再处理铀

再处理铂 (RepU) 是从核后处理中回收的铀,在法国英国日本以及核武器国家的军用钚生产计划中进行了商业化处理。 这种铀构成了后处理过程中分离出的大部分材料

商用 LWR 乏核燃料平均(不包括包壳)仅含有 4% 的钚、次锕系元和裂变产物(按重量计)。 尽管它通常含有比天然铀更多的裂变材料,但由于近几十年来铀市场价格低廉,以及含有不需要的铀同位素,再加工铀的再利用并不普遍。

鉴于铀价足够高,再加工铀再浓缩再利用是可行的。 需要更高的浓缩水平来补偿比 238U 轻并因此浓缩在浓缩产品中的 236U。 由于富集将较轻的同位素集中在富集的一侧,较重的同位素集中在贫乏的一侧,234U 将不可避免地被富集得稍强 比 235U,由于低 (55 ppm) 的份额,这在一次性燃料循环中的影响可以忽略不计 234U 在天然铀中,但在连续通过浓缩-燃耗-后处理-浓缩循环后可能变得相关,具体取决于 富集和燃耗特性。 234U 很容易吸收热中子并转化为裂变 235U 如果它达到燃料材料的很大比例则需要考虑。 如果 235U 与快中子相互作用,则有可能发生 (n,2n) 敲除反应。 根据反应堆和燃耗的特性,这可能是乏燃料中 234U 比浓缩更大的来源。 此外,如果快中子增殖反应堆投入商业使用,再加工铀(如贫铀)将可用于其增殖毯。</sub >

已经有一些研究涉及在 CANDU 反应堆中使用再加工铀。 CANDU 旨在使用天然铀作为燃料; 残留在 PWR/BWR 废燃料中的 235U 含量通常高于天然铀中的 235U,后者约为 0.72% 235U,因此可以跳过再浓缩步骤。 燃料循环测试还包括 DUPIC(在 CANDU 中直接使用乏 PWR 燃料)燃料循环,其中来自压水反应堆 (PWR) 的乏燃料被包装成 CANDU 燃料束,仅进行物理后处理(切成碎片)但不 化学再处理。 打开包层不可避免地会释放出挥发性裂变产物,如氙、氚或氪 85。 DUPIC 燃料循环的一些变体通过包括一个氧化步骤来故意利用这一点,在该步骤中燃料被加热以驱除半挥发性裂变产物和/或进行一个或多个还原/氧化循环以将非挥发性氧化物转化为挥发性天然元素 反之亦然。

直接使用回收的铀为 CANDU 反应堆提供燃料首先在中国秦山核电站进行了示范。 1994 年,法国克鲁阿斯核电站首次在商业轻水堆中使用再浓缩铀

再处理铀

2020 年,作为后处理能力xxx的国家之一,法国拥有 40,020 吨(39,390 长吨;44,110 短吨)的后处理铀库存,高于 2010 年的 24,100 吨(23,700 长吨;26,600 短吨)。 年法国将 1,100 吨(1,100 长吨;1,200 短吨)乏燃料加工成 11 吨(11 长吨;12 短吨)反应堆级钚(用于立即进一步加工成 MOX 燃料)和 1,045 吨(1,028 长吨;1,152 短吨)的再加工铀,大部分被储存起来。 已经制定了将这种再加工铀储存长达 250 年以备将来使用的规定。 考虑到法国国内的铀浓缩能力,由于法国没有国内铀矿开采,该储备构成了铀供应发生重大中断时的战略储备。

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