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目录1

第一章绪论1

一、原子能和反应堆1

二、核燃料后处理在原子能工业中的地位和任务5

三、核燃料后处理的特点9

四、核燃料后处理概况12

第二章辐照核燃料及其首端处理16

第一节核燃料元件的种类、辐照核燃料的组成和冷却16

一、核燃料元件的种类16

二、辐照核燃料的组成18

三、辐照核燃料的冷却27

第二节铝包壳天然铀辐照元件的去壳和溶芯28

一、铝壳的碱溶解过程28

二、铀芯的溶解过程32

三、溶解尾气的净化37

四、化学去壳和溶芯的工艺流程39

五、溶解器39

第三节锆合金或不锈钢包壳二氧化铀元件的切断－浸取41

一、切断－浸取过程42

二、浸取过程的影响因素43

第四节萃取料液的调制47

一、调料47

三、过滤48

二、凝絮48

第三章辐照核燃料的溶剂萃取分离（Ⅰ）49

第一节溶剂萃取的基本原理49

一、基本概念49

二、萃取平衡与几个基本参数51

三、多级逆流萃取和分馏萃取53

第二节萃取流程的选择——普雷克斯流程59

一、萃取剂和稀释剂的选择59

二、普雷克斯流程概述62

一、铀、钚、裂变产物初步分离的基本过程63

二、TBP萃取铀（Ⅵ）63

第三节共去污分离循环63

三、TBP萃取钚（Ⅳ）67

四、TBP萃取硝酸70

五、TBP萃取锆、铌、钌72

六、共去污工艺条件分析75

七、钚的还原反萃78

八、铀的反萃92

第四节钚净化循环92

一、钚净化工艺过程92

二、无铀时TBP对钚和裂片的萃取94

三、2AF料液的制备96

四、钚的歧化与水解98

五、钚萃取的工艺条件分析100

六、钚反萃的工艺条件分析101

第五节铀净化循环103

一、铀净化工艺过程103

二、2DF料液的制备103

三、2D槽和2E槽工艺条件分析104

第四章辐照核燃料的溶剂萃取分离（Ⅱ）106

第一节普雷克斯变体流程及其改进106

一、普雷克斯变体流程106

二、流程的改进107

第二节动力堆辐照燃料的萃取分离113

一、动力堆辐照燃料的特性113

二、流程选择114

三、普雷克斯过程的强化措施115

第三节溶剂体系的稳定性、污溶剂净化和废溶剂再生121

一、溶剂的稳定性121

二、溶剂降解产物及其对萃取过程的影响123

三、污溶剂净化126

四、溶剂的补充和更换134

五、废溶剂的真空急骤蒸馏法再生134

第五章辐照核燃料溶剂萃取分离（Ⅲ）——萃取设备139

第一节混合澄清槽139

一、概述139

二、混合室两相的搅拌方式及输入能量的计算141

三、混合澄清槽的传质性能144

四、澄清室中两相的界面高度148

五、混合澄清槽的设计153

六、混合澄清槽的操作161

第二节脉冲萃取柱163

一、概述163

二、脉冲筛板柱的操作特性164

三、脉冲筛板柱的生产能力166

四、脉冲筛板柱的传质性能170

五、脉冲筛板柱设计中的一些问题176

第三节离心萃取器179

一、概述179

二、离心萃取器的优缺点179

三、离心萃取器的种类180

四、离心萃取器的工作原理183

五、离心萃取器的性能187

第六章钚的最终纯化和转化192

第一节阴离子交换法纯化钚192

一、概述192

二、阴离子交换过程192

三、阴离子交换法纯化和浓缩钚的工艺流程198

第二节胺类萃取纯化钚200

一、概述200

二、萃取过程机理202

三、胺类萃取过程的影响因素和工艺条件的选择202

四、反萃取207

五、污溶剂洗涤211

第三节钚的沉淀和煅烧211

一、过氧化钚沉淀212

二、三氟化钚沉淀214

三、草酸钚（Ⅲ）沉淀215

四、草酸钚（Ⅳ）沉淀216

五、草酸钚（Ⅳ）煅烧222

第七章铀的最终纯化和转化225

第一节铀的最终纯化——硅胶吸附225

一、过程原理225

二、硅胶吸附锆、铌的影响因素226

三、工艺过程229

第二节硝酸铀酰的流化床脱硝－还原231

一、气固流态化和流化床反应器231

二、硝酸铀酰的流化床脱硝和还原240

第三节三碳酸铀酰铵沉淀及其煅烧生产二氧化铀248

一、沉淀反萃过程248

二、沉淀的过滤254

三、母液的处理255

四、三碳酸铀酰铵热分解制取二氧化铀259

第一节离子交换法的基本原理265

一、离子交换剂及其分类265

第八章超铀同位素和裂片同位素的提取265

二、树脂的性能及其主要影响因素267

三、分配系数Kd与分离因数β269

四、离子交换分离操作过程269

五、离子交换速度270

第二节镎－237的提取271

一、镎的萃取化学272

二、镎在普雷克斯流程中的行为276

三、流程介绍277

四、提取途径评述279

五、镎的最终纯化与转化280

二、HDEHP对锶和稀土元素的共萃取287

第三节锶－90的提取287

一、从放射性废液中提取锶的方法287

三、杂质的洗涤291

四、锶和稀土元素的分离293

五、污溶剂处理294

六、提取锶和稀土元素的工艺流程294

七、锶－90的精制294

第四节钷－147的提取297

一、提取钷的方法297

二、离子交换排代法从稀土元素中分离钷297

三、Pm2O3和Pm(NO3)3的制备303

第五节铯－137的提取304

二、萃取分离法305

一、沉淀法305

三、离子交换分离法306

第六节锝－99的提取308

一、沉淀法308

二、萃取法309

三、阴离子交换法310

第七节镅和锔的提取311

一、镅、锔的初步净化312

二、镅和锔与镧系元素的分离313

三、镅（锔）的最终纯化316

一、放射性废水的来源和分类318

第一节放射性废物的来源、分类和处理方法318

第九章放射性三废的处理318

二、放射性废水的处理原则319

第二节放射性废水的蒸发法处理320

一、基本原理和流程320

二、蒸发器及其操作322

三、汽液分离装置327

四、甲醛脱硝329

第三节凝聚沉淀法332

一、凝聚过程的原理333

二、影响凝聚效果的因素333

三、应用凝聚沉淀法时需考虑的问题334

一、离子交换法概述337

第四节离子交换法及其他处理方法337

二、离子交换装置及其操作控制338

三、离子交换过程对原废水和交换剂的要求339

四、离子交换法处理放射性废水340

五、其他处理方法342

第五节放射性废水的贮存、排放和复用344

一、放射性废水的贮存344

二、弱放废水的排放345

三、废水净化后复用346

第六节放射性废气的处理347

第七节放射性浓缩液的固化和固体废物的处理及处置349

一、对固化处理的基本要求349

二、中、弱放浓缩液的固化处理350

三、强放废液的固化357

四、固体废物的处理360

五、废物的处置361

附录365

Ⅰ．主要核素的放化特性365

Ⅱ．铀－235热中子裂变产物的总β放射性及各裂变产物在其中的贡献变化曲线375

Ⅲ．铀－235热中子裂变产物的总γ放射性及各裂变产物在其中的贡献变化曲线376

Ⅳ．常用萃取剂、络合剂的代号、结构式（或分子式）377

Ⅴ．盐酸、硝酸、硫酸、氨水比重－浓度换算表379

Ⅵ．铀－235的热中子诱发裂变的链产额（％）381

Ⅶ．易燃、易爆、有毒和腐蚀性物质381