物理化学--核燃料的制造过程

1、孙毅2013.10.11 铀矿石是具有放射铀矿石是具有放射性的危险矿物。它性的危险矿物。它们除了可以提取铀们除了可以提取铀用于核工业外，还用于核工业外，还可以从中提取到镭可以从中提取到镭和其他稀土元素。和其他稀土元素。 铀，是一种极为稀铀，是一种极为稀有的放射性金属元有的放射性金属元素，在地壳中的平素，在地壳中的平均含量仅为百万分均含量仅为百万分之二，其形成可工之二，其形成可工业利用矿床的几率业利用矿床的几率比其他金属元素要比其他金属元素要小得多。铀矿是矿小得多。铀矿是矿石家族中的石家族中的“玫瑰玫瑰花花”，色彩绚丽，色彩绚丽，却具放射性。却具放射性。水冶厂出来的铀矿粉，因水冶厂出来的铀矿粉，

2、因为矿石成分不同，采取的为矿石成分不同，采取的工艺也有差别，黄饼是通工艺也有差别，黄饼是通行的称呼。现货价格大概行的称呼。现货价格大概是是4040美刀每磅，但重铀酸美刀每磅，但重铀酸铵或者三碳酸铀酰铵（钠）铵或者三碳酸铀酰铵（钠）等也是常见产品；其中杂等也是常见产品；其中杂质也和矿石、工艺有关，质也和矿石、工艺有关，除杂比较好的可以称为核除杂比较好的可以称为核能纯产品。能纯产品。 这个就是黄这个就是黄饼，比较干燥，饼，比较干燥，131131潮湿潮湿一些，类似鸡蛋黄。一些，类似鸡蛋黄。装矿粉的的铁桶装矿粉的的铁桶这个是装黄饼的桶，这个是装黄饼的桶，可以看看工作人员有可以看看工作人员有什么特别防护

3、没有。什么特别防护没有。纯化后的铀化合物，经过纯化后的铀化合物，经过几个步骤，逐步转化成六几个步骤，逐步转化成六氟化铀，以便于利用气体氟化铀，以便于利用气体离心机进行分离浓缩（六离心机进行分离浓缩（六氟化铀加热后就成为气态，氟化铀加热后就成为气态，冷却后就是结晶，这个是冷却后就是结晶，这个是个非常好的特性）。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，分离浓缩想必大家都清楚，就是通过气体离心机的级联，将天然铀中丰度将天然铀中丰度0.7%左右的铀左右的铀235，逐步浓缩到，逐步浓缩到4.5%左左右；这个过程是以六氟化铀形势存在的，浓缩后的低浓右；这个过程是以六氟化铀形势存

4、在的，浓缩后的低浓缩铀丰度缩铀丰度4.5%左右，而分离后的尾料就是贫料（贫铀），左右，而分离后的尾料就是贫料（贫铀），其中含有其中含有0.2-0.3%的铀的铀235。低浓缩铀，必须再低浓缩铀，必须再次经过转化，变成次经过转化，变成氧化铀，然后制胚、氧化铀，然后制胚、烧结成氧化铀陶瓷，烧结成氧化铀陶瓷，也就是所谓的核燃也就是所谓的核燃料（芯块）了；氧料（芯块）了；氧化铀陶瓷具有非常化铀陶瓷具有非常好的强度和热工性好的强度和热工性能。能。-姑且算是姑且算是一粒柴吧一粒柴吧 制配工制配工序序加工完成的燃料棒芯块燃料芯块，按照一定燃料芯块，按照一定要求装入锆管中，加要求装入锆管中，加上相应附件（气室、上相应附件（气室、弹簧的等，这东西可弹簧的等，这东西可是高温下使用的，还是高温下使用的，还会产生少量气体），会产生少量气体），封装后就成了燃料棒。封装后就成了燃料棒。-这就是一根这就是一根燃料棒，按照一定燃料棒，按照一定位置，逐支插入、位置，逐支插入、固定在燃料组件固定在燃料组件（一个框架，其中（一个框架，其中包含有控制棒导管、包含有控制棒导管、搅浑格架和锁紧机