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第一章前言1

第二章基准4

2.1 燃料特性4

2.2 概念流程4

2.3 燃料元件5

2.4 燃料负荷7

2.5FBR燃料中重元素的同位素分布10

2.5.1 铀和镎10

2.5.2 钚10

第三章工艺过程的描述12

3.1 机械首端处理12

3.2 燃料粉末的贮存和气动输送16

3.3 铀的回收——反应器A的操作18

3.4 钚的回收——反应器B的操作24

3.5 钚的净化和与UF6的分离25

3.6 UF6的净化29

3.7 六氟化物转化为氧化物31

3.8 排气处理32

第四章工艺过程的设计基础和分析35

4.1一般性考虑35

4.1.1 连续和间歇操作35

4.1.2工艺容器的设计36

4.1.2.1 氟化器的设计37

4.1.2.2 冷阱的设计37

4.1.2.3 吸附器的设计38

4.1.3 工艺过程的仪表设备38

4.2首端过程40

4.2.1 首端过程的主要特征40

4.2.2首端过程设备的工程设计41

4.2.2.1 一般设计考虑和技术现状41

4.2.2.2 机械脱壳用的球磨机42

4.2.2.3 另一种机械脱壳概念45

4.2.2.4 燃料粉末的贮存系统47

4.2.3 首端过程的仪表设备49

4.2.4首端过程的物理和化学基础49

4.2.4.1 氧化物燃料与包壳的分离50

4.2.4.2 首端过程中燃料颗粒的筛分51

4.2.4.3 裂变产物气体的释放51

4.2.4.4 燃料和固体物流的输送与监测51

4.2.4.5 渗钠燃料的处理52

4.2.5 首端过程的废物54

4.3反应器A中的氟化54

4.3.1 工艺步骤的概述54

4.3.2设计考虑58

4.3.2.1 UF6的生产速率58

4.3.2.2 氟气的消耗59

4.3.2.3 PuF6的生成59

4.3.2.4 热负荷59

4.3.3反应器A的描述及其机械特性60

4.3.3.1 气体分布器61

4.3.3.2 自由空间61

4.3.3.3 过滤器61

4.3.3.4 冷却剂系统61

4.3.3.4 反应器壁的设计62

4.3.4辅助设备63

4.3.4.1 冷阱63

4.3.4.2 气体循环压缩机65

4.3.4.3 气动输送器65

4.3.4.4 氧化物燃料和氧化铝的输送器66

4.3.5 工艺过程的仪表设备66

4.3.6 物料衡算68

4.3.7 正常和反常操作69

4.3.8反应器A中的物理和化学过程的描述72

4.3.8.1 氟化反应72

4.3.8.2 在FP-1阱中裂变产物从UF6物流中的去除74

4.3.8.3 氟化物在CT-1阱中的冷凝81

4.3.9 固体废物物流84

4.4钚在反应器B中的氟化90

4.4.1 工艺步骤的概述90

4.4.2 氟化器B及其辅助设备的设计考虑90

4.4.3 工艺过程的仪表设备94

4.4.4 物料衡算94

4.4.5反应器B中的物理和化学过程的描述97

4.4.5.1 氟化反应97

4.4.5.2 裂变产物在FP-2阱中的去除99

4.4.5.3 锕系元素和裂变产物在CT-2阱中的冷凝101

4.4.5.4 从各种气流中回收钚105

4.4.6 固体废物物流105

4.5钚的净化和与UF6的分离107

4.5.1 工艺步骤的概述107

4.5.2PuF6净化设备的设计107

4.5.2.1 料罐107

4.5.2.2 热分解器-再氟化器110

4.5.2.3 冷阱CT-3111

4.5.2.4 吸附阱LiF-1112

4.5.3 工艺过程的仪表设备113

4.5.4 物料衡算113

4.5.5PuF6净化的物理和化学过程113

4.5.5.1 CT-1阱和CT-2阱中的冷凝物至料罐的输送116

4.5.5.2 料罐中裂变产物的行为和辐解118

4.5.5.3 PuF6在TD-1中的热分解120

4.5.5.4 热分解器流出物中钚的回收123

4.5.5.5 纯PuF6的生产124

4.5.6 固体废物处理125

4.6UF6的净化125

4.6.1 工艺步骤的概述125

4.6.2UF6净化设备的设计128

4.6.2.1 精馏单元128

4.6.2.2 MgF2阱135

4.6.2.3 NaF-UO2F2阱136

4.6.3 UF6产品的处置138

4.6.4 UF6产品的组成140

4.7混合六氟化物转化为氧化物140

4.7.1 工艺步骤的概述143

4.7.2 工程和仪表设备143

4.7.3 转化反应的化学148

4.7.4 PuO2-UO2产品的包装150

4.8废气处理系统151

4.8.1 工艺系统的概述151

4.8.2工程概况和设备设计152

4.8.2.1 NaF-MgF2床152

4.8.2.2 高温活性氧化铝床153

4.8.2.3 碱石灰床154

4.8.2.4 低温活性氧化铝床154

4.8.2.5 分子筛干燥器154

4.8.2.6 氧-氢反应器154

4.8.2.7 氙-氪的压缩和贮存154

4.8.3 仪表设备155

4.8.4 物料衡算155

4.8.5废物处理化学155

4.8.5.1 裂变产物和铀在NaF-MgF2上的保留155

4.8.5.2 氟化物与加了热的活性氧化铝的反应157

4.8.5.3 氟化物与碱石灰和低温活性氧化铝的反应158

4.8.6 废气处理系统中的固体废物159

第五章工厂的设计概念160

5.1 工艺室的设计160

5.2工艺室的特性162

5.2.1 工艺室的高度162

5.2.2 吊车和机械手162

5.2.3 窥视窗163

5.2.4 防护163

5.2.5 设备的运输163

5.3 连接器164

5.4 阀门165

5.5 氟气供应166

第六章辅助部分的考虑167

6.1临界控制167

6.1.1设计的一般性考虑170

6.1.1.1 连续氟化170

6.1.1.2 间歇单元171

6.1.2 临界分析的数据来源172

6.1.3工艺过程的核安全分析176

6.1.3.1 氟化器A177

6.1.3.2 氟化器B180

6.1.3.3 冷阱181

6.1.3.4 料罐181

6.1.3.5 热分解器182

6.1.3.6 转化器182

6.1.3.7 球磨机（首端部分）182

6.1.3.8 板形贮存容器183

6.1.4通风系统的核安全分析183

6.1.4.1 通风系统中裂变物质的处理183

6.1.4.2 工艺室空间和连接洗涤器的导管中的临界问题185

6.1.4.3 洗涤器单元中的临界问题186

6.1.4.4 过滤器系统中的临界问题186

6.1.5临界控制概念的评论188

6.1.5.1 工艺设备188

6.1.5.2 通风系统189

6.2通风系统的安全分析：引言和系统的设计概念190

6.2.1 安全分析：PuF6的泄漏192

6.2.2安全分析：裂变产物的泄漏196

6.2.2.1 气化196

6.2.2.2 洗涤器197

6.2.2.3 过滤器197

6.2.2.4 活性炭过滤器198

6.2.2.5 烟囱198

6.2.2.6 最大允许浓度（MPC）198

6.2.2.7 辐照和结论198

6.2.3 通风系统安全分析的说明199

6.3 维修200

6.4 结构材料的腐蚀201

6.5计量203

6.5.1 化学分析：进料和产品中铀与钚的测定204

6.5.2氧化铝废物中钚的测定205

6.5.2.1 中子活化分析205

6.5.2.2 X射线光谱测定法208

6.5.2.3 钚的间歇放化测定法209

6.5.3 燃耗的测定210

第七章关键问题211

7.1 燃料与包壳的机械分离211

7.2 连续氟化212

7.3 PuF6的净化212

7.4 合格的PuO2-UO2产品的制备212

7.5 完全密闭的概念213

7.6 安全213

7.7 钠214

第八章概要215

8.1 基准216

8.2 工艺流程216

8.3 过程分析和工厂设计219

8.4 结论221

附录A监测钚积累的可能方法225

1．噪声测量225

2．裂变中子的符合关联226

3．基谐方式的空间关系227

4．阈探测器230

附录B工艺气体循环243

1．隔膜式压缩机243

2．圆周式压缩机244

3．活塞式压缩机245

4．离心式压缩机246

5．波纹管式压缩机247

6．喷射循环247

附录C锕系元素氧化物和氟化物的性质249

1．铀249

2．镎251

3．钚253

附录D挥发性氟化物的蒸气压257

附录E废物罐中心线温度的计算258

附录F工艺室的设计263

1．峡谷型工艺室263

2．长方形工艺室263

3．圆形或多边形工艺室264

4．垂直的或“细高”型工艺室266

附录G机械手和吊车267

1．阿贡设计的通用机械厂制造的机械手267

2．PaR机电机械手267

3．阿贡国立研究所E-4型电随动机械手268

附录H放化工厂的连接器269

1．法国封特耐欧罗兹核研究中心的新式远距离连接器269

2．其他类型的连接器及其操作经验272

参考文献275