乏燃料后处理科研2019-2020年项目申报指南
乏燃料后处理验证项目2023
一、项目背景近年来,能源资源的日益枯竭和环境污染问题已经成为全球性的关注焦点。
作为一个大国,我国在能源资源的开发和利用方面一直处于世界前列。
然而,随着能源资源的逐渐枯竭和环境问题的日益加剧,我国政府不得不采取一系列措施来应对能源危机和环境污染问题。
二、项目意义乏燃料后处理验证项目2023是我国政府为了应对能源问题和环境污染问题而进行的重要项目。
该项目的实施将有助于推动我国能源结构的转型升级,推动清洁能源替代传统能源,减少对化石能源的依赖,降低能源消耗对环境造成的影响,推动能源与环境的和谐发展。
三、项目目标乏燃料后处理验证项目2023旨在开展对乏燃料进行深度处理和验证,确保乏燃料的安全处理和有效利用。
具体目标包括:1. 确定乏燃料处理的技术路线和方案;2. 确保乏燃料处理过程中的安全性和环保性;3. 确保乏燃料的有效利用和资源化利用。
四、项目实施乏燃料后处理验证项目2023的实施需要多个部门的合作,包括能源部门、环保部门、科技部门等。
具体实施步骤包括:1. 制定乏燃料处理技术路线和方案;2. 组织开展乏燃料处理技术的研究和开发;3. 建立乏燃料处理实验室和验证基地;4. 开展乏燃料处理技术的实验验证和效果评估;5. 推动乏燃料处理技术的产业化和推广应用。
五、项目保障为确保乏燃料后处理验证项目2023的顺利实施,需要从多个方面进行保障:1. 项目资金保障:确保项目所需的研发和实施资金得到充分保障;2. 项目人才保障:组织专业团队进行项目研发和实施,确保项目人才队伍的稳定和专业;3. 项目政策保障:制定支持乏燃料处理项目的政策和法规,鼓励企业和科研机构积极参与项目实施。
六、项目预期效果乏燃料后处理验证项目2023的实施预期将取得以下效果:1. 实现乏燃料的有效处理和利用,减少对环境的污染;2. 推动清洁能源的发展和利用,降低对传统能源的依赖;3. 推动我国能源结构的转型升级,促进能源与环境的和谐发展;4. 推动乏燃料处理技术的产业化和推广应用,为我国能源可持续发展提供技术支持。
乏燃料后处理
乏燃料后处理Purex流程中碘的强化分离研究Frédéric Devisme Emmanuel Touron(法国原子能委员会)摘要本文描述了Purex流程中分子碘的回收和纯化它包括先用硝酸羟胺对尾气进行酸洗对碘进行选择性解吸目前正用带洗涤柱的小型中间装置进行研究在pH约为5条件下用HAN在室温下进行洗涤的碘得到捕集在短寿命同位素衰变完后129I的半衰期为1.57×107aLLFP¼´Ê¹ÆäÏà¶Ôº¬Á¿½µµ½±Èï¹ÏµµÍºÜ¶àʱʹÆ伸ǧÄêºóÈÔ¾ßÓзÅÉäÐÔDZÔÚ¶¾ÐÔͬλËØÏ¡Ê͸ù¾Ý·¨¹ú1991年通过的长寿命核废物管理法的框架包括嬗变本文的目的是针对上述目标本文的研究方法及前期研究结果在以前会议中已有介绍[1]Ëæºó»ã×ܽéÉÜÁËÔÚСÐÍÖÐÊÔ×°ÖÃÉϵÄʵÑé½á¹ûÈȵĴ󲿷ÖCsI被氧化成易挥发的分子碘90²¢±»ËÕ´òÏ´µÓÖù²¶¼¯×îºóÒ»µÀβÆø´¦ÀíÊǽ«µâ»¯Ñ§Îü¸½ÔÚµâ¹ýÂËÆ÷ÉÏ其去污系数>1000法国阿格后处理厂乏燃料中几乎所有的碘都被浓集成NaI形式的液体本文提出的分离过程主要用于回收溶解阶段排放的气态碘该过程不必增加额外投资• 1 •与现有液体废物处理方案高放废液玻璃固化相适应图1示出了流程图便于暂存该流程包括下列主要步骤1不是目前的碱性介质HAN ¸Ã¹ý³ÌÖÐHAN将I2还原成I-随后用H2O2氧化碘g去污目的将碘转化成适宜于最终处置的固态稳定形式HAN是HN易于破坏对第1Ê×ÏȽøÐлù´¡Ñо¿Óë·¨¹úһЩ´óѧºÏ×÷ËæºóÔÚʵÑéÊÒÖмä×°ÖÃÉϽøÐÐÆøÌ岶¼¯ÊÔÑéµÚ3步研究未在本文讨论并重新评估了其适应性并与传统的NaOH洗涤作了对比3 碘NO2的氧化还原前文[1]的研究表明H2O2也能氧化碘阴离子其主要过程与结果如下• 2 •3.1 酸性介质中HAN还原分子碘一种情况是HAN过量HAN过量时产物是N2O2NH3OH+ + 2I2→N2O + 6H+ + H2O (HAN过量)如I2过量产物是NOÿĦ¶ûHAN消耗的I2摩尔数在1-1.5之间使用UV分光光度计的流动注射法研究了反应的终点图2图2I2的浓度开始快速单调下降b表明在初始操作条件下的一个窄范围内降低[HAN]/[I2]之比值向溶液中加入碘化物也有利于I2的再生总的反应可以分成三个反应NH2OH+ + 2I2 + H2O → 4I- + HNO2 + 5H+(1) ――HNO2有两种消耗途径HNO2 + NH3OH+→ N2O + 2H2O +H+(2) 2HNO2 + 2I- +2H+→ 2NO + I2 + 2H2O (3)(a)[I2]0=5.5×10-4mol.L-1,[NH3OH+]0=3.3×10-2mol.L-1 - (b)[I2]0=6.5×10-4mol.L-1,NH3OH+]0=5.2×10-3mol.L-1I2浓度单调下降可这样解释1ͼ2A段同时生成HNO22ͼ2B浓度再增加可用反应解释31用测量I2和I3-Ũ¶ÈËæʱ¼ä±ä»¯µÄ·½·¨Ñо¿ÁË×Ü·´Ó¦¶¯Á¦Ñ§• 3 •注明外离子强度为0.5mol/L下得到的一级反应但pH下降图3示出了反应的准二级速率常数k0与介质中质子浓度的关系pH以1.5为界ØpH在1.5k0与1/[H+]之间成线性关系k1+ k2/[H+]2.20±0.37mol-1L s-1, k2=6.64×10-2±0.04×10-2 s-1k0与1/[H+]之间为非线性关系(a)3.10-4 [H+]0 0.3mol.L-1 (0.5 pH 3.5) – (b)10-2 [H+]0 0.3mol.L-1(0.5 pH 2)与H+类似最终在pH½¨Á¢ÁËI2―HAN反应的初始速率方程k1=2.20±0.37mol-1⋅L⋅s-1, k2=6.64±0.04×10-2 s-1k3=10.2±1.9mol⋅L, k4=42620±37660 mol-2⋅L2提出了反应机理解释该结果NH2OH和NH3OH +6HNO2作为瞬时中间产物而中间反应产物INHOH和INH2OH+分解均可生成HNOHNO + I2 + H2O → HNO2 + 2I- + 2H+应用准稳态近似方法处理这些中间产物INH2OH+可结果表明以推导出上述由实验得到的实验速率定律k NH2OH/k NH3OH+3.2 HAN还原HNO2及NO X的反应HAN还原HNO2的总反应式如下主要产物是N2O在pH=2-4• 4 •• 5 •}OH][NH k OH][NH ][HNO k x){(1}]OH [NH ][HNO k ][H ]OH [NH ][HNO x{k V o24o22o 23o 3o 22o o 3o 21o +−++=+++内做了大量研究酸度不同时在酸度高时1.7反应对两种物质均为一级反应对HNO 2为二级反应介质中H +浓度对二级反应速率常数的影响表明了反应有两个主要阶段k 0与[H +]0直接相关曲线向内弯曲其中1-x=[NO 2-]/[HNO 2]总k 3=0.84±0.02 mol -1⋅L ⋅s -11.3±0.1I -ʵÑéÊÇÔÚÈõËáÐÔ½éÖÊÖнøÐеÄ,这样可以避免质子催化的I -与HNO 2之间的反应10-2 mol/LHNO2和H +的反应体系中加入I-ÈçI -对总反应速率的贡献为V 1[NH 3OH +]o 和[HNO 2]o²»Í¬Ëá¶ÈϵÄʵÑé½á¹û±íÃ÷V 1与[H +]o 无关其中k 5=8600±750 mol -1Ls -1,因此将V 1加到上述V o 的表达式中便得到总的NO x 硝化HAN 反应的速率表达式在pH<5的范围内研究了NO/NO 2/NH 2OH 体系的反应NO 不被溶液吸收依照[NO 2]o /[NO]o 比值的不同A. 比值<0.2时通入的NO 2全部被溶液吸收B. 比值>0.2时每消耗1mol NO 2同时测出了NO 3-NO/NO 2消耗比下降H O3+溶液的pH值和初始羟胺浓度对反应产物和浓度没有大的影响但其速率很慢HNO2 + NH3OH+→ N2O + H+ + 2H2OA. NO2和N2O4吸附在溶液中B. NO N2O3水解生成HNO2ÔÚ[NO2]o/[NO]o<0.2时3.3 I2/I-/HNO2/NH3OH+/H+体系总体反应模型在溶解尾气被含HAN的酸性溶液洗涤过程中其中3个反应是主要反应HAN还原HNO2以及HNO2氧化I-µÚÒ»¸ö»ùÓÚËÙÂʶ¨ÂÉÀ´ÃèÊöÕâÈý¸ö·´Ó¦25o C下的实验结果HNO2/NH3OH+之间在此条件下的基本反应定律第二个模型是在广泛实验基础上提出的经验模型其系数可以从两个优化的实验模式中估算得到另一个用Fedorov算法构成达到在8秒钟内使I2和HNO2被快速还原95出于经济方面的考虑得到的满意且可靠的操作点为pH接近2处假定[HNO2]/[I2]之比超过150时本工作在封闭的反应器中进行虽然获得的动力学参数与实验过程有差别酸度和温度条件下表明流程是可行的气态的I2和NOx是在一个带有循环进料的反应器中被吸收的H2O2可定量地将I-氧化成I2:2I-+2H++H2O2→I2+2H2O从热力学上看但过程复杂本文证实了反应的计量关系如下在无IO3-和低酸下该自催化反应不会发生但在无IO3-时诱导期很长pH=2.4时诱导期为8[H2O2]=5x10-3mol/L,[I2]=5x10-4mol/L Ò²»á·¢ÉúH2O2还原I2的反应H2O2氧化I-到I2以及H2O2分解的总反应PH=2-4H2O2氧化I-仅生成I2Ïà·´µØÒòΪ·´Ó¦±»HNO2催化1价态的碘H2O2破坏HAN的反• 6 •应复杂3H2O2+NH3OH+N2O+5H2O+2H+2H2O2+NH3OH+生成的NO2-很少验证上述实验室研究的结果以及验证在代表性的工艺操作条件下该方案的可行性即用HAN酸洗涤回收I24.1 描述本研究的中间装置包括一个逆流填料柱1m 高如图5所示本装置直接合成待处理的尾气2000NL.h-1[NO2]/[NO]=0.25,[I2]=7vpm,NONO进行连续监测NO2和N2O进行连续监测NO2-NO3-浓度进行取样测量I-的测量有ICP或UV分光光度法NO3-用UV• 7 •分光光度法或离子色层法测量R可以从初始通入量与泡罩塔苏打溶液中碘的量估算出来[(1中间装置必须通过其它参数才能控制洗涤液中HNO2的浓度在第一次中试中始终保持恒定考虑到会有一些变化•气流中不含NOÆøÁ÷Öв»º¬NO x时pH在3.0-4.5之间时1%6-b表明了气流中含有NO[NO]+[NO2]=2400vpm,[NO2]/NO=0.25,同样不固定pH在某一定值(Q air=2000Nl.h-1;[I2]=7vpm; [NO]+[NO2]=2400vpm;[NO2]/[NO]=0.25;[HAN]=0.5M;T=25a表明以I-表示吸收的碘量越来越少同时由于吸收了NOͼ6a类似这对I2的行为很快就有影响即使在低pH也如此这两个实验表明了碘的吸收随时间增加对pH值敏感2HNO2+2I-+2H+→I2+2NO+2H2O 在反应器中HAN还原I2的过程中可用来解释I2浓度非单调下降其反应速度增加同时HAN还原I2使H+浓度增加NO2而使HNO2相对I2大大过量此时碘将被氧化• 8 •而不是小实验观察到的还原从0.05M到0.5M固定HAN浓度0.5M¼ûͼ7观察到的结果与前面提出的速率定律一致要使I2吸收速率达到99溶液的PH应为5左右-20与pH值无关相反HAN破坏HNO2的速率要下降提高温度可以部分消除HNO2的积累表1NO2水解产生NO3-NO+NO2/空气通过HAN溶液时pH值对反应产物的影响洗涤液pH 3.5 4.5 5.0 5.5 N2O产生%62 55 52 41NO2-产生%<0.1 4 20 29 目前正在进行其它试验气相中NO 和NO2的浓度的影响试验ÔÚMALAGA装置上解吸实验条件与小实验一样目前只在中试装置上进行了一次模拟洗涤的解吸试验HAN彻底分解5 结论针对LLFP的处理• 9 •它包括下列3步Ø加H2O2选择性解吸I2ͬʱÑõ»¯¶àÓàµÄHAN;Ø将碘转变成适宜于中期处置和最终处置的稳定固体形式对I2与HNO2的还原都不利pH提高到5左右溶液中有NO2-的积累中试还表明99.5NO2-被氧化成NO3-[叶国安译自Actinide’01] • 10 •。
科技部关于发布国家重点研发计划“固废资源化”等重点专项2019年度项目申报指南的通知
科技部关于发布国家重点研发计划“固废资源化”等重点专项2019年度项目申报指南的通知文章属性•【制定机关】科学技术部•【公布日期】2019.07.23•【文号】国科发资〔2019〕240号•【施行日期】2019.07.23•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】科技计划正文科技部关于发布国家重点研发计划“固废资源化”等重点专项2019年度项目申报指南的通知国科发资〔2019〕240号各省、自治区、直辖市及计划单列市科技厅(委、局),新疆生产建设兵团科技局,国务院各有关部门科技主管司局,各有关单位:根据国务院印发的《关于深化中央财政科技计划(专项、基金等)管理改革的方案》(国发〔2014〕64号)的总体部署,按照国家重点研发计划组织管理的相关要求,现将“固废资源化”等12个重点专项2019年度项目申报指南予以发布。
请根据指南要求组织项目申报工作。
有关事项通知如下。
一、项目组织申报要求及评审流程1. 申报单位根据指南支持方向的研究内容以项目形式组织申报,项目可下设课题。
项目应整体申报,须覆盖相应指南方向的全部考核指标。
项目申报单位推荐1名科研人员作为项目负责人,每个课题设1名负责人,项目负责人可担任其中1个课题的负责人。
2. 项目的组织实施应整合集成全国相关领域的优势创新团队,聚焦研发问题,强化基础研究、共性关键技术研发和典型应用示范各项任务间的统筹衔接,集中力量,联合攻关。
3. 国家重点研发计划项目申报评审采取填写预申报书、正式申报书两步进行,具体工作流程如下:——项目申报单位根据指南相关申报要求,通过国家科技管理信息系统填写并提交3000字左右的项目预申报书,详细说明申报项目的目标和指标,简要说明创新思路、技术路线和研究基础。
从指南发布日到预申报书受理截止日不少于50天。
——项目牵头申报单位应与所有参与单位签署联合申报协议,并明确协议签署时间;项目牵头申报单位、课题申报单位、项目负责人及课题负责人须签署诚信承诺书,项目牵头申报单位及所有参与单位要落实《关于进一步加强科研诚信建设的若干意见》要求,加强对申报材料审核把关,杜绝夸大不实,甚至弄虚作假。
国防科工局关于印发核设施退役及放射性废物治理科研项目申报指南(2018-2020年)的通知
国防科工局关于印发核设施退役及放射性废物治理科研项目申报指南(2018-2020年)的通知文章属性•【制定机关】国家国防科技工业局•【公布日期】2018.02.22•【文号】科工二司〔2018〕232号•【施行日期】2018.02.22•【效力等级】部门规范性文件•【时效性】现行有效•【主题分类】国防科技正文国防科工局关于印发核设施退役及放射性废物治理科研项目申报指南(2018-2020年)的通知科工二司〔2018〕232号各有关单位:现将《核设施退役及放射性废物治理科研项目申报指南(2018-2020年)》(以下简称指南)印发给你们,请根据《核设施退役及放射性废物项目管理办法》(科工二司〔2017〕1452号)和指南要求,结合本单位实际情况,认真组织项目的论证和申报工作。
(具体申报流程参考国防科工局网站“办事指南”专栏,“国防科技民用专项科研项目和军用技术推广专项审批”事项)。
联系电话:************附件:核设施退役及放射性废物治理科研项目申报指南(2018-2020年)国防科工局2018年2月22日附件核设施退役及放射性废物治理科研项目申报指南(2018-2020年)一、总体要求贯彻核设施退役及放射性废物治理“十三五”规划精神;立足当前,着眼未来,以核设施退役工程需求为牵引,践行核退役治理“科研先行”理念;以工程应用为目标,建立核退役治理技术体系;鼓励和支持全社会相关单位以多种形式积极参与,集智创新,集中力量突破制约我国核退役治理工作的关键技术;立足自主创新,统筹近期适度兼顾长远;夯实核退役治理技术基础,提高我国核退役治理整体技术水平。
二、支持重点(一)退役技术领域。
1.反应堆退役技术研究。
研究目标:掌握反应堆破损乏燃料组件整备、堆芯封堵加固、拆除解体等关键技术。
研究内容:高燃耗破损乏燃料组件整备处理技术研究,处理后的乏燃料组件可满足GB11806-2004标准要求;管道系统封堵技术和材料研究;屏蔽混凝土解体拆除、核设施零部件切割、辐照环境下远程切割、高压水切割、等离子切割、水下激光切割,压力容器去污、金属熔炼等技术的工程应用研究。
我国乏燃料后处理经济性研究
我国乏燃料后处理经济性研究赵弥 彭海成 董博(国家国防科技工业局核技术支持中心 北京 100071)摘要:随着我国核能产业快速发展,天然铀需求和所产生乏燃料的数量也逐年增加,后处理产业的经济性必然会再次成为发展闭式核燃料循环产业需要解决的问题之一。
该文参考经合组织核能署相关研究,开展乏燃料后处理经济性分析,对“一次通过”和后处理两种核燃料循环方式的成本进行测算。
结果显示,现阶段后处理方案比“一次通过”更加经济,并且随着天然铀价格的持续上涨与后处理、MOX燃料制造技术成熟所带来的价格下降,其经济性将在未来愈发凸显。
关键词:核燃料循环 乏燃料 后处理 经济性中图分类号:F426.61;F426.23文献标识码:A 文章编号:1672-3791(2023)12-0252-05 Research on the Economy of Irradiated Fuel Reprocessing in ChinaZHAO Mi PENG Haicheng DONG Bo(Nuclear Technology Support Center of SASTIND, Beijing, 100071 China)Abstract: With the rapid development of China's nuclear energy industry, the demand for natural uranium and the amount of produced spent fuel are also increasing year by year, and the economy of the reprocessing industry will inevi‐tably become one of the questions that need to be answered in the development of the closed nuclear fuel cycle industry again. This study refers to relevant research from the OECD Nuclear Energy Agency, analyzes the economy of spent fuel reprocessing, and calculates the costs of two nuclear fuel cycle methods of "once-through" and reprocessing. The results show that the reprocessing scheme is more economical than "once-through" at this stage, and its economy will become increasingly prominent in the future with the continuous rise of the price of natural uranium and the decrease of the price caused by the maturity of reprocessing and MOX fuel manufacturing technology.Key Words: Nuclear fuel cycle; Spent fuel; Reprocessing; Economy近年来,随着世界各国积极推进“碳达峰、碳中和”,以及更安全的核电机组投运,核能产业开始逐渐复苏。
浅谈乏燃料后处理项目中的风险及应对措施
浅谈乏燃料后处理项目中的风险及应对措施作者:赵阳马丽娅来源:《价值工程》2019年第18期摘要:乏燃料后处理项目工艺复杂、建设周期长,其审批流程、技术支持、施工设计以及整体的经济性都存在不确定性。
本文运用风险评估的一般方法,对乏燃料后处理项目所存在的风险进行识别和分类,并针对高风险因素提出了具体的应对措施。
Abstract: Spent fuel reprocessing project has complex process and long construction period,so there are uncertainties in the approval process, technical support, construction design and overall economics. This paper uses the general method of risk assessment to identify and classify the risks of spent fuel reprocessing projects, and proposes specific countermeasures for high-risk factors.關键词:乏燃料后处理项目;风险;应对措施Key words: spent fuel reprocessing project;risk;response measures中图分类号:TM623; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文献标识码:A; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; ; 文章编号:1006-4311(2019)18-0263-041; 概述随着我国核电行业的迅速发展,需要外运和离堆贮存的乏燃料量远远大于目前国内具备的乏燃料离堆贮存能力。
因此,必须加快推进乏燃料后处理厂的建设,实现乏燃料的离堆安全贮存和处理。
乏燃料后处理
1.乏燃料的基本情况 (1)1.1世界处理乏燃料的模式 (1)2.后处理方法 (2)2.1水法后处理。
(2)2.2干法后处理。
(3)3.后处理工艺 (3)3.1普雷克斯流程的化学原理。
(3)3.2普雷克斯流程的主要工艺步骤。
(3)3.2后处理的发展趋向 (4)4.百科-乏燃料后处理 (4)4.1核燃料后处理的主要目的 (4)4.2后处理工艺 (4)4.2.1水法后处理 (5)4.2.2干法后处理 (5)4.3后处理技术 (5)1.乏燃料的基本情况比如,一座100万KW的热中子反应堆核电站,每年产生约30t的乏燃料和800t的中低放射性废物。
其中800t的中低放射性废物加以处置可压缩成约几十立方米的低放固体废物,能直接放入到地质表层的中低放废物处置场。
目前,全世界运行中的443座核动力堆每年卸出约1万tHM乏燃料。
过去40年里,全世界卸出的乏燃料到2000年底,累计达22.5万tHM,预计到2010年乏燃料累计量将达到33万tHM,其中大部分仍贮存在水池或干式贮存设施中。
我国预计到2010年我国积累的乏燃料将达到1000tHM,而到了2020年以后,预计每年都将卸下近2000tHM乏燃料。
核反应堆卸出的乏燃料中,有三种类型的放射性核素:一种是长寿命和短寿命的裂变产物,二是活化产物,三是锕系元素。
裂变产物和活化产物都是带β放射性,除了包含几种核素之外,其它半衰期都比较短,而锕系元素都是带α放射性,有些还带有自发裂变现象,大多数的锕系元素具有较短的半衰期,但是其子体的半衰期却很长,甚至长达几百万年。
1.1世界处理乏燃料的模式由于核电站乏燃料的放射性很强,其中有些核素的毒性又大,所以整个乏燃料的处理过程必须在屏蔽和密闭的条件下远距离操作运行,这就给乏燃料处理过程带来很大的技术难度。
怎样处置这些放射性强毒性大的乏燃料,长期存在着争议,分歧也主要集中在经济性、安全性和核扩散上。
于是,世界上不同国家制订出了适应各自战略需求不同的技术路线:①一种是采取开环式或称“一次通过”式燃料循环,即将乏燃料在经过一段时间的中间贮存后,作为最终废料直接深埋在地质处置库中,同时可以防止燃料中的钚的扩散,这是美国卡特政府1977年制定的决策。
乏燃料后处理技术研究现状
1 引言
为了应对化石燃料的短缺和保证能源安全,O 2 世界 6 ̄7 年代以来E , 0 0 1 核电因其清洁性和高能量 ]
密度 而受 到青 睐 , 目前 世 界 上 核 电总装 机 容量 已达 3 74 k E 约 占世 界 发 电总 量 的 1 。核 电 . 6 亿 W , 7 站发 电过 程 中 , 当核 燃料 裂变不 能维 持一定 功率 时 ,
性 。这些 后处 理 流程 的 目的在于 提取 U、 u再 次 利 P
处 置和管 理 得 以简 化 。P EXTR X 一 体 化 流 UR _ UE 程采 用 了多种 电化 学 方法 来 实 现 流 程 的无 盐化 , 后
用 , 效 地 提 高 了 天 然 铀 的利 用 率, 是 由 于 有 但
P E UR X及 其 改 进 流 程 对 Np Am、 m、 、 C Tc等 萃 取 能力 不强 , 离过 程 中会 产 生大 量 含 Np Am、 m、 分 、 C
处理流程在一个溶剂萃 取循 环 中实现 了 U、 u分 P
离 , 生 的高放 废液 采 用 先 进 的 T 产 RUE 流 程 进行 X 处理 。S prURE u eP X流程 除 了 回收 U、 u等元 素 , P 还分 离 MA、 _9 Z-3 等 长 寿 命 裂 变 产 物 。 Tc9 、 r 9
分 离其 中 的 MA 和 I P 目前 每 年 大 约 3 的 F 。 I 3 乏燃 料进 行 了后处 理 ; 二 是 把 乏燃 料 作 为毫 无 价 其 值 的废物 存储 在 中 间放 射性 库 或 最 终库 中 , 种 中 这
第 4期
乏燃料 后 处理技 术研 究现状
1 3
酸铀酰晶体 , 从而为后面的流程减轻负担 , 改进经济
乏燃料后处理
1.乏燃料的基本情况 (1)世界处理乏燃料的模式 (1)2.后处理方法 (2)水法后处理。
(2)干法后处理。
(3)3.后处理工艺 (3)普雷克斯流程的化学原理。
(3)普雷克斯流程的主要工艺步骤。
(3)后处理的发展趋向 (4)4.百科-乏燃料后处理 (4)核燃料后处理的主要目的 (4)后处理工艺 (4)水法后处理 (5)干法后处理 (5)后处理技术 (5)1.乏燃料的基本情况比如,一座100万KW的热中子反应堆核电站,每年产生约30t的乏燃料和800t的中低放射性废物。
其中800t的中低放射性废物加以处置可压缩成约几十立方米的低放固体废物,能直接放入到地质表层的中低放废物处置场。
目前,全世界运行中的443座核动力堆每年卸出约1万tHM乏燃料。
过去40年里,全世界卸出的乏燃料到2000年底,累计达万tHM,预计到2010年乏燃料累计量将达到33万tHM,其中大部分仍贮存在水池或干式贮存设施中。
我国预计到2010年我国积累的乏燃料将达到1000tHM,而到了2020年以后,预计每年都将卸下近2000tHM乏燃料。
核反应堆卸出的乏燃料中,有三种类型的放射性核素:一种是长寿命和短寿命的裂变产物,二是活化产物,三是锕系元素。
裂变产物和活化产物都是带β放射性,除了包含几种核素之外,其它半衰期都比较短,而锕系元素都是带α放射性,有些还带有自发裂变现象,大多数的锕系元素具有较短的半衰期,但是其子体的半衰期却很长,甚至长达几百万年。
世界处理乏燃料的模式由于核电站乏燃料的放射性很强,其中有些核素的毒性又大,所以整个乏燃料的处理过程必须在屏蔽和密闭的条件下远距离操作运行,这就给乏燃料处理过程带来很大的技术难度。
怎样处置这些放射性强毒性大的乏燃料,长期存在着争议,分歧也主要集中在经济性、安全性和核扩散上。
于是,世界上不同国家制订出了适应各自战略需求不同的技术路线:①一种是采取开环式或称“一次通过”式燃料循环,即将乏燃料在经过一段时间的中间贮存后,作为最终废料直接深埋在地质处置库中,同时可以防止燃料中的钚的扩散,这是美国卡特政府1977年制定的决策。
2019-2020年度毕业生接收计划
19
1-2
硕士
有机化学
有机合成方法学
发表过SCI论文。从事金属有机化学或者全合成相关领域研究经验者优先考虑。
李老师:gangli@
20
2
博士
无机化学
配位结构化学
年龄35岁以下,英语科技论文写作较好,发表SCI一区论文1篇或二区论文4篇以上。具有海外博士后研究经历或从事团簇/框架配位化学相关领域研究经验者优先考虑。
柴老师:g.chai@
2
2
硕士
物理化学/凝聚态物理
能源催化/DFT计算/多尺度计算/机器学习/非线性光学
年龄35岁以下,在高质量杂志上发表过论文。
柴老师:g.chai@
3
1
博士
稀土功能材料、稀土化学、生物材料、生物检测与成像、纳米光学和光电子学等
发光材料、稀土光功能材料、纳米荧光探针及其生物应用、稀土纳米化学与物理、纳米光学和光电子学、显微光学、超快激光光谱等方向之一
32
1-2名
硕士
化学或化工相关专业
有机化学,配位化学,多相催化
以第一作者身份发表SCI二区或以上论文不少于1篇;符合海西院相关规定
张老师: zhangteng@
33
1
博士
有机化学等相关背景,博士毕业三年以内,具有较强的业务能力及英文写作能力
申老师:z-shen@地点:厦门
47
2
博士
材料工学,金属材料工学,放射化学/核化学等
绝热材料/热障/保温材料、纳米陶瓷材料的开发、乏燃料后处理;金属二次资源回收(稀土,锂电,钴镍,贵金属等)等相关方向,有项目管理经验者优先
SCI一区论文1篇以上或二区论文4篇,专利可代替一篇二区论文,具有从相关领域研究经验者优先考虑(有从事军工项目优先)。
乏燃料干法后处理电解反应器结构材料研究进展
乏燃料干法后处理电解反应器结构材料研究进展
林师峰,林如山*,杜雨昕,张 磊,唐洪彬
(中国原子能科学研究院放射化学研究所,北京 102413)
摘 要 :熔盐电解是乏燃料干法后处理技术的核心单元,该单元设备服役工况涉及高温(≥ 500℃)、氯化物熔盐、液态 金属镉和气氛等耦合腐蚀,腐蚀环境复杂、苛刻,这对反应器的选材带来巨大的挑战。本文主要对电解反应器结构材料 的腐蚀工况进行分析和对反应器结构材料的研究进展进行概述,最后对反应器结构材料的研究方向进行展望。 关键词 :熔盐电解反应器 ;结构材料 ;氯化物熔盐腐蚀 ;液态金属镉腐蚀 中图分类号 :TG142.73 文献标识码 :A 文章编号 :1002-5065(2023)22-0050-3
核能是一种清洁能源,开发利用核能能够大规模减少化 石燃料发电排放的温室气体,减少环境污染,提升人类的生 活质量,因此核能具有极大的吸引力 [1,2]。为了核能的可持 续发展,必须解决铀资源最大化利用和乏燃料最少化的问 题。那么,唯有通过乏燃料干法后处理实现快堆闭式循环才 能达到这个目标 [3]。
乏燃料干法后处理是快堆闭式循环系统的关键技术。目 前干法后处理技术整体处于实验室研究开发阶段,尚未进行 工业应用。干法后处理工艺涉及高温、氯化物熔盐、金属等 多因素耦合腐蚀,设备材料腐蚀严重,因此设备材料的耐高 温腐蚀问题是制约干法后处理技术工业应用的关键因素之 一。为了推动我国干法后处理技术的发展,亟需解决干法后 处理设备材料的耐腐蚀性问题。熔盐电解是干法后处理技术 的核心单元,而反应器又是该单元设备的核心部件,为了推 进乏燃料干法后处理技术的工业化应用,亟需克服反应器材 料的耐腐蚀性问题。
~2.4
《乏燃料后处理设施安全(征求意见稿)》编制说明
附件3《乏燃料后处理设施安全(征求意见稿)》编制说明一、编制背景乏燃料后处理是闭式核燃料循环中的重要环节,其主要任务是从乏燃料中回收和纯化铀钚等裂变材料,提取可利用的核素,并对放射性废物进行妥善处理。
为了适应核电事业发展要求,我国早在1983年就通过国务院常务会确定采用动力堆乏燃料后处理的技术路线,并于上世纪九十年代开始建造我国第一座动力堆乏燃料后处理中间试验工厂。
经过30多年的设计、建造和调试,中试厂已建成并完成阶段性热调试工作。
虽然我国在中试厂的建设过程中积累了一定经验,但是在设计和建造工业规模后处理厂方面,仍未建立并形成配套适用的法规标准体系。
安全是乏燃料后处理设施建设的前提,考虑到后处理设施具有不同于核电厂以及一般化工厂的显著特点和特殊要求,比如乏燃料后处理过程中涉及大量易裂变、可裂变核素,易燃有机溶剂,有毒气体及酸性和腐蚀性物质等,核安全问题与化学安全问题并存于整个后处理过程中,可能发生临界、放射性物质释放、爆炸和着火等事故。
因此建立和完善后处理设施适用的、覆盖设施全寿命周期的安全法规和标准体系,为工程项目安全监管及顺利实施提供规范和参考,尤为重要。
国际原子能机构(IAEA)在2017年发布了《乏燃料后处理设施安全-具体安全导则》(SSG-42,2017),安全导则(SSG-42)是后处理设施针对《核燃料循环设施安全-安全要求》(NS-R-5(Rev.1), 2014)的具体建议和指导。
同年,IAEA也在NS-R-5(Rev.1)的基础上进一步细化,提出对核燃料循环设施的具体安全要求,形成《核燃料循环设施安全-具体安全要求》(SSR-4,2017),取代原有《安全要求》(NS-R-5,2014)。
至此,形成了IAEA两级文件,即安全要求(SSR-4)和安全导则(SSG-42)的结构,在法律和标准文件之间提供了良好的衔接和过渡,为各国规范化、标准化后处理设施的监管和建设提供了参考和指引。
我国乏燃料干法后处理技术研究现状与发展
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建议书
附件2乏燃料后处理科研项目建议书编制格式乏燃料后处理科研项目建议书项目名称:起止日期:研究经费:(其中国拨:)项目负责人:主要承研单位:主管部门:填报日期:国家国防科技工业局制三号宋体二号黑体三号宋体、加粗1、封面加盖主要承研单位公章;2、未说明字体,均为四号宋体。
—12—填写说明1.封面(1)字体要求见标注。
(2)密级:按国家有关规定标明。
(3)项目类别:应用基础研究、技术与开发研究、工程研制三类。
(4)起止日期:填写到月。
(5)研究经费:以万元为单位。
(6)项目负责人:为项目第一申请人,只有一名。
(7)主要承研单位:为申请项目的牵头法人单位全称,只有一个。
(8)主管部门:填写主要承研单位归口管理部门(单位)的全称,包括国务院有关部委、地方国防科技工业管理部门、军工集团公司、相关中央企业、中国工程物理研究院等。
2.正文及目录编制格式(1)A4纸双面打印。
(2)正文四号宋体,行间距26磅(表格除外)。
(3)文档页码连续,底端居中,并将正文首页作为起始页码1。
(4)一级标题为小三号黑体、加粗;二级标题为四号黑体、加粗;三级标题为四号宋体、加粗;四级标题为四号宋体。
(5)参考文献统一在报告最后说明。
(6)目录编至三级标题。
(注:此页不要放入上报文件中。
)—13—乏燃料后处理科研主要承研单位诚信承诺书我单位已阅读国防科技工业科研项目相关管理办法,理解其有关规定和要求,现郑重承诺:《建议书》所申报项目的有关材料真实、可靠,且未列入国家或军队其他科研计划,申报渠道唯一,无侵犯他人知识产权的行为。
对因申报内容失实或违反有关规定所造成的后果,我单位愿承担相关责任。
项目负责人:(签字)主要承研单位:(盖章)主管部门:(盖章)—14—一、项目研究的必要性(一)项目背景,研究目的及意义。
(二)国内外现状分析。
(三)需求分析。
二、研究目标与预期技术指标研究目标要明确、具体;技术指标要量化、可考核,能够体现项目关键技术特征。
我国乏燃料干法后处理技术研究
我国乏燃料干法后处理技术研究摘要:乏燃料干法具有较强适应性,其面对的处理对象也更为广泛,属于是乏燃料分离当中的热点研究对象,最近几年国家开展了氧化物乏燃料、熔岩对燃料循环理论、工艺方面的研究,文中着手于我国核燃料干法后处理技术的研究现状,探析干法后处理措施,希望能够为相关工作者的深入研究停工一些帮助。
关键词:乏燃料;干法后处理;技术;挥发;措施;当前,国外在熔盐电化学分离技术的基础之上分别构建了经过工程规模热验证干法后处理的流程,其减少了临界的安全风险,设备更为紧凑,而干法后处理设施的规模比较小,其能够和反应堆达成同厂址建设。
同时,干法或处理技术所产生的废物量并不多,主要是固体形式,此种技术批示操作的处理量较小,设备材料的可靠性需要持续提升,因此其并未实际应用到工业化生产中。
最近几年国家整合分析了熔岩电解分离与氟化挥发分离技术的干法后处理现状与进展,针对国家现代化燃料循环体系构建提出一些实施建议。
一、核燃料干法后处理技术的研究现状(一)熔盐电解精炼分离1.熔盐体系的性质与配位架构熔盐体系的选择、组配比优化会被熔盐体系本身的熔点、黏度、蒸气压、表面张力以及密度等诸多任关键性热物参数所影响,其可应用在专用的碱金属、碱土金属氯化物熔盐热物性能测试设备中,实验当中获得了干法后处理技术,熔盐体系热物性数据给熔盐体系的选择与优化奠定了坚实基础。
通过熔盐热物性参数与技术工艺流程的表现来明确适用的具体工况。
为了能够对高温状态下熔盐体系当中微观的锕镧系元素以及整个电极反应的过程,相关工作者基于紫外光谱、高温拉曼光谱、X射线吸收光谱等诸多原位光谱的测量技术,整合熔盐电化学的测量技术进行高温熔盐体系当中锕镧系元素配位化学研究,其中设计元素氧化态、熔盐配位架构、电子结构以及诸多化学种态转换等。
熔盐当中的铀离子属于是六配位的八面体结构,温度并不会对铀离子的配位结构产生显著影响[1]。
2.专用参比电极和内腐蚀坩埚材料在对熔盐电化学进行实际研究的时候,参比电机具备稳定性与可靠性,其能够对熔盐诸多元素的电极反应机理、氧化还原电位进行精准测定。
乏燃料后处理技术研究现状
乏燃料后处理技术研究现状廖映华;云虹;王春【期刊名称】《四川化工》【年(卷),期】2012(000)004【摘要】主要针对水法、干法和超临界流体萃取等三种乏燃料后处理技术的特点、国内外研究现状进行了综述,并指出从长远来看,先进反应堆乏燃料处理倾向于利用干法后处理技术,在乏燃料后处理/分离一体化水法后处理流程中倾向于采用超临界流体萃取后处理技术。
%In this paper,it is presented that the characteristic and research status about three reprocessing of spent nuclear fuel,such as water reprocessing,dry reprocessing,supercritical fluid extraction.And it is pointed out that in the long run the reprocessing of advanced nuclear reactor should use dry reprocessing,and the integration water reprocessing should used supercritical fluid extraction reprocessing.【总页数】4页(P12-15)【作者】廖映华;云虹;王春【作者单位】四川理工学院,四川自贡643000;四川理工学院,四川自贡643000;四川理工学院,四川自贡643000【正文语种】中文【中图分类】TL24【相关文献】1.熔盐电解法乏燃料干法后处理技术研究进展 [J], 唐浩;任一鸣;邵浪;钟毅;高瑞2.乏燃料干法后处理技术研究进展 [J], 刘学刚3.国际乏燃料运输的基本经验与我国乏燃料运输研究现状 [J], 张时龙4.我国乏燃料干法后处理技术研究现状与发展 [J], 林如山;何辉;唐洪彬;叶国安5.国内外乏燃料后处理技术研究现状 [J], 刘海军;陈晓丽因版权原因,仅展示原文概要,查看原文内容请购买。
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附件1
乏燃料后处理科研2019-2020年项目申报指南
一、申报要求
(一)项目研究成果需具有一定创新性,达到工程化应用深度或具备较好的应用前景,并避免与其他渠道支持的项目重复申报。
(二)重点课题可作为一个项目申报,也可申报其中部分内容,鼓励多家单位联合申报。
多个单位联合申报项目,要明确牵头责任单位和任务分工。
(三)为保障国家安全、国家利益和重大社会公共利益的需要,国家可以无偿使用或者委托他人使用项目形成的研究成果和知识产权。
二、申报条件
(一)项目申报单位应具备企事业法人资格;具备开展所申报课题研究的科研设施和人才队伍。
(二)项目申报单位无不良诚信记录,同意指南申报要求。
(三)项目负责人必须具有较高的学术水平、开拓创新意识和组织协调能力,在所申报的领域开展相关研究不少于3年,并取得一定研究成果;能将主要时间和精力用于项目的研究和管理。
—3—
三、主要内容
重点课题1:新型铝基中子防护复合材料研究。
研究目标:掌握耐中子和γ辐射铝基复合材料制备技术。
研究内容:开展不同含硼量的铝基复合材料制备技术研究;开展中子屏蔽吸收、耐γ辐照、力学等性能研究及验证。
重点课题2:防中子辐射纤维及复合材料研究。
研究目标:掌握高效防中子辐射纤维及复合材料制备技术。
研究内容:防中子辐射纤维成分设计及制备,开展计算模拟;开展防中子辐射复合材料制备、中子防护服研制及性能验证。
重点课题3:后处理溶解器用耐蚀锆合金研究。
研究目标:掌握连续溶解器用耐蚀锆材配方与设备加工技术。
研究内容:确定耐蚀锆材配方及焊接工艺;确定腐蚀模拟料液;测定模拟溶解液与锆材的极化曲线,开展腐蚀试验和评价。
重点课题4:后处理设施专用测控技术改进研究。
研究目标:掌握后处理专用测控改进技术。
研究内容:开展废液接收槽测量、废树脂界面测量、厂房—4—
各分区气体流量测控技术改进研究;开展中放废液蒸发流程典型调节系统改进研究与先进非接触式测量技术应用研究。
重点课题5:后处理专用智能检修机器人研制。
研究目标:掌握后处理设施强辐射环境下检修及监测智能机器人技术,保障工艺和人员安全。
研究内容:研制适用于后处理工艺管道、溶解器等无损检测、焊接及辐射监测的智能机器人;开展智能机器人抗辐射、可靠性技术研究。
重点课题6:后处理设施放射性通风关键技术及设备开发研究。
研究目标:掌握后处理厂抑制污染物扩散、气溶胶净化、通风系统动态密封和通风最小化技术。
研究内容:建立厂区整体三维模型,研究厂区总体环境与进排风干扰影响;研究抑制气溶胶扩散通风方式,确定污染物排出最小通风量;研究分析放射性区域火灾模型;研制高放射性通风地坑式净化装置工程样机,开展验证试验。
重点课题7:燃耗信任制(BUC)技术方案研究。
研究目标:掌握乏燃料组件核素成分和燃耗信用制在后处理厂的应用技术。
—5—
研究内容:研究准确、全面的组件核素成分计算方法,验证计算程序;开展燃耗信用制技术在后处理厂中的应用研究。
重点课题8:后处理固体废物钢箱无损检测技术研究。
研究目标:掌握钢箱废物无损检测技术。
研究内容:研究确定探测器的几何结构;开展无源效率刻度技术研究;开发控制及数据处理软件;研制钢箱无损检测系统工程样机。
重点课题9:后处理职业人员摄入超铀核素的监测技术研究。
研究目标:掌握职业人员摄入超铀核素高灵敏度监测技术、标准化监测与剂量评价方法。
研究内容:开展工作场所及人员超铀核素的监测技术研究;开展超铀核素内照射剂量评价方法研究。
重点课题10:后处理设施核材料管制审评技术研究。
研究目标:掌握后处理设施的核材料衡算与控制、实物保护、核安保事件响应监管技术。
研究内容:开展核材料的衡算现场核实方案、许可审评规范和衡算评价系统研究;确定实保要害部位识别方法,开发实保系统有效性评价系统;开发核安保事件响应评价系统。
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重点课题11:后处理设施安全审评关键技术研究。
研究目标:掌握后处理设施厂址阶段和建造阶段安全审评关键技术,制定相关安全审评技术见解。
研究内容:开展后处理设施厂址评价审评关键技术研究;开展后处理设施设计阶段安全评价、放射性废物管理、环境影响评价和核事故应急等审评关键技术研究。
重点课题12:后处理设施乏燃料接收贮存系统研究及乏燃料贮运吊篮研制。
研究目标:掌握乏燃料接收、转运、暂存工艺及水池综合布置技术。
研究内容:开展乏燃料接收、转运、暂存工艺及水池综合布置方案研究;开展贮运吊篮结构研究与安全评价;开展先进铝基碳化硼中子吸收材料制备;研制贮运两用工程样机并试验验证。
重点课题13:1AF精密计量系统工程验证研究。
研究目标:掌握1AF精密计量系统工程验证技术。
研究内容:研制一套1:1规模的商用后处理厂1AF精密计量装置工程样机,开展试验验证;建立体积测量模型,开发配套的软件系统并验证。
—7—
重点课题14:快堆MOX乏燃料干法后处理辅助工艺研究。
研究目标:掌握氧化物燃料电解还原和电解精炼产生废盐的纯化及废物处理技术。
研究内容:开展MOX燃料还原及铀钚回收工艺产生的废盐纯化技术研究及废物固化技术研究;开展废盐中超铀元素及裂片元素去除及废盐回收利用技术研究;研制科研样机并试验验证。
重点课题15:后处理中放射性核素分离新材料、新方法与新工艺。
研究目标:掌握锕系及典型裂片元素分离新材料、新方法与新工艺。
研究内容:开展先进后处理过程中锕系元素及锶、铯、锝等裂片元素的吸附及萃取分离新材料研究;开展超临界、离子液体等新型溶剂体系中锕系元素及Sr、Cs、Tc等裂片元素的分离新工艺研究。
重点课题16:后处理中典型锕系与裂片元素分析新方法。
研究目标:掌握后处理过程中Np、Pu、Tc等的种态和价态分析技术;掌握后处理过程中典型放射性样品的分析与监测新技术。
研究内容:开展后处理过程中Np、Pu、Tc等放射性核素的—8—
种态与价态分析研究;开展后处理过程中不同类型放射性样品的采集、预处理及核素的快速分离与分析研究;研制快速采集和预处理、分离和分析装置。
重点课题17:新型萃取剂α辐照稳定性及质量评价研究。
研究目标:掌握基于粒子加速器构建的模拟α粒子辐照效应的实验技术和评价技术。
研究内容:开展粒子加速器的α束流引出与能量控制研究;研制模拟α粒子辐照效应研究平台;开展多种含P、N类萃取剂α粒子辐照效应研究;开展不同类型萃取剂α粒子辐照效应评价及质量控制标准研究。
重点课题18:两步法冷坩埚玻璃固化工程样机研制及验证。
研究目标:突破两步法冷坩埚连续处理高放废液工艺关键技术,掌握玻璃固化工程化技术。
研究内容:开展总体工艺、玻璃配方、高放废液煅烧系统、冷坩埚玻璃熔融系统、工艺尾气净化系统的研究,建立1:1台架并进行验证。
重点课题19:低放废液热泵蒸发工程样机研制。
研究目标:掌握低放废液机械式热泵蒸发工程技术。
研究内容:开展机械式热泵蒸发技术研究;研制工程样机
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及工程验证试验。
重点课题20:溴化锂制冷技术处理含氚废水载带空气工艺研究。
研究目标:掌握溴化锂制冷技术处理含氚废水载带空气工艺技术。
研究内容:研究溴化锂制冷处理含氚废水载带空气工艺系统的最佳运行工况;研制工程样机,开展模拟运行工况下验证试验。
重点课题21:碘废物固化技术研究。
研究目标:掌握乏燃料后处理厂放射性碘废物固化处理及处置技术。
研究内容:碘废物接收、预处理、混料、制坯、整备、固化工艺与设备研究;碘废物固化体包装、性能测试、多重屏障长期处置技术研究;碘废物固化技术全流程工艺验证。
重点课题22:后处理工艺气体新型过滤材料研制与系统性能评价技术研究。
研究目标:掌握工艺气体净化129I新型吸附剂和放射性气溶胶过滤材料制备技术。
研究内容:研究后处理工艺气体129I新型吸附材料及放射性—10—
气溶胶过滤材料;开展除碘单元和气溶胶过滤单元性能检测方法研究;研制工程样机并验证。
—11—。