核燃料再处理工艺中常用不锈钢材料,核燃料后处理工厂的装置和管线、泵、阀门几乎是由不锈钢材料和耐蚀合金材料堆砌而成。因工艺介质条件不同所选用的耐蚀材料也存在差异
核燃料再处理工艺中常用不锈钢材料
将反应堆用过的乏燃料或将生产堆照辐的核燃料经化学处理分离U和Pu,并将危险的核分裂生成物分离的化学加工过程称核燃料再处理,亦称后处理。
核燃料再处理,当前成熟的工艺是水法,其回收过程由燃料元件脱壳、燃料溶解和燃料的分离和回收三部分组成。最后一部分的材料问题可参见铀的精制部分。在前两部分,其工艺介质具有强烈的腐蚀性,因此核燃料后处理工厂的装置和管线、泵、阀门几乎是由不锈钢材料和耐蚀合金材料堆砌而成。因工艺介质条件不同所选用的耐蚀材料也存在差异。
核燃料再处理脱壳工艺中的耐蚀材料
工艺名称 | 介质成分 | 相关耐蚀材料 |
NifleX溶解包壳 NifieX溶解包壳 溶解UO2-石墨颗粒燃料 | 1MHNO3-2MHF 60℃,0.3MHF的HF-HNO3 3MHF-23MHNO3,沸腾 | 00Cr25NI50MO6CuTi(BMI-HAPO-20) 0Cr35Ni65合金 06Cr18Ni11Nb-347,0Cr23Ni13Nb,022Cr19Ni10-304L |
Zirflex工艺溶解锆饧合金 包壳和锆基燃料 | 6MNH4F-1MNH4NO3 3MHN4·HP2 | 0Cr23Ni13Nb HasfelloyF Ni-O-Nel825 022Cr19Ni10-304L |
Sulfex溶解不锈钢包壳 | 4-6MH2SO4 | Ni-O-Nel825 HastelloyF HAPO-20,Carpenter20合金 |
Durex 溶解不锈钢包壳 | 5MHNO3-2MHCL | Ti |
燃料芯的溶解 通常采用与脱壳相同或相似的溶液进行溶解。在溶解金属铀、氧化铀和铀-铝燃料时,广泛使用硝酸,溶解器材料一般使用0Cr23Ni13Nb,022Cr19Ni10-304L不锈钢和Carpenter20合金。
高放废液处理装置 高放废液是核燃料再处理循环中各种废气、高放射性废液的混合介质,其腐蚀性非常强烈,常常含有HNO3、硫酸根、铁离子的成分,处理这种废液应防设备泄漏,以免污染环境,装置的材料为022Cr19Ni10和00Cr25Ni20Nb,后者耐蚀性最佳,正在运行的后处理厂均以它为反应器(蒸发浓缩)的结构材料。