今天就给我们广大朋友来聊聊核燃料汽车,以下关于观点希望能帮助到您找到想要的答案。

提问1:乏燃料是什么意思

最佳答案乏燃料又称辐照核燃料。

乏燃料是经受过辐射照射、使用过的核燃料,通常是由核电站的核反应堆产生。核燃料在堆内经中子轰击发生核反应,经一定时间从堆内卸出。它含有大量未用完的可增殖材料铀-238或钍-232,未烧完的和新生成的易裂变材料钚-239、铀-235或铀-233以及核燃料在辐照过程中产生的镎、镅、锔等超铀元素,另外还有裂变元素锶-90、铯-137、锝-99等。

这种燃料的铀含量降低,无法继续维持核反应,所以叫乏燃料。乏核燃料中包含有大量的放射性元素,因此具有放射性,如果不加以妥善处理,会严重影响环境。

乏燃料裂变产物简述:

乏燃料中占其质量3%的物质是铀-235和钚-239 的裂变产物及它们的衰变链的间接产物。尽管这些物质被认为是放射性废物,但是由于他们可能有多种工业上和材料上的用途,仍然可能需要将它们进一步分离出来。

铀和钚的裂变产物包含了周期表中从锌到镧系元素的所有元素,这些元素按照质子数的分布会出现两个峰:第一个峰是第二次转换所产生的锆、钌、钼,而另一个峰是周期表中的碘、氙、铯、钡、镧、铈、钕。许多裂变产物都不具有放射性,或者是寿命很短的放射性同位素,但是仍然有相当数量的产物是中期到长期的放射性同位素,如锶-90、铯-137、锝-99和碘-129。

一些国家对裂变废物中的稀有同位素的分离方法进行了研究,比如通过分离裂变产生的贵重金属如银和铂族金属钌,铑,钯,可以或多或少的补偿再处理的成本,然而这些方法都没有得到商业化。

提问2:核电站烧过燃料中还有大量的铀和钚,不能再利用了吗?

最佳答案所谓的乏燃料就是核反应堆理应使用过的核燃料,一般都是核电站“烧”后剩下的核废料,新闻中经常有听说核废料地下深埋处理,全球也有多处填埋场,但据说烧过的核燃料中还有大量的铀和钚,难道就白白扔掉,不回收利用了吗?

核燃料是怎么烧成乏燃料的?

一般指的核反应堆就是裂变堆,因为现在还无法实现商业化聚变。裂变堆就是利用放射性原子核的裂变质量亏损产生能量,常见的易裂变材料是铀-235和钚-239,裂变的过程看上去并不难,即重核吸收受到中子撞击俘获后,比如U235变成U236,由于236基不稳定,它马上又会裂变成氪-92和钡-141,当然这两种元素也具有放射性,半衰期也不一致,会继续衰变成其他放射性元素。

铀-235裂变过程

比较有意思的是在核反应堆中不容易裂变的铀238也会变成容易裂变的钚-239,因为铀-238在快中子作用下也能裂变,只是它无法产生多余的中子持续裂变,这让它无法成为核燃料,不过它可以吸收快中子后变为铀239,铀239经过2次β衰变后变为钚239,所以乏燃料中的钚-239就是这么来的。

当然除了这些有用的元素外,衰变链中还有其它短寿命的放射性废物,这些影响不大,但也有长期会造成放射性污染的放射性同位素,比如锶-90、铯-137、锝-99和碘-12等,还有中子撞击原子核后却没有裂变的产物铀-236,这是一种很难处理的长寿命放射性同位素。它不会在自然界中产生,经常被鉴定是否是乏燃料的标志特征。值得一提的是在这个放射性物质的衰变链中有很多物质是稳定的,而且是贵金属铑、钯、银、锆、钌、钼、锝、钌等,是不是听上去非常有诱惑力?

乏燃料中的核燃料还能再利用吗?

抛开剂量谈毒性都是放屁,所以没有浓度来讨论核燃料的利用不是流氓么?我们先来看看乏燃料中的可利用元素或者同位素的浓度才能来谈利用。

乏燃料中绝大部分都是没法燃烧的铀-238,占了96%,其他比例如下:

铀-235的质量分数小于0.83%

铀-236的质量分数大约是0.4%

钚-239的分量为0.8%

钚-240的分量是0.2%

如果重水堆中的核燃料,那么铀-235占比为0.23%,钚-239和钚-240占比0.27%,从反应堆中取出时并不是说并不是裂变物质已经消耗掉了,而是可以裂变的物质浓度不够,裂变产生的中子增殖效应已经不能让链式裂变持续反应,或者效率太低。到此时裂变燃料就该退役了!

核燃料棒

乏燃料怎么处理利用?哪些国家能处理乏燃料?

乏燃料有两种处理方式,一种是最笨的方法,也就是直接埋入地下,最简单但这样似乎有些浪费,毕竟里面还有很多可以利用的同位素,但处理起来又非常困难,当前全世界只有法国、俄罗斯、英国、印度、日本、美国、比利时、德国、中国9个国家能处理和利用乏燃料,

我国乏燃料后处理关键技术有待改善

磷酸三丁酯萃取法

这是一种是用最广的乏燃料处理方法,能分将铀和钚从乏燃料中分离出来,它是1945年被发现对铀和钚具有很高的萃取效率,一般对铀和钚的萃取提纯用的PUREX法,这个方法名字的来源是钚(Plutonium)铀(Uranium)萃取Extraction)的并写,原理是利用金属离子形成非水溶性错化合物的性质,将原来是水溶性的铀、钸离子萃取入有机溶液相,但其它分裂物却不能形成错化合物残留在水溶液相,因此得以将它们和其它元素分离。

接下来就是同位素提纯,这个方法就回到老路上了,因为提纯同位素的方法并不多,而离心机分离是最普遍,效率比较高的方式,利用的是同位素之间微小的密度差,通过数十级离心机逐步提纯,成本极高,而且离心机制造难度很大,在国际上离心机属于严格管控的设备。

最后提一下日本发生临界事故的日本东海村工厂的部分业务就是做乏燃料处理的,年设计处理能力270吨,但每年仅仅只处理10吨,1999年9月30日在将硝酸铀酰倒入沉淀槽的作业中,沉淀槽中的硝酸铀酰溶液到达临界值,发生临界事故,导致2名作业人员死亡,666人被辐射照射,这是日本2011年福岛核事故前最严重的核意外,事故被评级为国际原子能事故等级第4级!

提问3:乏燃料的定义

最佳答案核燃料在反应堆中使用时,由于易裂变核素的消耗、裂变产物及重核素的生成,引起燃料反应性的变化,最终使反应堆不再能维持临界,因此核燃料使用到一定程度必须更换。经反应堆辐射后卸下的燃料也称为乏燃料或辐照过的燃料。由于乏核燃料中包含有大量的放射性元素,因此具有很强的放射性,因此必须妥善处理。乏燃料的处理主要包括:储存、运输、后处理、深地质处置等过程。图P1为核燃料循环图,给出了核燃料从铀矿开采到乏燃料最终处理所需经历的所有过程。

右图包括了乏燃料的贮存、后处理和最终处置等过程,图中的百分数表示U-235的含量。

提问4:乏燃料的主要元素

最佳答案乏燃料的主要元素是铀元素和钚元素。

1、铀元素

乏核燃料中的96%的质量是剩余的未反应的铀,大多数是铀-238,一小部分是铀-235。通常情况下,铀-235的质量分数小于0.83%,铀-236的质量分数大约是0.4%。

2、钚元素

乏核燃料中大约1%的质量是钚-239和钚-240,这些钚由铀-238俘获中子后经β衰变而产生,它们既是一种有用的副产品,也是危险的、难以处理的废料。为了防止核扩散,需要禁止那些尚未拥有核武器的国家使用这些钚制造核武器。

扩展资料

乏燃料的比活度很高。还释放大量的衰变热。必须储存一段时间待放射性和余热降到一定程度后再进行操作及处理。按储存方式乏燃料储存又有湿式储存(水池储存)和干式储存之分。

运输装载乏燃料的容器亦有严格的要求。必须保证运输容器装满乏燃料时保持次临界;容器外表面辐射剂量率不高于《IAEA运输规程》的规定;

必须适应环境温度从-40~38℃的变化而保持足够的强度;能承受正常运输过程中的加、振动和共振的作用而保持其密封可靠性及完整性。甚至在极端事故情况下也要确保上述要求,不至于危害环境。

参考资料来源:百度百科-乏燃料

提问5:乏燃料指的是没有用的核燃料

最佳答案错。乏燃料是指燃料的铀含量降低,无法继续维持核反应,但有一定的用处,因此“乏燃料指的是没有用的核燃料”的说法是错误的。乏核燃料中包含有大量的放射性元素,因此具有放射性,如果不加以妥善处理,会严重影响环境与接触它们的人的健康。

提问6:核电站的燃料棒为什么一直要泡在水里,连用完了成了乏燃料棒了都还要不断冷却?不是插入石墨棒就停堆了吗

最佳答案反应堆的核燃料用完后变成乏燃料,不是里面没有裂变材料,而是里面的裂变材料比较少,不足以维持电站运行了,所以乏燃料取出后,里面的裂变元素有些半衰期很长的需要很多年以后才能消耗得,一般乏燃料处理都是深埋几十年至上百年。

扩展资料:

压水堆特点

压水反应堆利用轻水(普通水H2O)作为冷却剂和中子慢化剂。其冷却系统由两个循环回路组成。一回路连接着堆芯和二回路中的蒸汽发生器,回路内压强保持在150个大气压左右,在此压强下可将冷却水加热至约343℃而不沸腾。

冷却水在二回路蒸汽发生器的传热管中将压强约为70个大气压左右的二回路水加热至沸腾(温度约260℃),形成的水蒸气(过滤掉混杂的液态水后)再通过二回路送至汽轮机,推动涡轮发动机运转。在传热管中释放了热能的一回路水以290℃左右的温度回流至堆芯,完成一回路循环。

从汽轮机流出的二回路水经冷凝器凝结为液态水后,回流至蒸汽发生器,完成二回路循环。

反应堆堆芯位于压力壳内,由排列为方形的燃料组件组成。燃料一般是富集程度在2%~4.4%的烧结二氧化铀。 和沸水反应堆相比,压水堆堆芯体积更小,堆芯的功率密度较大(大型压水堆的堆芯功率密度可达100千瓦/升),压水堆的发电效率约为33%;

但由于堆芯中的工作压力和温度都较沸水堆高,因此对反应堆材料性能的要求也较沸水堆更高。

压水堆是核潜艇使用最多的堆型,原理是:由核反应堆中的铀—235核燃料进行链式核反应并产生高温,高温把核反应堆内密闭循环的纯净水“煮开”变为蒸汽后,经喷嘴加速变为蒸汽流推动汽轮机运转。汽轮机的转速经过减速齿轮减速后带动螺旋桨。

能量转换全过程大致为:核能→热能→机械能→动能。

参考资料:百度百科-压水反应堆

提问7:核电站乏燃料温度

最佳答案题主是否想询问“核电站乏燃料温度会怎么样”?造成运行事件。根据查询国家核安全局官网得知,乏燃料水池温度由30.85℃上涨至30.95℃,满足运行技术规范的温度范围要求,各控制系统响应正常,反应堆处于安全状态,三道屏障完整,无放射性释放,易造成运行事件。

生活中的难题,我们要相信自己可以解决,看完本文,相信你对有了一定的了解,也知道它应该怎么处理。如果你还想了解核燃料汽车的其他信息,可以点击其他栏目。