MOX燃料是混合燃料的簡稱。目前使用最廣泛的燃料是由UO2和PUO2組成的氧化鈾鈈燃料。?可以提高資源利用率,解決核燃料資源不足的問題。
目前使用MOX燃料作為輕水堆燃料組件是必要的,也是可行的。大量研究和實驗證明,通過更換1/3 MOX組件,反應堆運行是安全的,技術上是可行的。與原燃料U02相比。降低組件制造成本30%左右,可見此舉在經濟上是有競爭力的。因此,當許多國家的核電容量達到10000MW時,LWR使用MOX燃料的問題就提上了日程。?MOX燃料是壹種核燃料,其中含有許多增殖和衰變的氧化物,特別是PuO2 _ 2(氧化鈈)和UO _ 2(氧化鈾)的混合燃料(UO _ 2來源廣泛,包括天然、後處理和核廢料)。鈈是壹種人造放射性同位素,在自然界中並不存在。當鈾燃料在反應堆中燃燒時,會產生鈈。在核燃料循環中,如何有效合理地利用鈈壹直是和平利用原子能的重要任務。鈈最初是由鈾的鏈式反應產生的,用於軍事目的,即制造核武器。然而,隨著高濃縮鈾生產技術的發展和鈈數量的增加,鈈不僅可用於制備核武器,還可用於制造和平用途的核燃料,其中最有效的用途是鈈-鈾混合氧化物燃料,即MOX燃料。MOX可以利用乏燃料中的鈈。壹般來說,乏燃料中鈈的含量為1%,其中三分之二是放射性的,50%是鈈239,1是鈈241。世界上每年約有70噸可用於生產MOX燃料的鈈作為核廢料被傾倒。統計顯示,鈈的單個循環可使鈾原料的利用率提高12%,如果核廢料中的鈾也被回收,利用率將提高22%。?鈈239是快堆常用的核燃料,鈈239裂變時釋放的快中子會被反應區周圍的鈾238吸收,重新變成鈈239。也就是說,鈈239在反應堆中消耗的同時,鈾238轉化為新的鈈239,新的鈈239比消耗的多,從而增加反應堆中的核燃料,實現增殖。目前各國都在發展以MOX為燃料,以液態鈉為冷卻劑的快中子增殖堆,其倍增時間超過30年。換句話說,只要加入鈾238,快堆核電站每30年就可以翻倍。理論上快堆可以利用全部鈾238、鈾235和鈈239,將鈾的利用率提高到60%-70%,比熱堆中的壓水堆高140倍,比比重水堆高70倍。?發展MOX燃料是實施核燃料封閉循環戰略的必然要求。現在除了美國等少數國家采用壹次性審批外,其他國家都計劃進行後處理。中國還計劃對乏燃料進行再加工,以便能夠回收可裂變的鈈和鈾。壹般來說,大約1%的鈈留在反應堆排出的乏燃料中,其中三分之二是鈈239。全世界每年生產近65,438+000噸儲存在乏燃料中的鈈。鈈的回收使從初始鈾中獲得的能量增加了約17%,如果鈾也被回收,這壹數字將達到約30%。?發展MOX燃料有利於環境保護。核電站產生乏燃料,其中含有高長壽命放射性廢物。鈈、Np、Am和Cm等錒系元素和長壽命裂變產物構成了對地球環境的主要長期放射性危害。如果將乏燃料中的U和Pu以後處理的封閉方式提取回收,7個U02燃料組件將產生1個MOX組件和部分玻璃固化的高放廢物,將使乏燃料處置的體積、數量和成本減少65%左右,核廢料的體積和放射性也將大大降低。
鈾是壹種原子序數為92的元素,它的符號是U,是自然界中能找到的最重的元素。自然界有三種同位素,都具有放射性,半衰期非常長(幾億到幾十億年)。此外,還有12人工同位素(鈾-226~鈾-240)。馬丁·海因裏希·克拉普洛特於1789年生產了鈾。海因裏希?Klaproth)發現的。鈾化合物在早期被用於瓷器著色,在核裂變被發現後被用作核燃料。
鈈是壹種放射性元素,是原子能工業的重要原料,可用作核燃料和核武器的裂變劑。投在長崎和廣島的原子彈都是用鈈來制造核心部件的。也是放射性同位素熱力發動機的熱源,常用於驅動航天器。鈈是世界上毒性第二大的物質。