Công nghệ tái tạo thanh nhiên liệu hạt nhân thông qua chiết xuất

Công nghệ tái sinh thanh nhiên liệu hạt nhân (thường được gọi là tái xử lý nhiên liệu hạt nhân) thực sự liên quan đến nhiều phương pháp tách hóa học khác nhau, trong đó chiết xuất là một trong những công nghệ cốt lõi. Sau đây là mô tả có hệ thống về công nghệ này:

1. Mục đích của công nghệ tái sinh thanh nhiên liệu hạt nhân
Nhiên liệu đã qua sử dụng từ lò phản ứng hạt nhân vẫn chứa một lượng lớn vật liệu có giá trị, chủ yếu bao gồm:

• Uranium-235 không thể phân hạch (khoảng 1%) và plutonium-239 (khoảng 1%)

• Hạt nhân phân hạch (chẳng hạn như uranium-233, plutoni-241, vân vân.)

• Actinide nhỏ và một số sản phẩm phân hạch nhất định

Bằng công nghệ tái sinh, những vật liệu phân hạch này có thể được thu hồi và tái chế thành nhiên liệu, cải thiện việc sử dụng tài nguyên uranium và giảm khối lượng cũng như độc tính của chất thải cấp độ cao.

2. Quy trình cốt lõi của tái sinh dựa trên khai thác: Quy trình PUREX

Hiện nay, quy trình công nghiệp được sử dụng rộng rãi nhất là quy trình PUREX (Thu hồi Plutonium Uranium bằng cách chiết xuất). Các bước cơ bản của nó như sau:

(1) Hòa tan nhiên liệu đã qua sử dụng

• Sau khi cắt cụm nhiên liệu đã qua sử dụng, nó được hòa tan trong axit nitric nóng, chuyển đổi uranium, plutoni, và sản phẩm phân hạch thành dung dịch nitrat.

(2) Tách chiết

• 30% tributyl photphat (TBP) hòa tan trong dầu hỏa hoặc tetrapropylene hydroxit (chất pha loãng) được sử dụng làm pha hữu cơ.

• Dung dịch nitrat được trộn với pha hữu cơ. Uranium (UO₂²⁺) và plutoni (Pu⁴⁺) tạo phức với TBP và bước vào pha hữu cơ, trong khi hầu hết các sản phẩm phân hạch (chẳng hạn như xêzi, stronti, và các nguyên tố đất hiếm) vẫn ở pha nước, đạt được sự phân tách sơ bộ. (3) Chiết xuất ngược và tinh chế

• Tách Uranium/Plutonium: Plutoni bị khử thành Pu³⁺ (không dễ dàng được trích xuất bởi TBP) dùng chất khử (chẳng hạn như Fe²⁺, U⁴⁺, hoặc hydroxylamin), làm cho nó chuyển từ pha hữu cơ sang pha nước, trong khi uranium vẫn ở pha hữu cơ.

• Khai thác ngược Uranium: Uranium được chiết ngược từ pha hữu cơ bằng axit nitric loãng.

• Thông qua quá trình chiết nhiều giai đoạn và chiết ngược, các sản phẩm uranium và plutonium có độ tinh khiết lên tới 99.9% có thể thu được.

Tóm tắt, Công nghệ tái sinh thanh nhiên liệu hạt nhân (tái xử lý) thông qua chiết xuất là một công nghệ tách hóa học trưởng thành, với quy trình PUREX là cốt lõi. Nó có giá trị đáng kể trong việc cải thiện việc sử dụng tài nguyên hạt nhân và giảm chất thải, nhưng cũng phải đối mặt với những thách thức liên quan đến việc không phổ biến vũ khí hạt nhân, kinh tế, và quản lý chất thải. Sự phát triển trong tương lai sẽ tập trung vào hiệu quả cao hơn, không phổ biến vũ khí hạt nhân, và giảm thiểu chất thải.

Chất chiết kim loại của chúng tôi như dưới đây, nếu bạn cần bất kỳ loại nào, xin vui lòng hỏi chúng tôi:

1. P204 (D2EHPA hoặc HDEHP) Điều này được sử dụng cho bước đầu tiên để loại bỏ tạp chất cho quặng niken đá ong.
2. DY319 chất chiết đồng coban niken hiệu quả cao để tái chế pin, có thể loại bỏ niken và coban từ chất điện phân pin Lithium.
3. DY272 Chất chiết tách niken coban, nó có thể lấy coban ra khỏi dung dịch coban niken, sau đó để lại niken nguyên chất.
4. DY988N/DY973N/DY902/DY5640 thuốc thử chiết dung môi đồng.
5. P507 chất chiết kim loại màu cho đồng, kẽm, coban-niken, cadimi, vàng bạc, kim loại nhóm bạch kim, đất hiếm và như vậy.
6. DY377 máy tách niken và kim cương hiệu quả.
7. DY366 Chất chiết xuất Scandium.
8. DY316 Chất chiết liti.
9. DY-SS-01 chất chiết sắt, canxi, cadmium và scandium ở các giá trị pH khác nhau.