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PUREX工艺

1950
  • Herbert H. Anderson
  • Larned B. Asprey
利用 PUREX 工艺提取铀和钚的核后处理设施。.

(图片仅供参考)

普雷克斯 首字母缩略词 钚和铀的萃取回收是主要的工业方法。 方法 用于乏核燃料后处理。该方法采用液液萃取(LLE)技术从高放射性裂变产物中分离铀和钚。该工艺使用浓度为30%的磷酸三丁酯(TBP)烃类稀释剂溶液,从硝酸进料中选择性萃取U(VI)和Pu(IV)。

作为美国核计划的一部分,PUREX 工艺开发于 20 世纪 40 年代末,现已成为全球核后处理的标准。其成功之处在于萃取剂磷酸三丁酯(TBP)对特定氧化态的铀和钚具有高选择性。该工艺首先将乏燃料棒溶解在热硝酸中。在第一个萃取步骤中,含有铀、钚和裂变产物的硝酸水溶液与 TBP/ 煤油溶剂接触。TBP 与六价铀(如 [latex]UO_2(NO_3)_2(TBP)_2[/latex])和四价钚(如 [latex]Pu(NO_3)_4(TBP)_2[/latex])形成稳定的络合物,将它们萃取到有机相中,而大多数裂变产物(通常处于 +1、+2 或 +3 氧化态)则留在水溶液中。.

然后在后续步骤中实现铀和钚的分离。加入还原剂,如氨基磺酸亚铁或硝酸羟胺,选择性地将钚从 Pu(IV) 还原到不可提取的 Pu(III) 状态。这样,钚就可以被 ‘剥离 ’回新鲜的水相,而铀则留在有机相中。最后,使用稀硝酸溶液将铀从有机溶剂中剥离出来。该工艺效率很高,但会产生大量液态放射性废料,而且由于要分离纯钚,还存在扩散问题。目前正在开发 PUREX 工艺的高级变体,以便与其他锕系元素共同提取钚,从而制造出更能防止扩散的产品。.

UNESCO Nomenclature: 2209
- 核物理和高能物理

类型

化学过程

中断

次金融

用法

广泛使用

前体

  • 核裂变和超铀元素的发现
  • 曼哈顿项目对钚分离的需求(如早期的磷酸铋工艺)
  • 磷酸三丁酯(TBP)作为增塑剂和溶剂的开发
  • 高放射性物质远程处理技术的进展
  • 混合澄清器和脉冲塔接触器的开发

应用程序

  • 回收裂变材料(铀-235、钚-239)以供核反应堆重复使用
  • 生产用于核武器的分离钚
  • 制造混合氧化物(MOX)燃料
  • 减少高放射性核废料的体积和长期放射毒性
  • 分离用于医疗或工业用途的特定同位素

专利:

  • US2924506A

潜在创新理念

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相关内容:PUREX、核后处理、乏核燃料、钚、铀、磷酸三丁酯、TBP、溶剂萃取、核化学、放射性废物。.

历史背景

PUREX工艺

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(如果日期未知或不相关,例如“流体力学”,则提供其显著出现的近似估计)

相关发明、创新和技术原理

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