MOSART核燃料循环前端与后端工艺简介
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• 具有防核扩散能力:在线分离工艺流程具 有很好的TRU元素与镧系元素分离能力,而 TRU元素之间的分离能力很弱,无法获得纯 Pu。 • 干法分离目前没有成熟的技术,需要深入 研究开发。并且其工业化难度很大。
参考文献: a. Ignatiev, V., et al., Molten salt actinide recycler and transforming system without and with Th–U support: Fuel cycle flexibility and key material properties. Annals of Nuclear Energy, 2014. 64(0): p. 408-420. b. Ignatiev V. et al, Calculation of safety related parameters for Na,Li,Be/F MOSART concept
MOSART核燃料循环前端与后端 工艺简介
• MOSART的设计目标主要是为了嬗变压水堆乏 燃料中的超铀元素,其设计的燃料成分中以Pu 为主,含有10%-20%左右次锕系核素(主要为 Np和Am)a。 • MOSART燃料循环前端可采用的PWR乏燃料后 处理技术有湿法和干法两种b(湿法可采用 U/Pu共萃取技术,但是U/Pu共萃取技术不适用 于MOSART,因其主要是用来嬗变TRU)。其 核燃料前端防核扩散性能与目前核工业一致。 • MOSART核燃料循环的后端将采用干法后处理 技术。包括:He鼓泡系统,材料表面电镀 (plating),过滤,氟化,还原萃取,蒸馏, 共结晶(co-crystallization)等技术。详见表1。
燃料循环前端使用干法:其处理方法与MSR的在线后处理类似。在后处理的初始阶段, 利用氟化挥发工艺可以将U,Pu,Np从乏燃料中分离出来,而其它次锕系核素特别是 Am,Cm的无法分离,需要增加新的高温化学工艺流程。目前来看可选的工艺有熔盐 电化学技术和液态金属萃取技术(Molten-salt Electrochemical Processes or the Moltensalt / Liquid metal Extraction Processes)
表1 MOSART 干法熔盐在线净化方案a
MOSART燃料循环流程示意图---前端湿法b
燃料循环前端采用湿法模式,使用已有的核燃料后处理流程, 制备适合于MOSRART的燃料。其燃料中含有Pu的各种同位素 以及MA。文献b中给出了不同核素的分离提取效率。
MOSART燃料循环流程示意图---前端干法b
MOSART的熔盐在线净化b
该流程基于FLiNaBe盐,熔盐净化大体分为两个阶段第一阶段使用液态金属Bi萃取技 术,将绝大部分的次锕系核素分离出来,重新回堆燃烧。第二阶段利用蒸馏工艺将镧 系杂质从熔盐溶剂中去除。净化后的熔盐重新送回反应堆。目前第二阶段还在设计和 实验过程中。
来自百度文库
MOSART的熔盐在线净化的优缺点
参考文献: a. Ignatiev, V., et al., Molten salt actinide recycler and transforming system without and with Th–U support: Fuel cycle flexibility and key material properties. Annals of Nuclear Energy, 2014. 64(0): p. 408-420. b. Ignatiev V. et al, Calculation of safety related parameters for Na,Li,Be/F MOSART concept
MOSART核燃料循环前端与后端 工艺简介
• MOSART的设计目标主要是为了嬗变压水堆乏 燃料中的超铀元素,其设计的燃料成分中以Pu 为主,含有10%-20%左右次锕系核素(主要为 Np和Am)a。 • MOSART燃料循环前端可采用的PWR乏燃料后 处理技术有湿法和干法两种b(湿法可采用 U/Pu共萃取技术,但是U/Pu共萃取技术不适用 于MOSART,因其主要是用来嬗变TRU)。其 核燃料前端防核扩散性能与目前核工业一致。 • MOSART核燃料循环的后端将采用干法后处理 技术。包括:He鼓泡系统,材料表面电镀 (plating),过滤,氟化,还原萃取,蒸馏, 共结晶(co-crystallization)等技术。详见表1。
燃料循环前端使用干法:其处理方法与MSR的在线后处理类似。在后处理的初始阶段, 利用氟化挥发工艺可以将U,Pu,Np从乏燃料中分离出来,而其它次锕系核素特别是 Am,Cm的无法分离,需要增加新的高温化学工艺流程。目前来看可选的工艺有熔盐 电化学技术和液态金属萃取技术(Molten-salt Electrochemical Processes or the Moltensalt / Liquid metal Extraction Processes)
表1 MOSART 干法熔盐在线净化方案a
MOSART燃料循环流程示意图---前端湿法b
燃料循环前端采用湿法模式,使用已有的核燃料后处理流程, 制备适合于MOSRART的燃料。其燃料中含有Pu的各种同位素 以及MA。文献b中给出了不同核素的分离提取效率。
MOSART燃料循环流程示意图---前端干法b
MOSART的熔盐在线净化b
该流程基于FLiNaBe盐,熔盐净化大体分为两个阶段第一阶段使用液态金属Bi萃取技 术,将绝大部分的次锕系核素分离出来,重新回堆燃烧。第二阶段利用蒸馏工艺将镧 系杂质从熔盐溶剂中去除。净化后的熔盐重新送回反应堆。目前第二阶段还在设计和 实验过程中。
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MOSART的熔盐在线净化的优缺点