纯粹科普核科学 核燃料棒的制造过程

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铀矿石是具有放射性的危险矿物。它们除了可以提取铀用于核工业外,还可以从中提取到镭和其他稀土元素。 铀,是一种极为稀有的放射性金属元素,在地壳中的平均含量仅为百万分之二,其形成可工业利用矿床的几率比其他金属元素要小得多。铀矿是矿石家族中的“玫瑰花”,色彩绚丽,却具放射性

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水冶厂出来的铀矿粉,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。现货价格大概是40美刀每磅,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。 这个就是黄饼,比较干燥,131潮湿一些,类似鸡蛋黄。

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装矿粉的的铁桶

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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。

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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。

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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)。

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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。

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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 制配工序

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烧结工序

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加工完成的燃料棒芯块

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加工完成的燃料棒芯块

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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

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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

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核燃料棒组件

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这个是安装了控制棒的核燃料组件

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这个是国外用来运核燃料组件运输罐和车

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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。

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这个是堆芯模型,可以看到核燃料组件怎么排列和插入的。

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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

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从堆芯卸载乏燃料。

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储存乏燃料的乏燃料水池

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乏燃料组件运输车和碰撞试验。

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乏燃料组件运输车和碰撞试验。

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乏燃料组件运输车和碰撞试验。

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乏燃料在经过几年时间冷却后,运输到处理厂再次储存在水池里。

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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。

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这些金属经过锻压

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变成金属锭

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金属锭储存运输罐

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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。

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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

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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。

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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

这是我转的二战吧的帖子。原帖好像是CD的 纯粹科普挺不错的 转给那些谈核色变的朋友们看看。

本文内容于 2013/7/19 11:52:07 被小编O编辑

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评论

评 论

热门评论

我看到基本在整个生产过程中,工人都没有穿那种很厚重的防护服!那么,在什么状态下核材料才会有较强的放射性呢!?

楼主是核电厂的吧?是秦山的还是防城港的?辐射最危险的时候是反应堆换料的时候。没有经过反应的燃料棒没有多少辐射。

学习了。核能如果运用得当是非常高效环保的。但如果使用不当,或改作他用那就另当别说了

60楼 我本善良还有
即使纯度非常小辐射微弱的核原料也是对人体有害的,只不过这种危害性不是一会半会就能够显现的,比如中国发展工业所造成的污染,刚开始对人类还没有多大的危害,现在看看中国癌症发病率这么多这与污染有一定的关系。

当然核原料科普归科普,现实使用还是非常谨慎,世界上各国对于核电站的建设都是非常谨慎的,大都选在沿海和人员相对稀少的孤岛或者偏僻之地建设。

中国近年来各地争相上核电站的最根本原因不是当地政府对于能源的需求建设有了多么先进的认识,而是得益于税收,要知道现在各地政府的最大关注点就是当地的税收,交税多了政府就有钱了,有钱了公务员的福利待遇和贪污档次就提高了,要看中国各地政府上核电站的目的说道全球性的能源危机那还真是扯淡,中国官员觉得没有这个心情来关注能源危机。

89楼 农家柴鸡蛋
说道点子上了,当地zf才不会管你什么污染不污染,他要的是政绩和税收,反正他干几年就走了。

建个核电站多大的政绩啊,而且一旦建成那发电机转一圈就是5毛钱,发电机一分钟恐怕就是上万转吧,十几个个机组同时转动一天能给本地靠电力带来多少收入。

参照一下法国,人家核电都占发电总量的85%,自己用不了买到外国去赚钱了。欧洲人讲环保可是都有点变态了。

中国大部分电站还是火力电站,环境污染更大,我们这里就有个大型火电厂,每次下过雨从楼上看的很清楚,电厂附近就是灰蒙蒙的。电厂下风向几个村的庄稼没有长得好的,过去粉煤灰更成问题,冬天一刮大风,到处是黑灰,不过这几年粉煤灰拉去铺路了才好了点。至于猛 抽地下水就不用提了。

怎么在中国产业升级就这么难?总有人提出一堆看似有理其实很荒诞的问题,难道抱残守缺很好玩是吗?


92楼 雷龍
算见识了,刚好这段时候在我们这里(鹤山市)闹的人心惶惶的核燃料工厂因为人民的反对而取消建厂!!所以最近对核知识特别留意!!
103楼 饮马流花
特别奇怪,你们那个地方学核子物理专业的人应该特别缺乏;老百姓稀里糊涂的怎么会搞那么热闹??我在核工业部第五研究院隔壁长大,都没那么大反应。

是不是背后有人撺掇??也许是美帝或者日本核电厂家想要霸占燃料棒??故此在你们那里搞事儿;这样中国核电站就必须进口燃料棒,就可以卡主我们电力实业的脖子了。

岭南人民天性比较激愤吧 这不是简单道理的问题

须知 北京周边还有试验堆呢 首都人民也没说啥 又何况 鹤山这次其实不是要修建发电机组 而是核燃料的加工厂

我见过几个当地朋友发的帖子 说的相当夸张 什么必然有辐射 污染地下水 居民全得癌 畸形儿 断子绝孙 什么的

说实话 我觉得有点过了 大家关注自身的权益是对的 但不能抱着一种 核电用起来好 只要不修在我家边上就好的心态

难道内地省份长期存在的燃料加工设施周围的居民就活该? 工作人员就活该?

我觉得 这种环保诉求混入了过多的自私因素 所以才听不得任何科学合理的建议 哪怕你把这些照片给当地人看 当地人还是要反对的 原因很简单:无论有没有风险 我都不愿意 就是不愿意

至于为什么选广东? 没办法 你是用电大省 制造业要用 港澳要用 那么多老百姓生活要用 烧煤会污染 核能又害怕 太阳能又嫌贵 难道都等着外星科技解决?

过去的原料工厂在内地 是因为我们要依赖自己的矿藏 自给自足 现在发展核电 没有悬念的必须进口核燃料 不找沿海港口地区 难道要顺丰快递吗?

还有一点 其实是老百姓情绪的来源 你建的工厂再大 我还是吃糠咽菜 社会分配不公 你搞政绩和效益 跟我没一毛关系 就算没有污染 我也不愿意让你们这帮贪官污吏拿土地资源做人情 更何况又说得那么吓人

所以说 此事并非小事 如不重视 早晚自己走上绝路

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