基本介紹
- 中文名：普雷克斯流程
- 外文名：Purex Process
- 類型：核燃料水法後處理流程之一
- 最先使用時間：20世紀50年代中期
簡介,化學原理,流程概述,分離淨化效果,
簡介
普雷克斯流程（英文名：Purex Process），是核燃料水法後處理流程之一，是用磷酸三丁酯萃取法從輻照核燃料中回收鈾、鈽的一種化工過程。 Purex一詞為plutonium uranium recovery by extraction(另一說為plutonium uranium reduction extraction)的縮寫。20世紀50年代中期，該流程首先被用來處理生產堆輻照核燃料，從中提取核武器用的鈽並回收鈾。後被用來處理電站用輕水堆的輻照核燃料，從中回收、純化鈾和鈽。普雷克斯流程是現今最有效、最成功的核燃料後處理流程。研究試驗還證明，它還是發展中的新型電站用堆──快中子增殖堆──的輻照核燃料適用的後處理流程。
化學原理
磷酸三丁酯 (TBP)對鈾、鈽和裂變產物的萃取能力的差別是普雷克斯流程的化學分離基礎。由於TBP對鈾（在過程中以UO卂 形式存在）和鈽(Pu4+)具有比對裂變產物（重要的有十餘種）更大的萃取能力(圖1),通過多級萃取可使鈾、鈽和裂變產物相分離。又由於TBP對三價鈽(Pu3+)萃取能力很小，利用這一性質可以分離鈾、鈽。在普雷克斯流程中，含有還原劑(如氨基磺酸亞鐵)的水溶液與萃取有鈾、鈽的TBP接觸，鈽還原成三價轉入水溶液，與留在TBP中的鈾分離。
TBP具有良好的化學穩定性，閃點高，揮發性小,與水僅稍微混溶，在很強的輻照場下發生部分分解，分解產物磷酸二丁酯和磷酸一丁酯可用鹼溶液洗除，因此它容易再生使用，適用於核燃料後處理。但 TBP的密度與水相近，粘度較大，需要加入稀釋劑以降低密度和粘度。含有12～14個碳的飽和烴可以用作稀釋劑，最佳的稀釋劑是正十二烷，實用的是含烯烴和芳烴少的高級煤油。
流程概述
在普雷克斯流程處理之前輻照核燃料預先溶解於硝酸，然後將溶解液調節到所需的酸濃度、鈾濃度並使鈽處於四價狀態。分離過程在多級逆流萃取設備（如混合澄清槽、萃取柱）中進行。首先是含鈾、鈽、裂變產物的料液在第一個萃取設備中與TBP接觸，鈾和鈽被TBP萃取，而大部分裂變產物則留於水溶液中,從而實現鈾、鈽與裂變產物的初級分離；在下一個萃取設備中用稀硝酸反萃取鈾、鈽。這樣經過一次萃取和反萃取的操作過程，稱為一個萃取循環。經過第一萃取循環得到的鈾、鈽溶液經過適當的處理（如蒸濃,調節硝酸和鈾的濃度,並使鈽重新處於四價狀態）後進行第二次鈾、鈽萃取，以進一步與殘留的裂變產物分離,再用還原劑溶液反萃取鈽以實現鈾、鈽分離,然後用稀硝酸反萃取鈾。這時所得到的鈾、鈽產品純度往往還達不到要求，因此需要進行第三個萃取循環以提高純度。
以上所述僅是普雷克斯流程的一種類型，還有其他類型。例如在第一萃取循環中就進行鈾、鈽分離；用其他方法代替第三萃取循環（如用矽膠吸附法純化鈾，用陰離子交換法純化鈽）；或經兩個萃取循環後鈾、鈽產品純度已滿足要求，就不需第三個萃取循環了。
分離淨化效果
普雷克斯流程可以達到很好的分離淨化效果。
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