釷基熔鹽堆核能系統中熔鹽的蒸餾純化與分離

耿俊霞，竇 強，王子豪，楊 洋，黃 衛，付海英，李文新，吳國忠，李晴暖

釷基熔鹽堆核能系統中熔鹽的蒸餾純化與分離

耿俊霞，竇 強，王子豪，楊 洋，黃 衛，付海英*，李文新，吳國忠，李晴暖

氟鹽具有化學與輻射穩定性高、熱容量大、傳熱性能好、運行溫度高和蒸汽壓低等優點，被用作熔鹽堆的燃料載體和冷卻劑。隨著熔鹽堆技術的發展，開發熔鹽的凈化、回收工藝非常必要。熔鹽減壓蒸餾技術基于物質揮發性差異進行組分分離，由于過程操作簡單、不引入新的物質等特點，在燃料處理過程中有廣泛應用。利用減壓蒸餾技術對釷基熔鹽堆核能系統的載體鹽回收、電解產物純化、模擬燃料球去除浸滲熔鹽等方面進行了研究。研究結果表明，含CsF、SrF2、LaF3和ThF4的FLiNaK鹽經減壓蒸餾處理，可從FLiNaK中除去SrF2和LaF3，去污因子分別為4.4×103和1.9×103，Th的去污因子為94；通過蒸餾可去除電解產物表面夾帶的氟鹽，純化電解產物；燃料球中浸滲熔鹽在1 085 ℃下處理37 h可去除石墨球中94%的浸滲熔鹽。

減壓蒸餾；載體鹽；凈化；電解產物；燃料球

作為國際上公認的六種第四代核反應堆中唯一的液體燃料堆，熔鹽堆引起了愈來愈多的關注，其最主要的特征是使用熔融氟鹽作為核燃料載體和反應堆冷卻劑。相對于氦氣、水、金屬鈉等反應堆冷卻劑，熔鹽冷卻劑因具有化學與輻射穩定性高、熱容量大、傳熱性能好、運行溫度高和蒸汽壓低等優點，賦予了熔鹽堆更高的安全性能和更廣闊的發展優勢。與熔鹽堆類似，美國橡……