铀化合物转化.docx

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铀化合物转化

铀化合物转化工艺学

1、什么是可裂变核燃料和可转换核素，主要包括那些核素？

答：

可裂变材料：

吸收中子裂变后能使净中子数增加，有：

235U、239Pu、233U、234U

可转化材料：

吸收中子后能转换成可裂变材料，有238U、232Th、240Pu、234U

2、自然界铀有哪些同位素，丰度各是多少？

动力反应堆用什么核燃料？

答：

235U,0.711%（wt）;238U,99.283%（wt）;234U,0.0058%

天然铀或含235U为1.4%~3.74%的低浓铀

3、什么是核反应堆？

包括哪些类型？

压水堆的工作原理？

答：

1、核反应堆是一种能维持和控制裂变反应的装置，它能实现核能-热能的转换

2、按中子能量：

热堆和快堆

按用途：

研究用反应堆、生产反应堆、动力反应堆

按慢化剂剂：

1轻水堆包括压水堆和沸水堆2重水堆

按冷却剂：

1、气冷堆2、钠冷堆

3、压水堆电站主要由一回路和二回路两部分组成，一回路系统的冷却剂从反应堆将热带出，用以产生蒸汽；二回路系统与常规火力电厂的汽轮发电机系统相同。

4、核燃料的主要工序？

1、铀矿石的开采和加工

2、纯化和转化

3、铀同位素分离

4、UF6再转化

5、燃料元件的加工

6、堆内辐照

7、乏燃料后处理

8、铀的再转化和钚的加工

5、核燃料循环的方式包括那些？

答1、燃料用过不再循环

2、乏燃料经过后处理实现铀在循环

3、乏燃料经后处理实现铀和钚再循环

6、铀转化过程的工艺特点？

答1、固体的反应性具有特殊意义

2、固体的形貌及结构与原料有关

3、固体结构处于瞬变状态

4、要求有较高的转化率

5、多数转化反应是在较高温度下进行的

6、转化反应实在含有HF、F2等强腐蚀性的气体中进行的

7、非均相气固反应的特点和历程？

答：

特点：

催化型气固反应,固体仅当催化剂，起加速气相反应速率的催化作用，固体本身并不随反应过程的进行改变其组成和结构

非催化型气固反应，固体作为反应剂之一参与反应，随着反应的进行，固体逐步转化成新的生成物。

历程：

1、气态反应物自气体主流向固体表面的扩散

2、在固态表面上，气态反应物分子的化学吸附

3、被吸附于固体表面上反应物分子与固体反应剂发生化学反应，转化为产物

4、气态产物从固体表面上的解吸

5、解吸下来的气态产物再扩散到主流气体中去

8、UO2的晶体结构及它为什么是非化学计量化合物？

答：

UO2具有萤石型结构面心立方结构

UO2组成上的非化学计量为其特征，这是由于晶格中的缺陷而引起的，当一外来氧原子进入U02点阵时，由于正常氧原子偏离自己的位置，产生两种不同类型的间隙氧原子，于是在含氧的亚晶胞中留下一些正常氧原子的空位

9、UO2三种不同的历程？

答：

1、氧的化学吸附阶段

2、有限的表面氧化，也称亚表面氧化阶段

3、整体氧化阶段，包括以下三种类型

（1）一步氧化成U3O8

（2）氧化由两步组成，先氧化成U3O7，再氧化成U3O8

（3）三步氧化过程。

先氧化成U4O9，然后依次氧化为U3O7和U3O8

10、写出UNH、ADU、AUC的分子式和热分解方程式，并画出UNH脱销生产UO3的流程

答：

UNH:

UO2（NO3）2.6H2O

ADU:

（NH4）2U2O7

AUC:

（NH4）4[UO2（CO3）3]

UO2（NO3）2.6H2O→

（NH4）2U2O7→

（NH4）4[UO2（CO3）3]→

蒸发浓缩

蒸发浓缩

蒸发浓缩

蒸发浓缩

11、什么是干法和湿法制备UF4并说出干法的优缺点？

12、UF6两种生产方式的区别及优缺点？

13、UF4+F2→UF6的反应机理？

14、请简述气体扩散法和气体离心法？

①气体扩散法：

基于气态235UF6与238UF6分子经过孔径很小的多孔分离膜的速率差，使两者在膜侧分别得到富集的方法

15、优质核燃料满足哪些条件？

16、UF6的干法转化流程包括哪些？

17、湿法生产UF6的工艺过程并写出沉淀、脱水流程？

18、UO2还原反应器的优缺点？

1、回转炉：

气固逆流接触好，能简便实现分段控制温度，和调节产品物理化学性能，而且运行可靠，具有较高的传热表面

缺点：

传热性能欠佳，结构复杂

2、移动床：

反应器能实现近似理想的气固逆流接触

缺点：

热传导不良，接近于固定床

3、流化床：

有优良的传热性能和易于实现床层温度的均均一控制

缺点：

产生固体全混

19、UO2氢氟化三种反应器的特点？