核用石墨燃料球高效解体行为研究

目前核废物问题成为制约核能可持续发展的关键因素。高温气冷堆作为核能第四代反应堆型之一，日益受到各国的高度重视。高温气冷堆采用球形燃料，其乏燃料中95％以上是石墨基体，直接处置体积很大，对其进行后处理不但可以回收可利用的铀钚资源，同时可以大大缩减最终需要地质处置的核废物量。本课题旨在不破碎、不溶解包覆颗粒的条件下让燃料球逐步解体，使基体石墨与包覆颗粒有效分开。本课题采用电化学插层氧化法剥离高温气冷堆乏燃料元件球，在比较温和的条件下使高放的氧化铀包覆颗粒与低放的石墨分离，防止意外破碎的包覆颗粒的溶解，以避免放射物质的扩散。本课题研究不同的弱腐蚀性插层剂、电解质浓度、电流强度及其他工艺条件对模拟元件球的剥离速率及包覆颗粒完整性的影响，获得高效石墨球解体参数；通过测试核用基体石墨的交流阻抗谱以及循环伏安曲线，研究电化学插层法剥离燃料球石墨的电化学机理；为高温堆乏燃料元件球的后处理提供新思路和基础数