燃料,返回到反應堆中去再利用,這就是閉路迴圈。做成混合氧化物燃料可使鈾資源利用率有較大提高。若用到快堆中去“燃燒”,可使鈾資源利用率提高60倍。閉路迴圈有充分利用鈾資源和減少要做深地質處置的高放廢物等重要優點。
但是,對於不值得做後處理的乏燃料,如重水堆用天然鈾做燃料,它的乏燃料中鈾-235的含量已很低,不值得進行後處理;對於難以進行後處理的乏燃料,如高溫氣冷堆的乏燃料,不適宜作後處理。對於這些乏燃料,只能等待充分冷卻之後,經過適當包裝,進行直接深地質處置,這就是所謂“開路”路線,也稱為“一次透過”。
後處理閉路迴圈路線被法國、英國、俄羅斯、日本、印度等國家所採納,中國也採取這種後處理路線。美國、加拿大、瑞典、芬蘭、西班牙等國,現在宣佈走開路路線。世界上多數有核電的國家,還是採取“等著瞧”的態度。目前,後處理已有成熟的工業技術,“一次透過”直接處置乏燃料,還沒有可以應用的技術。
除了鈾燃料外,釷礦中提取的釷-232,經過中子輻照可以轉化成鈾-233。鈾-233也是易裂變核素,可以用做核燃料。但是,目前世界上只有印度開發利用釷燃料。