核燃料生产过程docx.docx
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核燃料生产过程docx
图解核燃料生产过程
铀矿石中含铀量普遍不高,其放射性主要来自伴生的镭和氡,铀本身的放射性是相当有限的;所以,矿山开采,做好通风是必要的(带走氡);而镭等则在水冶厂生产过程中,被甩到尾渣里了(尾矿坝)。
水冶厂出来的产品,因为矿石成分不同,采取的工艺也有差别,黄饼是通行的称呼,但重铀酸铵或者三碳酸铀酰铵(钠)等也是常见产品;其中杂质也和矿石、工艺有关,除杂比较好的可以称为核能纯产品。
核能纯产品纯化很简单,否则就要经过再纯化,以进一步去除产品中的杂质离子(和放射性元素无关,比如铁钙镁钒等)。
这个就是黄饼,比较干燥,131潮湿一些,样子有点像鸡蛋黄。
这个是装黄饼的桶,可以看看工作人员有什么特别防护没有。
类似的产品桶,咱以前常靠着吸烟(主要是为了让学员放松一些,倒不是真要在产品库吸烟)。
装运产品的产品桶,咱也靠着打过盹和吃过饺子,那是很多年前在运送产品的专列上。
纯化后的铀化合物,经过几个步骤,逐步转化成六氟化铀,以便于利用气体离心机进行分离浓缩(六氟化铀加热后就成为气态,冷却后就是结晶,这个是个非常好的特性)。
分离浓缩想必大家都清楚,就是通过气体离心机的级联,将天然铀中丰度0.7%左右的铀235,逐步浓缩到4.5%左右;这个过程是以六氟化铀形势存在的,浓缩后的低浓缩铀丰度4.5%左右,而分离后的尾料就是贫料(贫铀),其中含有0.2--0.3%的铀235。
低浓缩铀,必须再次经过转化,变成氧化铀,然后制胚、烧结成氧化铀陶瓷,也就是所谓的核燃料(芯块)了;氧化铀陶瓷具有非常好的强度和热工性能。
姑且算是一粒柴吧。
这个是制胚
这个是烧结
燃料芯块,按照一定要求装入锆管中,加上相应附件(气室、弹簧的等,理工科的容易理解,这东西可是高温下使用的,还会产生少量气体),封装后就成了燃料棒。
这就是一根柴了。
燃料棒,按照一定位置,逐支插入、固定在燃料组件(一个框架,其中包含有控制棒导管、搅浑格架和锁紧机构等)中,安装相应附件就成了核燃料组件。
也就是一捆柴了。
这个是燃料工厂的一角
这个是安装了控制棒的核燃料组件。
这个是核燃料组件运输罐和车
反应堆堆芯,可以看看核燃料组件排列布置方式,所谓157、177堆芯,指的就是堆芯装载燃料组件的数量,有兴趣的可以再自己去发掘一下装有控制棒组件的燃料组件该怎么布置。
这个是堆芯模型,可以看到核燃料组件怎么排列和插入的。
反应堆堆芯换料,可以看到移到一遍的反应堆压力容器上盖。
从堆芯卸载乏燃料。
储存乏燃料的乏燃料水池。
乏燃料组件运输车和碰撞试验。
顺便来一张国外核电站的警卫图。
乏燃料在经过几年时间冷却后,运输到后处理厂,再次储存在水池里。
在经过检测,可以进行再处理后,将乏燃料组件中的燃料棒,利用机械绞断,浸泡在硝酸溶液中,其中的陶瓷芯块溶解,锆管则回收利用。
这些回收后的金属经过锻压。
变成金属锭。
储存金属锭的运输罐。
而溶解在硝酸中的燃料芯块,分离出铀和钚后,高放废物烧结成陶瓷,储存在罐内,进行填埋处置。
而回收的铀可以掺混或者再次浓缩,制成新燃料;钚以氧化钚的形式储存,或者添加到氧化铀中,做成MOX燃料。
这个是新燃料组件。
从上面的图解中不难看出,整个过程中就一个浓缩过程是气态的,而且这一段也是最费投资的。
六氟化铀没有想象的那么毒,刺激性和重金属特性倒是比较突出;六氟化铀在容器中是稳定的(温度,生产过程中加热气化),生产全流程也是闭合流程,现做现用,转化和浓缩过程中向厂房内和厂区外泄露概率很低(负压);这东西重量很大,常温下很容易沉降,就是泄露扩散范围也有限。
六氟化铀的风险主要在大量的尾料(贫铀)的处理方式,这个数字累积起来比低浓缩铀产品大很多,长期储存后可以转化为稳定氧化铀形态,风险就小的多了。
整个生产过程中的废弃物主要是纯化分离出的杂质和酸碱,不过这些废弃物和放射性无关,属于化学处理的残余,量也不大,处理也比较简单,有回收利用价值的,可以返回水冶厂再回收利用;没有回收价值的,也运回水冶厂,中和后(用大量生石灰即可)进入尾矿坝。
乏燃料中放射性物质很杂,裂变产物活化产物锕系元素,短中长寿命的都有,数量和强度各异,每个阶段也各有特色,不一而足。
处理上,先放置冷却,让一些短寿命的元素偃旗息鼓后进行后处理,分离出有用的铀钚(下一步再分开铀和钚),其他废物打包浓缩,再烧结成陶瓷(也叫玻璃)装罐,堆放到永久填埋场。
美文欣赏
1、走过春的田野,趟过夏的激流,来到秋天就是安静祥和的世界。
秋天,虽没有玫瑰的芳香,却有秋菊的淡雅,没有繁花似锦,却有硕果累累。
秋天,没有夏日的激情,却有浪漫的温情,没有春的奔放,却有收获的喜悦。
清风落叶舞秋韵,枝头硕果醉秋容。
秋天是甘美的酒,秋天是壮丽的诗,秋天是动人的歌。
2、人的一生就是一个储蓄的过程,在奋斗的时候储存了希望;在耕耘的时候储存了一粒种子;在旅行的时候储存了风景;在微笑的时候储存了快乐。
聪明的人善于储蓄,在漫长而短暂的人生旅途中,学会储蓄每一个闪光的瞬间,然后用它们酿成一杯美好的回忆,在四季的变幻与交替之间,散发浓香,珍藏一生!
3、春天来了,我要把心灵放回萦绕柔肠的远方。
让心灵长出北归大雁的翅膀,乘着吹动彩云的熏风,捧着湿润江南的霡霂,唱着荡漾晨舟的渔歌,沾着充盈夜窗的芬芳,回到久别的家乡。
我翻开解冻的泥土,挖出埋藏在这里的梦,让她沐浴灿烂的阳光,期待她慢慢长出枝蔓,结下向往已久的真爱的果实。
4、好好享受生活吧,每个人都是幸福的。
人生山一程,水一程,轻握一份懂得,将牵挂折叠,将幸福尽收,带着明媚,温暖前行,只要心是温润的,再遥远的路也会走的安然,回眸处,愿阳光时时明媚,愿生活处处晴好。
5、漂然月色,时光随风远逝,悄然又到雨季,花,依旧美;心,依旧静。
月的柔情,夜懂;心的清澈,雨懂;你的深情,我懂。
人生没有绝美,曾经习惯漂浮的你我,曾几何时,向往一种平实的安定,风雨共度,淡然在心,凡尘远路,彼此守护着心的旅程。
沧桑不是自然,而是经历;幸福不是状态,而是感受。
6、疏疏篱落,酒意消,惆怅多。
阑珊灯火,映照旧阁。
红粉朱唇,腔板欲与谁歌?
画脸粉色,凝眸着世间因果;未央歌舞,轮回着缘起缘落。
舞袖舒广青衣薄,何似院落寂寞。
风起,谁人轻叩我柴扉小门,执我之手,听我戏说?
7、经年,未染流殇漠漠清殇。
流年为祭。
琴瑟曲中倦红妆,霓裳舞中残娇靥。
冗长红尘中,一曲浅吟轻诵描绘半世薄凉寂寞,清殇如水。
寂寞琉璃,荒城繁心。
流逝的痕迹深深印骨。
如烟流年中,一抹曼妙娇羞舞尽半世清冷傲然,花祭唯美。
邂逅的情劫,淡淡刻心。
那些碎时光,用来祭奠流年,可好?
8、缘分不是擦肩而过,而是彼此拥抱。
你踮起脚尖,彼此的心就会贴得更近。
生活总不完美,总有辛酸的泪,总有失足的悔,总有幽深的怨,总有抱憾的恨。
生活亦很完美,总让我们泪中带笑,悔中顿悟,怨中藏喜,恨中生爱。
9、海浪在沙滩上一层一层地漫涌上来,又一层一层地徐徐退去。
我与你一起在海水中尽情的戏嬉,海浪翻滚,碧海蓝天,一同感受海的胸怀,一同去领略海的温情。
这无边的海,就如同我们俩无尽的爱,重重的将我们包裹。
10、寂寞的严冬里,到处是单调的枯黄色。
四处一片萧瑟,连往日明净的小河也失去了光彩,黯然无神地躲在冰面下恹恹欲睡。
有母女俩,在散发着丝丝暖意的阳光下,母亲在为女儿梳头。
她温和的把头发理顺。
又轻柔的一缕缕编织着麻花辫。
她脸上写满笑意,似乎满心的慈爱永远装不下,溢到嘴边。
流到眼角,纺织进长长的。
麻花辫。
阳光亲吻着长发,像散上了金粉,闪着飘忽的光辉。
女儿乖巧地依偎在母亲怀里,不停地说着什么,不时把母亲逗出会心的微笑,甜美的亲情融化了冬的寒冷,使萧索的冬景旋转出春天的美丽。
11、太阳终于伸出纤纤玉指,将青山的柔纱轻轻褪去。
青山那坚实的肌胸,挺拔的脊梁坦露在人们的面前,沉静而坚毅。
不时有云雾从它的怀中涌起,散开,成为最美丽的语言。
那阳光下显得凝重的松柏,那苍茫中显现出的点点殷红,那散落在群山峰顶神秘的吻痕,却又增添了青山另外的神秘。
12、原野里那郁郁葱葱的植物,叫我们丝毫感受不到秋天的萧索,勃勃生机与活力仍在田间高山涌动。
谷子的叶是墨绿的,长而大的谷穗沉甸甸地压弯了昨日挺拔的脊梁;高粱仍旧那么苗条,满头漂亮的红缨挥洒出秋的风韵;那纵横原野的林带,编织着深绿浅黄的锦绣,抒写出比之春夏更加丰富的生命色彩。
13、终于,心痛,心碎,心成灰。
终于选择,在月光下,被遗忘。
百转千回,早已物是人非;欲说还休,终于咫尺天涯;此去经年,你我终成陌路。
爱你,终是一朵花开至荼糜的悲伤,一只娥飞奔扑火的悲哀。
14、世界这么大,能遇见,不容易。
心若向阳,何惧忧伤。
人只要生活在这个世界上,就有很多烦恼,痛苦或是快乐,取决于你的内心。
人不是战胜痛苦的强者,便是屈服于痛苦的弱者。
再重的担子,笑着也是挑,哭着也是挑。
再不顺的生活,微笑着撑过去了,就是胜利。
15、孤独与喧嚣无关,摩肩接踵的人群,演绎着身外的花开花谢,没谁陪你挥别走远的流年。
孤独与忙碌迥异,滚滚红尘湮没了心境,可少了终点的奔波,人生终究一样的苍白。
当一个人成长以后,在他已经了解了世界不是由鲜花和掌声构成之后,还能坚持自己的梦想,多么可贵。
16、生活除却一份过往和爱情外,还是需要几多的遐思。
人生并不是单单的由过往和爱情符号所组成的,过往是人生对所有走过岁月的见证;因为简单,才深悟生命之轻,轻若飞花,轻似落霞,轻如雨丝;因为简单,才洞悉心灵之静,静若夜空,静似幽谷,静如小溪。
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