功能離子液體在鑭錒系離子萃取分離中的研究進展

蔡益民，郭旭文，袁立華，馮 文

四川大學 原子核科學技術研究所，四川大學 化學學院，輻射物理與技術教育部重點實驗室，四川 成都 610064

核電在世界電力生產來源中占比已超過10%，將在未來電力和能源供應中發揮越來越重要的作用[1]。相比于傳統能源方式，核能的優勢主要體現為清潔、經濟、儲能高和安全高效等[2]。乏燃料后處理是核燃料循環后段中的關鍵環節，也是推動核能可持續發展的重要因素[3-4]。目前乏燃料的處理處置主要有兩種方式：一次通過式燃料循環和閉式燃料循環。前者將反應堆卸出的乏燃料通過深層地質儲藏，而乏燃料的放射性將持續數十萬年以上，存在巨大安全隱患的同時還不為公眾所接受。閉式燃料循環將乏燃料進行一系列化學分離，回收絕大部分未衰變的鈾，并將長半衰期元素分離，極大程度地降低核廢液的放射性毒性后再進行處置。例如，在以PUREX(plutonium and uranium extraction)流程為主的乏燃料后處理過程中，首先通過溶劑萃取法將99%以上的U和Pu回收用于循環使用，再依次進行鑭錒共萃和次錒系選擇性分離，最后通過高能中子射線轟擊使次錒系金屬嬗變為短半衰期或穩態元素。因此，閉式燃料循環對環境威脅更小，目前世界上大多數核電國家均傾向于采用這種方式[5-6]。

溶劑萃取法是目前乏燃料后處理中較為可靠和唯一商業運行的方法(如PUREX流程)。傳統溶劑萃取過程往往會使用有毒、易燃、易揮發的有機分子溶劑作為稀釋劑，這對環境造成二次污染的同時也存在巨大的安全隱患。……