鋁合金化技術在乏燃料干法后處理中的應用研究進展

劉雅蘭，葉國安，柴之芳，石偉群,*

鋁合金化技術在乏燃料干法后處理中的應用研究進展

劉雅蘭1,2，葉國安2，柴之芳1，石偉群1,*

干法后處理在未來先進核燃料循環中將發揮關鍵作用。由美國開發的熔鹽電精煉流程是目前最具應用前景的干法后處理流程之一，但是錒系元素(An)與鑭系元素(Ln)的高效分離仍然是該流程目前亟待解決的關鍵科學與技術問題之一。研究表明，An與Ln形成鋁合金時沉積電位差較大，采用固態鋁電極電解有望實現An與Ln的有效分離，從而更好地服務于分離-嬗變策略。本文針對鋁合金化技術在乏燃料干法后處理中的應用研究進展進行綜合闡述，重點介紹鋁合金化在熔鹽電精煉中的應用研究，主要包括Ln和An的鋁合金化行為、An和Ln的鋁合金化分離等幾個方面。

乏燃料后處理；鋁合金化；熔鹽電精煉

干法后處理，一般是在非水介質中，將錒系元素與其他裂片元素進行分離的過程，熔鹽體系是最常用的一種溶劑。熔鹽具有理論分解電壓高、離子導電性好、蒸氣壓低以及熱穩定性好等特點，使得干法后處理在未來先進核燃料循環中具有顯著優勢[1]。目前，美國開發的熔鹽電精煉流程是最有希望實現工業化的流程之一。20世紀80年代美國提出了一體化快堆(integral fast reactor, IFR)研究計劃[2-3]，而干法后處理技術是IFR必不可少的部分，因此阿貢國家實驗室(ANL)開始了基于高溫冶金和電化學技術相結合的干法后處理研究。首先，ANL開發了經典的用于處理金屬乏燃料的熔鹽電精煉流程，該流程是熔鹽電解干法后處理技術的關鍵步驟。……