可裂變元素

可裂變元素指的是個重原子核分裂成為兩個質量相近的原子核。一個重原子核分裂成為兩個(或更多個)質量相近的原子核的現象稱為核裂變。

基本介紹

• 中文名：可裂變元素
• 外文名：Fissile element
• 含義：成為兩個質量相近的原子核
• 例子：銫
• 學科：核化學

概念

核裂變時生成的碎片（釋放瞬發中子後）的混合物，統稱為裂變產物。已知的裂變產物含有37種元素（原子序數從30到66）的600多種放射性核素（質量數從72到166）。裂變產物的組成與反應堆的堆型、燃耗深度及照射、冷卻時間有關。裂變產物在工業、農業和醫學中的用途廣泛，如氫-85用作俘放射源和自發光燈的能源；銫-137是放射源；銀-90是p放射源；銣-99在核醫學上用於臨床診斷。

套用

可裂變元素在電滲析遷移過程的規律探討

對於利用電滲析處理裂變放射性廢水，國內外曾進行了不少的研究，有的已經在工廠中套用。研究表明，可裂變元素在電滲析過程中的遷移行為，對廢水處理的效果有著直接的影響。Walter等人最先利用電滲析濃縮放射性裂變廢水，初步指出了除鹽和除總放（放射性）之間的關係。Nishidoi等人和Sammon等人研究了濃縮比例達到100的電滲析流程。Bnb和Yoshihcle等人利用了電滲析研究了海水中某些裂變產物的狀態。

濃縮鈾靶輻照後溶液中裂變元素影響

近年來國內外針對低濃鈾燃料的推廣使用開展了大量的相關研究工作，取得了顯著進展。這些研究主要集中於先進低濃鈾燃料核燃料開發、HEU向低濃鈾燃料反應堆轉化的性能分析及輻照後裂變產物的化學回收過程等方面。此外，採用低濃鈾作為輻照靶分離生產放射性同位素也成為國際上不可逆轉的發展趨勢。低濃鈾靶的推廣，不僅可降低核擴散與恐怖事件發生的風險，而且對全球⁹⁹Mo、^99mTc、¹³¹I等醫用同位素的持續穩定供應也具有重要現實意義。

與高濃鈾靶相比，經相同輻照條件照射後低濃鈾靶中的裂變產物與分布會有所不同；即使相同的低濃鈾靶在不同的輻照條件下質量分布也會有所差別。低濃鈾靶輻照溶解後產物更複雜，對低濃鈾靶輻照後產生的裂變體系中相關核素的化學行為的認識還較少。

利用北京大學核環境化學課題組開發的化學種態分析軟體CHEMSPEC計算了低濃縮鈾靶輻照後溶液中U的化學種態分布及主要裂變元素對U種態的影響，綜合分析了溶液DH值對鈾醯各種態的影響，到了與已報導的實驗和理論研究一致的定性結果。主要有以下幾點：

（1）在水溶液中，隨著鈾醯濃度的增大，溶液中將會生成柱鈾礦沉澱和多核配合物；鈾醯濃度越大，多核配合物出現的範圍越向低pH值移動，且多核配合物一般存在於鈾醯濃度較高的溶液中；

（2）在較強酸度條件下，隨著體系N0^3-濃度的增大，溶液中主要存在兩種鈾的化學種態：UO₂²⁺和
[UO₂NO₃]⁺，其中UO₂²⁺所占比例不斷減少，[UO₂NO₃]⁺不斷增加。但在較高pH值條件下。鈾醯離子因水解
反應而很難再與硝酸根生成配合物。

（3）CO₂對不同濃度鈾的種態分布影響結果表明，當鈾醯濃度較低時．鈾的化學種態多以碳酸鈾醯的形式存在；當鈾醯濃度較高時，鈾的化學種態多以氫氧鈾醯或柱鈾礦的形式存在。隨著鈾醯濃度的增大，CO₂對鈾的化學種態分布的影響越來越弱。

（4）鈾靶主要裂變產物Tc、I、Mo在濃度小於0.01mol·L^-1且分別以TcO₄^-、I^-、MoO₄^2-等形態存在時，其濃度變化均不會影響鈾的化學種態分布。