3 DPTP分离Am^3＋和Eu^3＋的工艺研究

根据单级实验结果，选定0．02mol／L DPTP／30％辛醇-正十二烷（ODOD）体系，从1．0mol／L HNO3中分离Am^3＋和Eu^3＋经4级错流萃取，Am总萃取率为91．04％，有机相中仍含有2．93％的Eu。错流萃取的实验结果表明，该体系对Am的收率不是很高。     

硝酸体系中铂催化肼还原U(Ⅵ)的反应动力学

开展了硝酸体系中以肼为还原剂、铂黑为催化剂催化还原U(Ⅵ)的动力学研究。通过考察U(Ⅵ)浓度、肼浓度、酸度以及催化剂用量等条件对反应过程的影响,确定了反应的初始动力学速率方程为-dc(UO²⁺₂)dt=kc^0.44(UO²⁺₂)c^0.19(N₂H⁺₅)c^-0.23(H⁺),在60 ℃、固液比r_S/L=2.0 g/L时,速率常数k=2.6×10^-3 (mol/L)^0.6/min。研究了温度对反应速率的影响,结果表明,在20~75 ℃范围内,随着温度升高,反应速率加快,反应过程由动力学控制转变为扩散控制过程。对比了硝酸体系与高氯酸体系的反应动力学实验数据,发现相同条件下硝酸体系的反应速率明显低于高氯酸体系,并分析了其中的原因。     

干法后处理流程中电解精炼设备研发进展北大核心CSCD

高燃耗快堆乏燃料具有高钚含量、强放射性、高释热率等特点。基于溶剂萃取原理的水法后处理工艺存在溶剂易辐解等问题,宜对高燃耗快堆乏燃料采用干法后处理工艺进行处理。熔盐电解干法工艺采用耐辐照的无机盐为介质,通过电化学方法分离回收锕系元素,是最具应用前景的干法后处理技术。在熔盐电解干法工艺流程中,承担锕系元素分离任务的电解精炼单元是核心环节。本文调研了乏燃料干法后处理过程中电解精炼设备的研发进展,分析了电解精炼设备关键技术和发展趋势,为我国快堆乏燃料电解精炼设备的研发提供了参考。     

用于熔盐体系的氮化硼隔膜Ag/AgCl参比电极性能

介绍了熔盐中常使用的参比电极的性质和存在的问题,制得可用于高温氟化物盐中的氮化硼隔膜Ag/AgCl的参比电极,并对它的性能做了重点研究。确定了AgCl的物质的量分数为2%时较好,且需确保AgCl均匀地混合在LiCl-KCl熔盐中;该种参比电极在制备过程中应注意在各接口处严格密封,以减缓盐的蒸发和导线的腐蚀。对参比电极的性能做了评价,发现活化温度对活化时间有影响;温度变化对电位影响较小;参比电极的极化可逆性均良好;稳定性良好,但是受AgCl浓度、温度及光线的影响,长期使用电极的重现性较好。最终发现该参比电极性质稳定可长期连续（至少28 d）用于熔盐电化学实验中。     

亚硝气用于1BP料液的调价

由1BP料液制备2AF料液的过程中需要氧化去除1BP中还原剂,同时将Pu(Ⅲ)氧化至Pu(Ⅳ)。以气液并流模式在玻璃填料柱中研究了亚硝气对模拟1BP料液中还原剂的氧化情形,考察了亚硝气用量、料液停留时间、HNO_3浓度和温度对模拟1BP料液中还原剂氧化率的影响。结果表明:25℃时,在羟胺、肼浓度均约为0.08mol/L,c(HNO_3)=1.5mol/L、ρ_0(U(Ⅳ))=1.26g/L、Pu(Ⅲ)(以Fe(Ⅱ)代替)质量浓度为8.76g/L的1BP料液中,当N_2O_4液体为还原剂总量的1.2倍(摩尔比)、停留时间为3min时,1BP料液中还原剂的氧化率达到99.9%以上,Pu(Ⅲ)的氧化率在99.9%以上。     

Ag2+与乙酸的化学反应动力学

采用分光光度法研究了硝酸介质中Ag2+与乙酸（HAc）的化学反应动力学。考察了HAc浓度、酸度、NO3－浓度和温度对Ag2+氧化HAc的影响。结果表明：提高HAc浓度、Ag2+浓度、温度和降低酸度均有利于加快Ag2+与乙酸的反应速率,而NO3－对反应速率的影响不大。得到的反应动力学方程为：－dc（Ag2+）/dt＝kc（Ag2+）c（HAc）c－1（H+）,25℃时,反应的速率常数为（61015）（mol/L）－1•min－1,反应活化能Ea＝（48.8±3.5）kJ•mol－1。     

金属乏燃料干法后处理熔盐电解槽电场分析

为支持乏燃料熔盐电解精炼设备的放大设计与优化,基于Maxwell原理和电化学理论,采用Comsol Multiphysics有限元方法,研究建立了10 kg/批次金属乏燃料熔盐电解精炼设备纯电场和电化学场数值模型,并对国外相对成熟的方形电解槽和圆台形电解槽进行了数值仿真分析和比较,包括电解槽结构、电极间距、阴极形状等因素对电解槽电场和电化学性能的影响。结果表明,方形电解槽的电流效率等经济性能较优,圆台形电解槽的反应电流密度等电化学性能较优;方形电解槽中,平板阴极的电流效率等经济性能和电化学性能均优于棒状阴极;电极间距在10～40 mm的研究范围内,两种电解槽的反应电流密度等电化学性能随电极间距的增大变化均不明显,但电解槽的电流效率等经济性能和热稳定性显著减弱。模拟结果与文献实验结果吻合良好,所建模型预期可较好反映熔盐电解精炼过程。     

我国乏燃料干法后处理技术研究现状与发展

乏燃料干法分离是一种适应性更强、处理对象更广的后处理技术路线,是乏燃料分离领域的研究热点之一。美俄等基于熔盐电化学分离技术,分别建立了经工程规模热验证的干法后处理流程。我国早期开展了氟化挥发法研究,近年来针对氧化物乏燃料和熔盐堆燃料循环分别开展了较广泛的基础理论和工艺研究。本文总结了我国在氯化物和氟化物熔盐体系中稀土、铀、钚电解分离与铀氟化挥发等研究进展,并结合我国先进核燃料循环体系建设,提出了下一步发展建议。     

Purex流程共去污工艺计算机稳态模拟

在萃取串级理论基础上,建立了模拟“分液漏斗法”串级萃取实验操作的数学模型,编写了HNO₃、U和Pu体系的稳态模拟程序。利用文献报道的实验数据和计算数据,对该程序进行了验证。结果表明,该程序模拟萃取器逐渐达到稳态的过程中,各组分的浓度剖面与实验结果符合良好。在此基础上,利用该程序对1A工艺进行了安全分析和工艺寻优计算。结果表明,1AS流量变化对U、Pu收率的影响不大,1AX和1AF流量变化对U、Pu收率影响大。提高洗涤液酸度有利于扩展工艺操作弹性范围,但不利于U对稀土的去污。     

超临界水氧化技术处理放射性有机废物的应用与展望

以超临界水为反应介质发展起来的超临界水氧化技术（SCWO，supercritical watero xidation）以其具有反应迅速、氧化彻底、设备简单等优点而成为目前有机废物处理研究的热点。对核工业生产中产生的大量有机废物，传统处理方法均存在一定缺陷。法国、美国和日本在采用SCWO技术处理放射性有机废物方面投入了很大力量，日本东芝公司已成功将该技术应用于处理实验室规模的废TBP、废树脂和废液闪计数液。