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快堆乏燃料干法后处理技术与发展思考 被引量：2
1
作者 林如山 钟振亚 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期41-53,共13页
乏燃料干法后处理是指在非水介质中处理乏燃料,回收铀钚等锕系元素,并妥善处理放射性废物的一种化工过程。干法后处理是闭式燃料循环快堆核能系统的关键环节,也是快堆乏燃料后处理的现实技术选择。美、俄均已掌握快堆乏燃料干法后处理技... 乏燃料干法后处理是指在非水介质中处理乏燃料,回收铀钚等锕系元素,并妥善处理放射性废物的一种化工过程。干法后处理是闭式燃料循环快堆核能系统的关键环节,也是快堆乏燃料后处理的现实技术选择。美、俄均已掌握快堆乏燃料干法后处理技术,分别建立了适合本国快堆核燃料循环策略的干法后处理工艺流程,已经过工程规模热实验验证,正在开发工程化技术。我国干法后处理技术路线选择遵循国际先进技术和我国快堆燃料循环整体策略,重点发展了熔盐电解技术,可兼容处理氧化物和金属等多种类型的快堆乏燃料,正处于关键技术攻关阶段。本文概述了快堆乏燃料干法后处理技术典型流程和发展趋势,总结了国内围绕快堆乏燃料干法后处理研发取得的最新进展,分析了干法后处理技术面临的挑战,并结合我国快堆核能系统发展战略,提出了我国快堆乏燃料干法后处理技术发展亟待突破的关键科学和技术问题。 展开更多
关键词 快堆乏燃料 干法后处理 熔盐电解 氟化挥发
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强γ环境水下乏燃料操作临界安全监督优化设计研究
2
作者 踪训成 李卫敏 +2 位作者 李翔 舒文 吴明昌 《核科学与工程》 北大核心 2025年第3期564-570,共7页
基于目前乏燃料临界安全监督的现状及存在的问题,提出了若干优化改进建议,采用涂硼计数管代替传统BF_(3)计数管,克服乏燃料强γ射线的干扰,获得更加有效真实的中子计数率;提出建立远程数字化临界监测系统的必要性,系统中设置中子倍增时... 基于目前乏燃料临界安全监督的现状及存在的问题,提出了若干优化改进建议,采用涂硼计数管代替传统BF_(3)计数管,克服乏燃料强γ射线的干扰,获得更加有效真实的中子计数率;提出建立远程数字化临界监测系统的必要性,系统中设置中子倍增时间阈值、中子计数率阈值作为事故前警告报警参数,提醒操作人员注意临界趋势,判断当前的临界安全状况,必要时采取临界控制措施;系统中增加γ剂量临界报警设备,一旦发生临界事故,触发事故性报警,紧急撤离疏散操作人员并进入应急响应状态,减少人员辐射受照。通过设计合理的多样性报警逻辑减少误报警概率,通过优化设计实现乏燃料临界监督科学规范、报警响应快、判断可靠的目标。 展开更多
关键词 乏燃料 临界监督 量化参数 报警
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乏燃料处理历史及应用
3
作者 李琪 陈玄烨 +1 位作者 赵赫 王志坚 《锅炉制造》 2025年第3期21-22,33,共3页
本文以EBRⅡ反应堆为研究背景,该反应堆为首批使用钠合金驱动燃料和包层的钠冷快堆之一。本文介绍了在EBRⅡ反应堆停堆后乏燃料库存和乏燃料处理办法。
关键词 EBRⅡ反应堆 乏燃料 库存 后处理
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基于机器学习的30%TBP/煤油-硝酸体系中主要组分的分配比预测研究 被引量：1
4
作者 于婷 张音音 +6 位作者 张睿志 金文蕾 罗应婷 朱升峰 何辉 叶国安 龚禾林 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第1期14-23,共10页
为最优化后处理过程的实验条件、优化工艺、降低实验成本和时间,并提高后处理流程数学模拟的准确性,本文基于随机森林、支持向量回归和K近邻这3种经典的机器学习算法建立了30%TBP/煤油-硝酸体系中主要组分铀、钚、硝酸的分配比数学模型... 为最优化后处理过程的实验条件、优化工艺、降低实验成本和时间,并提高后处理流程数学模拟的准确性,本文基于随机森林、支持向量回归和K近邻这3种经典的机器学习算法建立了30%TBP/煤油-硝酸体系中主要组分铀、钚、硝酸的分配比数学模型,并基于不同数据集进行了超参数优化和模型训练。通过对模型进行验证和测试,发现采用随机森林算法建立的分配比模型准确度最高,其对铀预测的平均绝对相对误差达7.73%,较传统方法提高了约7%。与传统建模方法相比,机器学习方法建立模型的准确度更高。 展开更多
关键词 分配比数学模型 随机森林 支持向量回归 K近邻
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先进核能发展情景研究
5
作者 杨勇 周培德 +3 位作者 叶国安 杨红义 胡赟 宋英韵 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期27-33,共7页
核能是安全、经济、高效的清洁低碳能源。核能大规模、可持续发展面临着铀资源供应及放射性废物处理处置两大挑战。为最大化利用天然铀资源,减少长寿命废物总量,实现核裂变能长期可持续发展,快堆及其先进闭式核燃料循环是首选技术路线... 核能是安全、经济、高效的清洁低碳能源。核能大规模、可持续发展面临着铀资源供应及放射性废物处理处置两大挑战。为最大化利用天然铀资源,减少长寿命废物总量,实现核裂变能长期可持续发展,快堆及其先进闭式核燃料循环是首选技术路线。本文基于目前我国核电发展格局及未来发展展望,绘制了压水堆和快堆匹配发展的先进核能发展情景图。 展开更多
关键词 双碳目标 燃料循环 一体化快堆 核能发展情景
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基于NTAamide(C8)萃取剂的酸性废液中锝分离工艺初步研究
6
作者 刘占元 王均利 +4 位作者 申震 罗方祥 晏太红 郑卫芳 王辉 《核技术》 北大核心 2025年第2期100-106,共7页
在核燃料循环后段中,锝对高放废液的玻璃固化以及深地质处置有较大的影响,因此,有必要在乏燃料后处理过程中将锝提取出来,以减轻其不利影响。本文研究以NTAamide(C8)作为萃取剂从后处理硝酸介质中提取锝的优化工艺流程优化过程。基于NTA... 在核燃料循环后段中,锝对高放废液的玻璃固化以及深地质处置有较大的影响,因此,有必要在乏燃料后处理过程中将锝提取出来,以减轻其不利影响。本文研究以NTAamide(C8)作为萃取剂从后处理硝酸介质中提取锝的优化工艺流程优化过程。基于NTAamide(C8)萃取锝、草酸洗涤杂质离子以及碳酸铵反萃锝的原理,设计了从后处理尾液中提取、纯化锝的工艺流程,并通过串级萃取工艺实验进行了初步验证。数据显示:草酸和硝酸浓度均为0.10 mol·L^(-1)时对各个杂质离子都有很好的洗涤效果,经8级萃取和8级洗涤,锝的萃取率为99.9%,而锶、铯、锆、钌的净化系数分别达到6.9×10^(3)、7.9×10^(4)、4.3×10^(2)、45,表明了该工艺在放射性废液中具有良好的锝分离与杂质离子净化性能。 展开更多
关键词 锝 后处理 NTAamide(C8) 钚
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LiCl-KCl熔盐中PrCl_(3)在Mo电极上的电化学行为和热力学性质
7
作者 王有群 陈辉 +2 位作者 林如山 宋鹏旺 刘云海 《东华理工大学学报(自然科学版)》 北大核心 2025年第1期94-100,共7页
熔盐中锕系元素和裂变产物的热力学和电化学性质决定了熔盐电解干法后处理工艺中两者的分离效率。镨是一种典型的裂变产物,且难以与锕系元素分离。采用方波伏安法、循环伏安法、计时电位法和开路计时电位法等探究了LiCl KCl熔盐中PrCl_... 熔盐中锕系元素和裂变产物的热力学和电化学性质决定了熔盐电解干法后处理工艺中两者的分离效率。镨是一种典型的裂变产物,且难以与锕系元素分离。采用方波伏安法、循环伏安法、计时电位法和开路计时电位法等探究了LiCl KCl熔盐中PrCl_(3)在Mo阴极上的电化学行为,得到Pr(Ⅲ)于Mo电极上的扩散系数、Pr(Ⅲ)/Pr表观标准电位、PrCl_(3)热力学函数与温度的关系式。利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜能谱仪(SEM EDS)表征了LiCl KCl熔盐中恒电流电解PrCl_(3)的产物。结果表明,Pr(Ⅲ)在LiCl KCl熔盐中(于Mo阴极)是一个一步转移3个电子的准可逆反应:Pr(Ⅲ)+3e=Pr。反应是扩散控制的,扩散系数(D)与温度(T)的关系式为ln D=-6.47-4228.85T-1,扩散活化能为35.16 kJ/mol。Pr(Ⅲ)/Pr的表观标准电位与温度的关系式为E_(Pr(Ⅲ)/Pr)^(0*)=-3.672+7.72×10^(-4)T。研究成果将为LiCl KCl熔盐体系中锕系和裂变元素的分离提供基础支撑。 展开更多
关键词 干法后处理 LiCl KCl熔盐 镨 电化学
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新型核燃料与材料研发管理探讨 被引量：1
8
作者 丁荔丹 梁海英 罗曼 《中国军转民》 2025年第7期35-37,共3页
核能是我国新型能源体系的重要组成部分,提高新型核燃料与材料研发管理水平对核能发展有重要意义。本文分析了国内外燃料和材料研发管理现状,总结了国内外研发管理的经验教训,并探讨了国内新型核燃料和材料研发管理思路,强调了确立合理... 核能是我国新型能源体系的重要组成部分,提高新型核燃料与材料研发管理水平对核能发展有重要意义。本文分析了国内外燃料和材料研发管理现状,总结了国内外研发管理的经验教训,并探讨了国内新型核燃料和材料研发管理思路,强调了确立合理的研发目标、制定可行的研发方案、加强风险管理、优化辐照试验方案的重要性,旨在提高新型核燃料和材料研发效率和管理质量,为我国核能产业的可持续发展提供支持。 展开更多
关键词 核燃料 项目管理 技术创新 核能发展
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氟化挥发流化床反应器设计及试验研究
9
作者 张立鑫 朱盈喜 +4 位作者 袁知梁 吴应杰 张胜伟 王文辉 杨廷贵 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第6期1245-1253,共9页
氟化挥发流程作为较有希望实现工业化的干法后处理路线之一,因其对金属、氮化物及氧化物燃料的广泛适用性而备受关注。为开发可支撑乏燃料干法后处理氟化挥发技术的新型反应器原型与工艺参数体系,本研究聚焦乏燃料流态化氟化工艺,基于... 氟化挥发流程作为较有希望实现工业化的干法后处理路线之一,因其对金属、氮化物及氧化物燃料的广泛适用性而备受关注。为开发可支撑乏燃料干法后处理氟化挥发技术的新型反应器原型与工艺参数体系,本研究聚焦乏燃料流态化氟化工艺,基于流化颗粒临界流化速度(0.0413 m/s),完成了反应器结构参数计算与关键部件设计,成功研制了小型化纯镍流化床装置,并系统开展了温度场分布及颗粒流化行为表征。实验结果表明,反应器核心区可稳定维持650℃高温,流态化曲线与温度场数据证实了高温工况下床层的动态稳定性。进一步以UF_(4)为原料进行氟化验证,结果显示,在温度550℃、氟气流量20 L/min、投料量100 g条件下,2 h内实现99.4%的UF_(6)转化率,证实了反应器设计的合理性和流化氟化工艺的可行性。 展开更多
关键词 氟化挥发 流化床反应器 UF_(4) 乏燃料流态化氟化 乏燃料干法后处理
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我国民用核燃料循环设施的设备抗震设防要求及其与国际相关标准的比较
10
作者 方庆贤 路燕 +1 位作者 侯春林 戴志军 《震灾防御技术》 北大核心 2025年第2期362-371,共10页
经过60多年研制与发展,我国已基本建立了完整的核燃料循环体系及相应的工厂和设施。但在这一领域尚缺少设备抗震分级的统一标准,为核燃料循环设施的设备设计、制造、监管和过程控制带来隐患,这也成为我国核燃料循环设施发展的瓶颈,因此... 经过60多年研制与发展,我国已基本建立了完整的核燃料循环体系及相应的工厂和设施。但在这一领域尚缺少设备抗震分级的统一标准,为核燃料循环设施的设备设计、制造、监管和过程控制带来隐患,这也成为我国核燃料循环设施发展的瓶颈,因此目前亟须为核燃料循环设施物项(机械设备、电气设备)建立统一的设备抗震分级标准,以此来规范安全级物项的设计、制造、质保和监管。本文通过详细调研我国各设计院的抗震设计情况,总结提出了基于我国国情的抗震分级及设防要求,为相关研究提供参考。 展开更多
关键词 核燃料 循环设施 设计要求
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二氧化钍芯块金相样品的制备
11
作者 杜艳华 郭洪 +1 位作者 池春霞 贺进明 《物理测试》 2025年第3期42-46,共5页
开发核电燃料二氧化钍芯块金相样品的制备方法对其显微组织观察及其性能研究具有重要意义。本文主要考察了H_(2)SO_(4)、HCl-H_(2)O、H_(2)SO_(4)-HNO_(3)-HCl-H_(2)O、H_(2)SO_(4)-HCl-H_(2)O和H_(3)PO_(4)这5种化学腐蚀液对制备二氧... 开发核电燃料二氧化钍芯块金相样品的制备方法对其显微组织观察及其性能研究具有重要意义。本文主要考察了H_(2)SO_(4)、HCl-H_(2)O、H_(2)SO_(4)-HNO_(3)-HCl-H_(2)O、H_(2)SO_(4)-HCl-H_(2)O和H_(3)PO_(4)这5种化学腐蚀液对制备二氧化钍芯块金相样品的影响,优化了化学腐蚀方法,并讨论了选用不同成型压力条件对金相样品微观孔洞、裂纹和晶粒度的影响。结果表明,仅采用H_(2)SO_(4)-HCl-H_(2)O和H_(3)PO_(4)这两种化学腐蚀液制备样品后出现了清晰的晶粒边界,因考虑H_(3)PO_(4)刺激性气味相对弱,最终选用H_(3)PO_(4)腐蚀制备二氧化钍芯块金相样品。试验表明,在相同的成型压力下,比表面高的原始粉末由于具有更优的烧结驱动力和烧结活性,更有助于二氧化钍芯块样品中孔洞、裂纹的减少和晶粒的长大。 展开更多
关键词 二氧化钍芯块 化学腐蚀方法 晶粒度 成型压力 金相样品
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远程操作技术在乏燃料管理中的应用研究
12
作者 刘富贵 刘立坡 +1 位作者 郑吉家 董芳芳 《产业与科技论坛》 2025年第4期50-52,共3页
乏燃料管理是核能领域的重要组成部分,其涉及的操作复杂且风险较高。为了确保乏燃料的安全、高效管理,远程操作技术广泛应用于乏燃料管理设施中各类工作。其优点包括降低工作人员受照射的剂量、提高操作性能或可靠性、降低劳动力成本等... 乏燃料管理是核能领域的重要组成部分,其涉及的操作复杂且风险较高。为了确保乏燃料的安全、高效管理,远程操作技术广泛应用于乏燃料管理设施中各类工作。其优点包括降低工作人员受照射的剂量、提高操作性能或可靠性、降低劳动力成本等。远程操作系统是屏蔽层内或密封箱室内执行任务的设施的组成部分,旨在保护工人和环境免受乏燃料或放射性废物等有害辐射源的伤害。纵观全球的现状和趋势,远程操作技术在核领域应用有限的供需市场中稳步发展,在乏燃料管理中发挥着重要作用。本文研究分析了远程操作技术在乏燃料管理过程中的应用实践,可为我国对远程操作技术的应用提供指导。 展开更多
关键词 远程操作 乏燃料 机械手 机器人 放射性
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高氯酸铀酰与TMDGA配合物的两种同质多晶体的结构与光谱性质 被引量：1
13
作者 周今 杨雅婷 +5 位作者 张士博 郝轩 柳倩 杨素亮 田国新 张生栋 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第8期1595-1602,共8页
为了加深对锕酰化合物电子结构和光谱构效关系的理解,并为锕酰化合物光谱的理论模拟提供重要研究对象,本文通过控制晶体生长条件,在高氯酸体系中成功制备了两种不同对称性的铀酰(UO_(2)L_(2)·2ClO_(4)(L=TMDGA))和N,N,N′,N′-四甲... 为了加深对锕酰化合物电子结构和光谱构效关系的理解,并为锕酰化合物光谱的理论模拟提供重要研究对象,本文通过控制晶体生长条件,在高氯酸体系中成功制备了两种不同对称性的铀酰(UO_(2)L_(2)·2ClO_(4)(L=TMDGA))和N,N,N′,N′-四甲基-二甘酸双酰胺(TMDGA)晶体,低对称性UO_(2)L_(2)·2ClO_(4)命名为U-1,高对称性UO_(2)L_(2)·2ClO_(4)命名为U-2。结果显示,U-2中高对称性的结构单元UO_(2)L_(2)^(2+)展现出与大多数铀酰配合物显著不同的结构和光谱特性,其周围有序排列着ClO_(4)^(-)阴离子通道。通过理论计算对气相环境中U-2的拉曼光谱进行了模拟,所得结果与实验光谱高度吻合,这有力证实了类真空的ClO_(4)^(-)阴离子通道是真实存在的。以上结果表明,分子对称性在锕酰化合物电子结构和光谱构效关系研究中有重要意义,本文研究结果可为锕酰化合物的精确理论模拟方法提供重要指导。 展开更多
关键词 铀酰 TMDGA 晶体结构 拉曼光谱 量化计算
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基于Workbench的硝酸铀酰溶液贮存架多点响应谱分析研究
14
作者 侯宇菲 解家春 +1 位作者 霍红磊 刘菊 《信息系统工程》 2025年第6期125-128,共4页
硝酸铀酰溶液作为核燃料循环中的关键物料,其贮存安全性直接关乎到核设施辐射防护与公共安全。由于我国地壳结构复杂,为避免硝酸铀酰溶液在地震载荷作用下发生泄露,采用SpaceClaim商业软件对硝酸铀酰溶液贮存支架进行地震载荷工况下结... 硝酸铀酰溶液作为核燃料循环中的关键物料,其贮存安全性直接关乎到核设施辐射防护与公共安全。由于我国地壳结构复杂,为避免硝酸铀酰溶液在地震载荷作用下发生泄露,采用SpaceClaim商业软件对硝酸铀酰溶液贮存支架进行地震载荷工况下结构完整性评估。基于Workbench模态分析方法获得前200阶固有频率与振型,采用单点响应谱与多点响应谱分析其贮存支架的力学性能。最后,采用ASME规范对贮存架进行应力校核,结果表明,贮存架结构满足安全标准要求。 展开更多
关键词 硝酸铀酰溶液贮存架 模态分析 响应谱分析
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熔盐电化学中锕系化合物及裂变产物的电化学性质
15
作者 王利芹 武沛 +2 位作者 宋晓鹏 陆跃翔 刘继连 《核科学与工程》 北大核心 2025年第3期547-556,共10页
世界铀储量匮乏,乏燃料后处理技术对于提高铀资源的利用率尤为重要。乏燃料后处理技术主要涉及水法后处理技术和干法后处理技术。熔盐电化学法是干法后处理中的一种重要的技术,利用熔盐中金属氧化物或者金属析出电位的差异将不同化合物... 世界铀储量匮乏,乏燃料后处理技术对于提高铀资源的利用率尤为重要。乏燃料后处理技术主要涉及水法后处理技术和干法后处理技术。熔盐电化学法是干法后处理中的一种重要的技术,利用熔盐中金属氧化物或者金属析出电位的差异将不同化合物进行分离。掌握熔盐中锕系化合物和裂变产物的电化学性质为开展熔盐电化学研究提供重要的理论指导。针对熔盐中常见的锕系化合物及裂变产物的电化学性质展开论述,涉及多种熔盐中不同离子之间的电位转化关系,对熔盐电化学的深入研究至关重要。 展开更多
关键词 乏燃料 干法后处理 熔盐电化学 锕系化合物 电化学性质
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后处理厂混合澄清槽动态模型仿真构建
16
作者 杨佳煜 朱凌佳 +1 位作者 李晓薇 杨庆彧 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第3期397-402,共6页
本文提出了一种后处理厂混合澄清槽工艺过程动态模型仿真构建方法,建立了混合澄清槽的萃取计算模型,根据设备参数、萃取参数和初始化参数获得的静态设备模型,对静态设备模型求解,得到混合澄清槽的运行仿真数据。该方法可以较好地模拟混... 本文提出了一种后处理厂混合澄清槽工艺过程动态模型仿真构建方法,建立了混合澄清槽的萃取计算模型,根据设备参数、萃取参数和初始化参数获得的静态设备模型,对静态设备模型求解,得到混合澄清槽的运行仿真数据。该方法可以较好地模拟混合澄清槽的运行状况,以预测混合澄清槽生产运行趋势,对后处理工厂生产设计具有一定的参考价值。 展开更多
关键词 混合澄清槽 动态模型 后处理厂
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单侧衍生化邻菲啰啉酰胺类配体对Mo(Ⅵ)/U(Ⅵ)的萃取性能及配位化学
17
作者 修涛元 刘栎锟 +5 位作者 张萌 洪义 叶国安 矫彩山 袁立永 石伟群 《核化学与放射化学》 北大核心 2025年第3期213-223,共11页
随着核医学的快速发展,医用同位素m^(99)Tc^(m)的母体核素m^(99)Mo的需求量不断增加。m^(99)Mo主要通过反应堆辐照高浓铀/低浓铀靶件生产,因此Mo(Ⅵ)/U(Ⅵ)分离对于高纯度m^(99)Mo的获取至关重要。相较于其他分离方法,溶剂萃取具有操作... 随着核医学的快速发展,医用同位素m^(99)Tc^(m)的母体核素m^(99)Mo的需求量不断增加。m^(99)Mo主要通过反应堆辐照高浓铀/低浓铀靶件生产,因此Mo(Ⅵ)/U(Ⅵ)分离对于高纯度m^(99)Mo的获取至关重要。相较于其他分离方法,溶剂萃取具有操作相对简单和分离效率高等优点,其中高效萃取剂的设计制备是液液萃取法分离Mo(Ⅵ)/U(Ⅵ)的关键。本研究合成了三种单侧衍生化邻菲啰啉酰胺类配体,并在不同硝酸浓度、时间和配体浓度下进行了萃取实验,详细探讨三种配体对Mo(Ⅵ)/U(Ⅵ)的分离性能。通过红外吸收光谱(FTIR)、紫外(UV-Vis)滴定和核磁(NMR)滴定进行了相关配位化学研究。结果表明:三种配体均对Mo(Ⅵ)表现出更优的亲和力,在低酸度下可实现Mo(Ⅵ)/U(Ⅵ)之间的高效分离,分离因子(SF(Mo/U))在最优条件下达到23;单侧衍生化邻菲啰啉酰胺类配体相较于邻菲啰啉二酰胺类配体动力学更快,这主要是因为其侧链更少,空间位阻更小,更有利于金属离子的配位;斜率分析拟合得到配体与Mo(Ⅵ)/U(Ⅵ)生成1∶1型配合物;紫外滴定分析和核磁滴定分析证实,配体与U(Ⅵ)生成1∶1型配合物。 展开更多
关键词 邻菲啰啉 酰胺 溶剂萃取 铀 钼 配位化学
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氯化锂熔盐中二氧化铀电解还原工艺研究
18
作者 姚本林 任广治 +8 位作者 朱运海 贾艳虹 杨明帅 肖益群 孟照凯 陈辉 李斌 何辉 叶国安 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期198-209,共12页
氧化铀的电解还原是当前混合氧化物乏燃料干法后处理流程的重要组成单元之一,掌握其电解还原工艺对于后处理流程具有重要意义。本文以二氧化铀为研究对象,通过热力学计算和循环伏安测试等方法,测定了二氧化铀在氯化锂熔盐中的还原电位... 氧化铀的电解还原是当前混合氧化物乏燃料干法后处理流程的重要组成单元之一,掌握其电解还原工艺对于后处理流程具有重要意义。本文以二氧化铀为研究对象,通过热力学计算和循环伏安测试等方法,测定了二氧化铀在氯化锂熔盐中的还原电位。在工艺研究中,以装载十克量级二氧化铀片体的金属篮为工作电极、装载金属锂的金属篮为对电极、镍-氧化镍为参比电极,通过控制电位或控制电流电解的方式研究了熔盐杂质、还原电位、电量比、阴阳极距离和阴阳极面积比等因素对二氧化铀电解还原的影响。在初步确定工艺优选的参数后,开展了百克量级二氧化铀还原实验,通过X射线粉末衍射、酸碱滴定和金属离子测定等方法对阴极产物和熔盐组成进行了分析。实验结果表明,还原产物主要由金属铀和碳化铀组成,二氧化铀XRD特征峰面积占比仅为6.9%。还原后的片体内部还有约11.4%的氯化锂、5.83%的氧化锂和0.11%的金属锂。本文研究不仅验证了二氧化铀电解还原的可行性,还确定了还原工艺的关键影响因素,为后续更大规模还原实验的开展奠定了坚实的基础。 展开更多
关键词 乏燃料干法后处理 二氧化铀 电解还原 氯化锂
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离子交换法制备氘代阳离子交换树脂
19
作者 罗承扬 宋江锋 +4 位作者 周琳森 陈长安 何宁 喻彬 杨剑波 《核化学与放射化学》 北大核心 2025年第1期50-57,I0003,共9页
重水作为散裂中子源的冷却剂,随着运行时间的延长,常会被杂质污染,而直接使用常规离子交换树脂净化重水则置换出H^(+)/OH^(-),会降低重水纯度,因此需对树脂进行氘代处理。以Na型阳离子交换树脂为研究对象,采用离子交换法制备氘代阳离子... 重水作为散裂中子源的冷却剂,随着运行时间的延长,常会被杂质污染,而直接使用常规离子交换树脂净化重水则置换出H^(+)/OH^(-),会降低重水纯度,因此需对树脂进行氘代处理。以Na型阳离子交换树脂为研究对象,采用离子交换法制备氘代阳离子交换树脂。结果表明:Langmuir等温线模型能够很好地描述Na型阳离子交换树脂吸附D+的平衡数据。热力学参数吉布斯自由能(△G)、焓变(△H)和熵变(△S)表明:吸附过程能够自发进行,并且随着温度升高,树脂吸附容量增大。电感耦合等离子体发射光谱(ICP-OES)分析结果表明,DCl浓度大于0.8 mol/L时,氘代率达到98%。此外,不同温度下Na型阳离子交换树脂吸附D+的过程与准二级动力学模型符合较好,吸附速率随温度升高而增大。在固定床实验中,床层温度升高导致传质区长度减小,使树脂床更快达到饱和,333 K是一个较为合适的制备温度。D型和H型阳离子交换树脂的性能无显著差异。此研究能够为氘代阳离子交换树脂的制备工艺提供一定参考。 展开更多
关键词 阳离子交换树脂 氘代率 吸附 穿透曲线
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LiCl-KCl熔盐体系中UCl_(3)的合成研究
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作者 肖益群 曾国智 +4 位作者 刘思京 姚本林 何辉 叶国安 李斌 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期173-181,共9页
为充分掌握LiCl-KCl熔盐体系中,氯化镉(CdCl_(2))与金属铀(U)反应生成高浓度三氯化铀(UCl_(3))的过程及其机理,本文基于快堆乏燃料高燃耗、高超铀元素含量等特点,针对高浓度UCl_(3)的合成需求,采用热力学计算、电化学监测和原位吸收光... 为充分掌握LiCl-KCl熔盐体系中,氯化镉(CdCl_(2))与金属铀(U)反应生成高浓度三氯化铀(UCl_(3))的过程及其机理,本文基于快堆乏燃料高燃耗、高超铀元素含量等特点,针对高浓度UCl_(3)的合成需求,采用热力学计算、电化学监测和原位吸收光谱技术,分析该反应的热力学可行性、反应动力学及UCl_(3)的合成机制。结果表明,500℃下,CdCl_(2)能有效氧化金属铀,生成U^(3+),进而形成UCl_(3),副产物为金属镉。热力学计算和实验验证表明,反应主要生成UCl_(3),未观察到高价铀化物(如UCl_(4)、UCl_(5)等)的生成。随着反应的进行,熔盐中UCl_(3)含量逐渐增加,而Cd^(2+)含量不断降低,最终达到平衡。电化学测试和原位吸收光谱法结果表明,UCl_(3)为主要产物,且没有出现明显的U^(4+)或U^(5+)等高价铀物质。在实验过程中,通过反应优化,成功制备了高浓度(50.86%)UCl_(3)的LiCl-KCl熔盐体系,并通过稀释方法,获得了适用于电解精炼的初始熔盐。以上结果表明,CdCl_(2)与金属铀反应生成高浓度UCl_(3)的方法是可行的,可为乏燃料电解精炼工艺的LiCl-KCl-UCl_(3)熔盐体系制备提供理论和技术支持。 展开更多
关键词 LiCl-KCl熔盐 UCl_(3) 氯化镉 金属铀 电化学监测 原位吸收光谱
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