英語翻譯：

【化】 chemical reprocessing plant

分詞翻譯：

核燃料的英語翻譯：

【化】 nuclear fuel

化學後處理工廠的英語翻譯：

【化】 chemical reprocessing plant

專業解析

核燃料化學後處理工廠（Nuclear Fuel Reprocessing Plant）是指專門用于對反應堆使用過的乏燃料（Spent Nuclear Fuel）進行化學處理，以分離并回收其中可利用的核材料（如未燃燒完的鈾-235和新生成的钚-239）以及處理高放射性廢物的工業設施。以下是詳細解釋：

1. 核心概念與目的

   • 核燃料循環後端環節：該工廠是核燃料循環（Nuclear Fuel Cycle）的關鍵後端環節。反應堆運行後，乏燃料中包含未耗盡的可裂變材料（鈾-235）、新生成的可裂變材料（钚-239）以及裂變産物（Fission Products）和次锕系元素（Minor Actinides）。
   • 資源回收：主要目的是通過化學方法（如PUREX流程）分離回收鈾（U）和钚（Pu），使其能作為混合氧化物燃料（MOX Fuel）重新用于反應堆發電，提高鈾資源利用率。
   • 廢物管理：将高放射性、長壽命的裂變産物和次锕系元素分離出來，進行玻璃固化（Vitrification）等處理，形成適于長期地質處置的高放廢物（High-Level Waste, HLW），減少最終處置的體積和長期風險。

2. 關鍵工藝與技術（化學後處理）

   • 溶解（Dissolution）：将乏燃料組件剪切後，用硝酸溶解燃料芯塊，形成含有鈾、钚、裂變産物等的酸性溶液。
   • 分離純化（Separation & Purification）：核心是PUREX流程（Plutonium Uranium Reduction Extraction）：
     • 利用有機溶劑（如磷酸三丁酯TBP）萃取水溶液中的鈾和钚。
     • 通過調整溶液的氧化還原狀态（如加入還原劑），選擇性分離鈾和钚。
     • 最終得到高純度的硝酸鈾酰（Uranyl Nitrate）和硝酸钚（Plutonium Nitrate）溶液。
   • 尾端處理（Waste Treatment）：
     • 高放廢液（HLLW）經過蒸發濃縮、煅燒，最終與玻璃形成劑熔融，制成穩定的玻璃固化體。
     • 中低放廢物（如溶劑、化學試劑、設備清洗液等）也需進行相應處理。

3. 工廠特點與要求

   • 強放射性：處理物料具有極強的放射性，所有操作需在厚屏蔽（如混凝土）後的熱室（Hot Cell）内通過遠程操作（Remote Handling）進行。
   • 臨界安全（Criticality Safety）：處理過程中需嚴格控制易裂變材料（鈾、钚）的濃度、幾何形狀等，防止意外發生核鍊式反應（臨界事故）。
   • 核保障（Nuclear Safeguards）：工廠受到國際原子能機構（IAEA）的嚴格監督，防止钚等材料被轉用于核武器制造。
   • 環境保護：需具備完善的三廢（廢氣、廢液、固體廢物）處理系統，嚴格控制放射性物質向環境的排放。

權威參考來源：

• 國際原子能機構 (IAEA)：提供核燃料循環和後處理的權威概述、技術文件和安全标準。
  • 核燃料循環介紹： https://www.iaea.org/topics/nuclear-fuel-cycle (示例鍊接格式，實際内容請訪問IAEA官網)
  • 後處理技術報告： https://www.iaea.org/publications/reports/reprocessing (示例鍊接格式，實際内容請訪問IAEA官網)
• 世界核協會 (World Nuclear Association, WNA)：提供關于核燃料後處理的科普性解釋和最新進展。
  • 核燃料後處理簡介： https://world-nuclear.org/information-library/nuclear-fuel-cycle/fuel-recycling/processing-of-used-nuclear-fuel.aspx (示例鍊接格式，實際内容請訪問WNA官網)
• 美國核管理委員會 (U.S. Nuclear Regulatory Commission, NRC)：提供關于後處理設施監管、安全和安保要求的信息。
  • 乏燃料貯存與後處理： https://www.nrc.gov/waste/spent-fuel-storage.html (示例鍊接格式，實際内容請訪問NRC官網)
• 中國核能行業協會 (China Nuclear Energy Association, CNEA)：發布中國核能發展報告，包含後處理相關進展（如示範廠建設）。
  • 年度報告或專題報告： (請查閱CNEA官網發布的最新報告)

請注意： 以上鍊接僅為示例格式，指向相關權威機構的官方網站或其主要相關闆塊。實際有效鍊接需根據這些機構官網的最新結構進行訪問。

網絡擴展解釋

核燃料化學後處理工廠是專門用于處理核反應堆中産生的乏燃料的設施，其核心任務是通過化學方法回收未耗盡的可裂變物質（如鈾-235、钚-239等），并安全處理放射性廢物。以下是詳細解釋：

1.定義與目的

核燃料化學後處理工廠屬于核燃料循環的關鍵環節，主要處理從反應堆中卸出的乏燃料。這些燃料因含有裂變産物和中子吸收物質，無法直接繼續使用。通過化學分離技術（如普雷克斯流程），工廠可提取約96%的未耗盡鈾和新生钚，實現核資源再利用，同時減少高放射性廢物的體積。

2.主要功能

• 資源回收：回收鈾、钚等可裂變物質，制成新燃料組件（如MOX燃料），提升鈾資源利用率（1千克鈾-235裂變能量相當于2500噸煤）。
• 廢物管理：分離高放射性裂變産物（如锶-90、铯-137），将其固化後暫存或最終處置，降低環境風險。
• 支持核安全：通過去除中子毒物（裂變産物），保障核燃料循環的可持續性。

3.核心工藝流程

典型流程包括：

1. 乏燃料貯存：冷卻數年至放射性降低。
2. 剪切與溶解：将燃料組件切碎并用硝酸溶解，形成含鈾、钚、裂變産物的溶液。
3. 化學分離：采用溶劑萃取法（如普雷克斯流程）分離鈾、钚與其他物質。
4. 純化與轉化：将回收的鈾、钚轉化為氧化物或金屬形式，用于新燃料制備。

4.技術挑戰與防護

• 高放射性：操作需在厚混凝土屏蔽室内遠程進行，避免人員接觸輻射。
• 臨界安全：嚴格設計設備幾何形狀和物料濃度，防止意外核鍊式反應。
• 廢物處理：需長期監測高放廢物（如玻璃固化體），确保地質處置的安全性。

5.戰略意義

此類工廠是實現核能閉合循環的核心，使鈾資源利用率提升20-30倍，同時減少核廢料體積約95%。全球僅有少數國家（如法國、俄羅斯）掌握大規模後處理技術，我國相關技術發展對核電可持續發展至關重要。

如需進一步了解具體工藝參數或工廠案例，可查閱（普雷克斯流程）或（臨界控制技術）等來源。

分類

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