
【化】 chemical jacket removal
【化】 chemical methods(for manufacture of caustic soda); chemical pulping
【医】 chemical method
wipe off; wipe out
reactor
【医】 reactor
fuel
【化】 fuel
【医】 fuel
case; crust; husk; shell
【计】 body case; DOS shell; outer casing; shell
【化】 case; encloser; enclosure; housing; outer casing; outer housing
化学法去除反应堆燃料外壳(Chemical De-cladding of Reactor Fuel)是核燃料后处理的关键步骤,指通过化学试剂选择性溶解或腐蚀燃料包壳材料,实现核燃料芯体(如二氧化铀)与金属包壳(如锆合金)的分离。该技术广泛应用于核电站乏燃料回收及实验堆燃料元件处理领域。
硝酸溶解法:采用高温硝酸溶液溶解锆合金包壳,反应生成硝酸锆及氮氧化物。此方法需控制酸浓度(通常为6-13 mol/L)和温度(80-110℃)以优化反应速率。
化学方程式为:
$$
text{Zr} + 4text{HNO}_3 rightarrow text{Zr(NO}_3text{)}_4 + 2text{H}_2text{O} + 2text{NO}↑
$$
氟化物辅助法:添加氢氟酸或氟化铵增强包壳腐蚀效率,适用于高燃耗燃料处理,但需严格管控氟化物浓度以防止燃料芯体溶解。
国际原子能机构(IAEA)在《核燃料循环技术导则》中明确要求:
美国阿贡国家实验室2023年实验表明,采用超临界二氧化碳辅助化学去壳技术可减少90%的二次废物产生(研究发表于《Nuclear Engineering and Design》第392卷)。中国原子能科学研究院则通过脉冲超声强化传质,使去壳效率提升37%(数据来源:CAEA-2024-ANL-RPT)。
化学法去除反应堆燃料外壳(简称化学脱壳)是核燃料后处理过程中的关键技术,主要用于溶解燃料元件的包壳材料,同时保留燃料芯体(如铀或钚)。以下是详细解释:
化学脱壳通过特定化学试剂选择性溶解包壳材料,利用包壳材料与燃料芯体化学性质的差异实现分离。例如,铝、锆合金或不锈钢等包壳材料可与特定试剂反应,而铀/钚燃料不参与反应。
该方法在核燃料循环中具有重要地位,具体实施需根据包壳材料特性选择适配工艺。
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