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2062. 核废料的层析分离
本发明为对核废料(即废核燃料)进行回收的全新方法,适用对象包括反应堆和核武器产生的核废料。
简介:
本发明为对核废料(即废核燃料)进行回收的全新方法,适用对象包括反应堆和核武器产生的核废料。
核废料(来自于核反应堆的废核燃料)放射性极高,通常不仅含有大量原始核燃料的材料,而且包括核能发电过程中产生的核副产品。这些核副产品总体上可分为两类:裂变产物 (FP) 和次锕系元素。一般来说,这些副产品会对大多数生命体和环境造成极大危害。正是由于这个原因,政府对这些副产品的存储和处理实施了严格的管制。
由于放射性物质的放射性会随着时间的推移而衰减,因此,通常会将核废料和∕或核副产品在适当的存储/处理设施放置足够长的时间,让放射性衰减到无法造成危害的程度,才可以安全地对这些放射性物质和核副产品进行处理。
然而,放射性衰减所需时间取决于特定的放射性同位素,从几天(短寿命的同位素)到数以百万年(废核燃料),时间各不相同。目前,在管理放射性废料时,通常会采取对短寿命的同位素进行分离和存储,对低放射性到中等放射性废弃物进行近地表水平处理以及对高放射性核废料进行处理或回收的方式。
在过去六十年间,对辐照过的核燃料进行回收的主要目的是从核燃料中回收未使用的铀和钚,从而关闭燃料循环,并通过此过程从原始铀中获取 25% 到 30% 的能量,从而促进能源安全。第二个目的是将需要处理的高放射性核废料量降低为原来的五分之一。除此之外,通过回收获取的核废料的放射性水平更低,在经过 100 年后这一放射性水平的下降幅度比已使用的燃料本身更为迅速。
对辐照过的核燃料进行再加工以回收未使用的铀和钚可以避免宝贵资源的浪费。其中,大部分(大约 96%)为铀,而不到 1% 为易裂变的U–235。
回收核燃料时将采用核废料的层析分离法来从核材料中分离核副产品(特别是其中的裂变产物和次锕系元素),之后这些核材料便转化成可以在核反应堆或核武器中重新使用的核燃料。该层析分离法可替代现有处理技术(如 PUREX),或者结合现有处理技术来获取更易回收的核材料∕燃料和核副产物,并且更方便地处理和使用核副产品。

核心优势:
当前研究的目的在于制定核废料(或废核燃料)的回收方法。核废料(或废核燃料)即包含多种核材料(如铀和钚)以及一个或多个核附产品(裂变产物和次锕系元素)的混合体。·         该方法的核心竞争力在于可以选择性地提取流动相、而不是固定相的核副产品(最好采用液相色谱法),从而提升核材料中的流动相。通过这种方式,可净化和回收利用核材料,同时在其他应用中处理和使用核副产品。
这一发明的应用范围很广,并可对特定批次的核废料进行定制式的回收。

应用:
知识产权状态:
PCT 专利申请- PCT/GB/2014/052630
预计的开发时间计划:
兰开夏大学正在寻求机会,在成功完成实验室结果的验证后立即开始利用此专利。
开发战略:
兰开夏正在寻找行业合作伙伴来申请技术许可并应用最初的实验室结果。


Harry Eccles 教授
核材料教授
计算机、工程和物理科学学院


                                                         图 1:分离阶段