川核建中
清华大学学生社会实践支队
长江、金沙江、岷江交汇处,
矗立着一座历史悠久的城市——宜宾。
这里山川相依、江水悠悠;
茶文化与酒文化源远流长,
红色文化与古蜀文化交织辉映,
还有一批老牌原子能事业单位
为中国的原子能事业辛勤付出。
行前调研
核燃料体系
核燃料循环是指核燃料获得、使用、处理、回收利用的全过程,主要环节为:
采矿→冶炼→转化→铀浓缩→燃料元件制造→核电站→乏燃料贮存→废物处理。
本支队前往调研的单位——中核建中核燃料元件有限公司的主要职能则是处于核燃料体系偏后端的“燃料元件制造”。
闭式核燃料循环
在核反应堆中装填的核燃料实际上不可能一次完全耗尽,而其在辐照过程中也会产生新的核燃料;将反应堆中已烧“乏”的燃料通过化学后处理过程将残留的和新生成的燃料提取出来,经加工后再制成元件,重新返回堆中使用堆中使用,也称为闭路核燃料循环。包括中国在内的世界上的部分持核国家,例如法国、英国、俄罗斯、印度、日本、韩国等,采用的是闭式核燃料循环。
核燃料元件
核燃料元件是反应堆内以核燃料作为主要成分的结构上独立的最小构件,泛指核反应堆内具有独立结构的燃料使用单元。压水堆核燃料元件主要由燃料棒(燃料芯块、弹簧、端塞、锆合金包壳管)、定位格架、导向管、上下管座等部件组成。燃料芯块是核燃料元件的核心部分也是发生核裂变反应的部分,主要成分为不同种类的易裂变材料,例如U235等等;而包壳则用于封装燃料芯体,有保护和支持等作用。
核燃料元件制造工艺
核燃料元件制造工艺流程可分为燃料棒制造和框架制造两大部分。框架制造为非核工艺,定位格架、上下管座、导向管等组件由机械加工可以制得到。由铀浓缩厂生产的UF6经过核燃料元件制造厂的化工车间的生产,还原转化为UO2固态陶瓷粉末,在经过一系列的压制、烧结、磨削等工艺后制备成U02陶瓷芯块,装料进入锆合金包壳管内,焊接弹簧和上下端塞后制得燃料棒,再和框架部分经由组装工艺制得核燃料元件。
文案 | 陶霄宇
图片 | 陶霄宇
排版 | 陶霄宇
审核 | 杜俊豪 史政一