核燃料后处理材料技术实战指南

📚 共计 30 章节
第1章
核燃料循环概述
核燃料循环完整流程(前端、反应堆、后端),后处理战略地位与核心价值。
前端后端战略
第2章
乏燃料特性与组成
放射性、衰变热、同位素组成(铀、钚、次锕系、裂变产物)及对材料的挑战。
放射性同位素衰变热
第3章
后处理主工艺(PUREX)材料需求
PUREX流程各工段(溶解、萃取、分离、纯化)对结构/功能材料具体要求。
PUREX萃取结构材料
第4章
溶解工段材料
剪切机、溶解器材料选择,硝酸环境耐腐蚀合金(Zircadyne、不锈钢)。
剪切机溶解器Zircadyne
第5章
萃取工段材料(一)
混合澄清槽、离心萃取器材料,有机相/水相两相流腐蚀与兼容性。
混合澄清槽离心萃取两相流
第6章
萃取工段材料(二)
TBP、正十二烷辐照稳定性与降解产物,对材料腐蚀行为的影响。
TBP正十二烷辐照降解
第7章
分离与纯化工段材料
钚/铀纯化循环离子交换与吸附材料,还原反萃剂(U(IV)、羟胺)腐蚀。
离子交换还原反萃羟胺
第8章
尾端处理工段材料
铀钚产品转化(脱硝、还原)设备,高放废液玻璃固化熔炉与电极材料。
脱硝玻璃固化熔炉
第9章
高放废液(HLLW)储罐材料
强酸、高放、高盐特性,不锈钢/镍基合金选材与腐蚀控制策略。
HLLW储罐镍基合金
第10章
结构材料(一):奥氏体不锈钢
304L、316L在硝酸中腐蚀行为,晶间腐蚀、应力腐蚀开裂机理与防护。
304L316L晶间腐蚀
第11章
结构材料(二):镍基合金
Hastelloy、Inconel在高温高放强酸下的性能优势与工程案例。
HastelloyInconel高温
第12章
结构材料(三):钛/锆合金
钛及钛合金、锆及锆合金耐蚀性,焊接与加工注意事项。
钛合金锆合金焊接
第13章
功能材料(一):萃取剂与稀释剂
TBP、CMPO、酰胺类萃取剂辐照/化学稳定性及材料兼容性。
CMPO酰胺辐照稳定
第14章
功能材料(二):离子交换与吸附
无机离子交换剂(沸石、钛酸盐)、有机树脂在高放废液中的应用与辐照降解。
沸石钛酸盐有机树脂
第15章
功能材料(三):还原剂与沉淀剂
U(IV)、羟胺、草酸对设备材料的腐蚀影响及选材对策。
U(IV)草酸腐蚀
第16章
材料辐照效应(一)
中子、γ射线对金属/合金辐照损伤机制:位移损伤、气体产生、硬化脆化。
位移损伤辐照硬化脆化
第17章
材料辐照效应(二)
辐照对有机萃取剂、离子交换树脂的降解机理及对工艺系统影响。
有机降解萃取剂树脂
第18章
材料腐蚀与防护(一)
硝酸体系钝化与活化行为,影响钝化膜稳定性的关键因素。
钝化活化硝酸
第19章
材料腐蚀与防护(二)
应力腐蚀开裂(SCC)机理、影响因素(氯离子、氧、应力)及防护措施。
SCC氯离子防护
第20章
材料腐蚀与防护(三)
缝隙腐蚀、点蚀、晶间腐蚀机理与防护,缓蚀剂(HNO₃、Ti(IV))应用。
点蚀缝隙腐蚀缓蚀剂
第21章
材料腐蚀监测与检测技术
在线监测(电阻探针、电化学噪声)、离线检测(金相、SEM、EDS)应用。
电化学噪声SEMEDS
第22章
材料选择与评价方法
选材通用流程(工况分析→实验室评价→台架验证),加速腐蚀试验方法。
选材流程加速试验评价
第23章
焊接与连接技术
溶解器、萃取器、储罐焊接工艺(TIG/MIG/激光焊),焊缝耐蚀性与质量控制。
TIG激光焊焊缝
第24章
材料老化与寿命管理
关键设备(溶解器、蒸发器、储罐)老化机理、寿命预测及延寿策略。
老化寿命预测延寿
第25章
先进后处理工艺对材料新需求
GANEX、SANEX、非水法对新型结构/功能材料的挑战。
GANEXSANEX非水法
第26章
非水法后处理材料技术
干法后处理(熔盐电解、氟化物挥发)熔盐/高温腐蚀,候选材料(钼合金、陶瓷、石墨)。
熔盐电解钼合金石墨
第27章
放射性废物处理与处置材料
玻璃固化体(硼硅酸盐/磷酸盐)配方性能,废物罐材料(碳钢、铜)。
玻璃固化硼硅酸盐废物罐
第28章
核材料衡算与安保材料
核材料测量(NDA/DA)探测器材料,核安保屏蔽材料(铅、硼聚乙烯)。
NDA探测器硼聚乙烯
第29章
后处理厂材料工程案例
法国UP3、英国THORP、日本Rokkasho材料选择与运行经验反馈。
UP3THORPRokkasho
第30章
后处理材料技术前沿与展望
MAX相、高熵合金、自修复涂层、腐蚀传感器、CALPHAD/机器学习应用。
MAX相高熵合金机器学习