真空在核电燃料生产中的应用

轻水反应堆通常使用低浓度（铀235浓度为2％至3％）的二氧化铀陶瓷燃料，重水反应堆使用浓缩的二氧化铀陶瓷燃料。竖井235仅占天然铀的0.71％，因此核电燃料生产的步骤是从铀中分离并富集铀235。在世界上已经工业化应用的w *的大规模生产是气体扩散方法。该方法是首先将铀制成六氟化铀，其中包含铀235和铀238的两个同位素。在扩散状态下，富含铀235的六氟化铀富集。该生产过程系统的每个分离阶段都必须在真空下进行。原因是：①在低真空环境下，六氟化铀可在50℃升华成气体，便于扩散和分离；②在真空状态下，气体分子的平均自由程更长，从而提高了分离系数； ③可以防止珍贵而有毒的六氟化铀泄漏出去。因此，整个过程系统必须保持严格的真空密封，这也可以防止空气进入系统，因为空气中的水分会分解六氟化铀，阻塞分离孔膜并腐蚀设备。在扩散系统的安装和运行过程中，必须使用z *先进的真空技术和分析监控。由于六氟化铀具有腐蚀性，因此对真空测量仪器有特殊要求。设备的耐腐蚀性是扩散过程中的主要问题之一。因此，在使用所有设备之前，必须对其进行真空干燥，并应将氟气排放到系统中以清除积聚的污垢。近年来，真空干燥设备在国外已采用无油抽气方法。浓缩铀生产工艺系统的z *主要特征是必须不含油。如果真空系统中有油，则油分子与介质的反应产物会阻塞分离孔膜，造成严重后果。在制造设备时，应进行严格的真空测试（真空，泄漏检测）。 z *之后，应与氮气一起储存。整个过程必须是无油过程，以确保密封零件中的油含量不超过10倍，10-6。生产浓缩铀z *之后的产品是浓缩六氟化铀，六氟化铀在出厂前要经过去除氟化氢的过程。近年来，已经使用真空蒸馏除去氟化氢。实验研究了其他一些浓缩铀生产方法，例如气体离心法，分离喷嘴法和激光分离法。据报道，由于真空工艺，离心法取得了很大的突破。