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核能科普知識
核燃料是怎么生產出來的?
時間:2016年05月06日 來源:國家能源局 點擊量: 分享:

壓水堆是目前國內外核電站廣泛使用的反應堆。壓水堆核電站的核燃料使用鈾235含量為3%~5%的低濃鈾,其生產過程包括鈾礦開采、鈾冶煉、鈾轉化、鈾濃縮和燃料元件制造等過程。

鈾礦開采

將開采出的鈾礦石破碎,在水中研磨成漿狀液,然后用硫酸將礦石粉中的鈾浸出。另一種技術稱作“原地浸出”,該技術無需將礦石采出,只需將浸取液(包括酸法或堿法)直接通過鉆孔注入適合于地浸的砂巖型鈾礦將鈾浸出,然后將含鈾的浸出液引到地面上,進行后續的分離工序。目前國際上采用“原地浸出”技術的約占40%以上。

鈾冶煉

將獲得的含鈾水溶液,進行離子交換等分離、純化過程,再經過沉淀、過濾、干燥,獲得亮黃色的八氧化三鈾,俗稱“黃餅”。

鈾轉化

將黃餅進一步去除雜質以后,將固體八氧化三鈾轉化為鈾濃縮工序所需的氣體形態──六氟化鈾。

鈾濃縮

將鈾235的含量從天然水平(0.7%)提高到3%~5%。早期的鈾濃縮采用氣體擴散法,目前廣泛使用的是氣體離心法,激光分離技術是各國正在研發的新一代鈾濃縮技術。

燃料元件制造

首先將鈾濃縮產生的鈾235含量為3%~5%的六氟化鈾氣體,轉化為二氧化鈾固體粉末,再將其壓制成芯塊并通過高溫燒結獲得芯塊陶瓷體,然后將陶瓷芯塊拋光后裝入包殼制成燃料棒,最后將燃料棒組裝成燃料組件。

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