燃耗对水法乏燃料后处理工艺中钚行为的影响

摘要

随反应堆燃耗加深,核燃料在反应堆中产生更多的裂变产物和复杂的微结构变化,使乏燃料后处理过程中次级沉淀和界面污物等的形成变得越来越严重,也使钚在此过程中的行为变得越来越复杂.依据Pu(Ⅳ)与Zr4结构相似(均为四价和八配位体),考察硝酸溶液中钼锆沉淀行为和锆与溶剂辐解产物HDBP形成界面物的机制,初步探讨钚在次级沉淀和界面物形成过程中的行为.结果表明:溶液硝酸浓度对锆钼沉淀的形成有明显影响;沉淀物中钼锆的物质的量比为2,结构式为Zr(MoO4)2·xH2O,次级沉淀过程中,钚产生共沉淀,推测沉淀物的分子式为Pu(MoO4)2·xH2O;Zr4+与HDBP主要形成Zr(NO3)x(DBP)n和Zr(NO3)x·n(DBP· HDBP)配合物,前者易形成界面物,后者易溶于有机溶剂;它们的生成量与HDBP浓度有关,HDBP浓度较低时,生成的主要是Zr(NO3)x(DBP)n,随HDBP浓度增大,易形成界面物;HDBP浓度进一步增大,生成的主要是Zr(NO3)x·n(DBP·HDBP),界面物消失;在Pu(Ⅳ)与HDBP反应过程中,随HDBP浓度逐渐增大,界面形成过程与Zr4+相似;同时,Pu(Ⅳ)与HDBP和H2 MBP形成配合物,对钚还原反萃取过程有一定影响.