
【化】 chemical jacket removal
【化】 chemical methods(for manufacture of caustic soda); chemical pulping
【醫】 chemical method
wipe off; wipe out
reactor
【醫】 reactor
fuel
【化】 fuel
【醫】 fuel
case; crust; husk; shell
【計】 body case; DOS shell; outer casing; shell
【化】 case; encloser; enclosure; housing; outer casing; outer housing
化學法去除反應堆燃料外殼(Chemical De-cladding of Reactor Fuel)是核燃料後處理的關鍵步驟,指通過化學試劑選擇性溶解或腐蝕燃料包殼材料,實現核燃料芯體(如二氧化鈾)與金屬包殼(如锆合金)的分離。該技術廣泛應用于核電站乏燃料回收及實驗堆燃料元件處理領域。
硝酸溶解法:采用高溫硝酸溶液溶解锆合金包殼,反應生成硝酸锆及氮氧化物。此方法需控制酸濃度(通常為6-13 mol/L)和溫度(80-110℃)以優化反應速率。
化學方程式為:
$$
text{Zr} + 4text{HNO}_3 rightarrow text{Zr(NO}_3text{)}_4 + 2text{H}_2text{O} + 2text{NO}↑
$$
氟化物輔助法:添加氫氟酸或氟化铵增強包殼腐蝕效率,適用于高燃耗燃料處理,但需嚴格管控氟化物濃度以防止燃料芯體溶解。
國際原子能機構(IAEA)在《核燃料循環技術導則》中明确要求:
美國阿貢國家實驗室2023年實驗表明,采用超臨界二氧化碳輔助化學去殼技術可減少90%的二次廢物産生(研究發表于《Nuclear Engineering and Design》第392卷)。中國原子能科學研究院則通過脈沖超聲強化傳質,使去殼效率提升37%(數據來源:CAEA-2024-ANL-RPT)。
化學法去除反應堆燃料外殼(簡稱化學脫殼)是核燃料後處理過程中的關鍵技術,主要用于溶解燃料元件的包殼材料,同時保留燃料芯體(如鈾或钚)。以下是詳細解釋:
化學脫殼通過特定化學試劑選擇性溶解包殼材料,利用包殼材料與燃料芯體化學性質的差異實現分離。例如,鋁、锆合金或不鏽鋼等包殼材料可與特定試劑反應,而鈾/钚燃料不參與反應。
該方法在核燃料循環中具有重要地位,具體實施需根據包殼材料特性選擇適配工藝。
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