釷元素名稱

基本信息

英文名:thorium

CAS號:7440-29-1

元素原子量:232.03806⑵

元素類型:金屬、稀土金屬

原子序數(shù):90

原子體積:(立方厘米/摩爾)

⒚9

元素在海水中的含量:(ppm)

⒐2

元素在太陽中的含量:(ppm)

0.0003

氧化態(tài):

Main Th+4 Other Th+2,Th+3

元素符號:Th

元素中文名稱:釷

元素英文名稱:Thorium

相對原子質(zhì)量:232.03806⑵

核內(nèi)質(zhì)子數(shù):90

核外電子數(shù):90

核電荷數(shù):90

電離能 (kJ /mol)

M - M? ?587

M??- M2??1110

M2??- M3? ?1978

M3??- M4? ?2780

質(zhì)子質(zhì)量:1.5057E-25

質(zhì)子相對質(zhì)量:90.63

所屬周期:7

所屬族數(shù):ⅢB

摩爾質(zhì)量:180

氫化物:

氧化物:ThO?

最高價氧化物:ThO?

密度:11.72g/cm3

熔點:1750.0

沸點:4790.0

外圍電子層排布:6d2?7s2

核外電子排布:2,8,18,32,18,10,2

晶體結構:晶胞為面心立方晶胞,每個晶胞含有4個金屬原子。

晶胞參數(shù):

a = 508.42 pm

b = 508.42 pm

c = 508.42 pm

α = 90°

β = 90°

γ = 90°

顏色和狀態(tài):灰色金屬

原子半徑:

常見化合價+4

發(fā)現(xiàn)人:貝采里烏斯

發(fā)現(xiàn)時間和地點:1828 瑞典

主要來源

以化合物的形式存在于礦物內(nèi)(例如獨居石和釷石),通常與稀土金屬連系在一起,主要作為質(zhì)量數(shù)為232的同位素,半衰期為1.39×101? 年,放射出α粒子而形成新釷1

元素用途:經(jīng)過中子轟擊,可得鈾233,因此它是潛在的核燃料。

工業(yè)制法:

實驗室制法:

其他化合物:

擴展介紹:一種放射性金屬元素,灰色,質(zhì)地柔

發(fā)現(xiàn)人:貝齊利烏斯(J.J.Berzelius) 發(fā)現(xiàn)年代:1828年

發(fā)現(xiàn)過程:

1828年由貝齊利烏斯(J.J.Berzelius)發(fā)現(xiàn)的。

元素描述

釷:密度11.72克/厘米3。熔點約1750℃,沸點約4790℃。在1400℃以下原子排列成面心立方晶體;當加熱達到此溫度時,便改為體心立方晶體。銀白色金屬,長期暴露在大氣中漸變?yōu)榛疑?span id="nbykmk1" class="show-img-hd" style="width:220px;height:482px;"> 質(zhì)較軟,可鍛造。不溶于稀酸和氫氟酸,但溶于發(fā)煙的鹽酸、硫酸和王水中。硝酸能使釷純化。苛性堿對它無作用。高溫時可與鹵素、硫、氮作用。放射性元素,半衰期約為1.4×101?年。所有釷鹽都顯示出+4價。在化學性質(zhì)上與鋯、鉿相似。

釷是一種放射性的四價金屬元素,以化合物的形式存在于礦物內(nèi)(例如獨居石和釷石),通常與稀土金屬連系在一起,主要作為質(zhì)量數(shù)為232的同位素,半衰期為1.39×101? 年,放射出α粒子而形成新釷1 [thorium]——元素符號Th,釷外圍電子排布是6d2 7s2,核外電子排布為2,8,18,32,18,10,2。同位素及放射線有Th-226[30.6m]、 Th-227[18.72d]、 Th-228[1.91y] 、Th-229[7340y]、 Th-230[75400y] 、Th-231[1.06d]、 Th-232(放 α[14000000000y])、 Th-233[22.3m]、 Th-234[24.1d]。

釷造價信息

市場價 信息價 詢價
材料名稱 規(guī)格/型號 市場價
(除稅)
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釷基本信息

拼音:tǔ 繁體字:釷

部首:钅,部外筆畫:3,總筆畫:8 ; 繁體部首:金,部外筆畫:3,總筆畫:11

五筆86&98:QFG 倉頡:XCG 

筆順編號:31115121 四角號碼:84710 Unicode:CJK 統(tǒng)一漢字 U+948D

基本字義

● 釷

(釷)

tǔㄊㄨˇ

◎ 一種放射性金屬元素,灰色,質(zhì)地柔軟,經(jīng)過中子轟擊,可得鈾233,因此它是潛在的核燃料。

漢英互譯

◎ 釷

thorium

English

◎ thorium

詳細字義

◎ 釷

釷 tǔ

〈名〉

一種放射性的四價金屬元素,以化合物的形式存在于礦物內(nèi)(例如獨居石和釷石),通常與稀土金屬連系在一起

主要作為質(zhì)量數(shù)為232的同位素,半衰期為1.39×101? 年,放射出α粒子而形成新釷1 [thorium]——元素符號Th

CAS號 7440-29-1

EINECS號 231-139-7

Th--226半衰期 30.9分鐘

Th--227半衰期 18.718天

Th--228半衰期1.1913年

Th--229半衰期7.340千年

Th--230半衰期77千年

Th--231半衰期 25.520小時

Th--232半衰期 1.4050E+10年

Th--233半衰期 22.30分鐘

Th--234半衰期 24.10天

釷為銀白色金屬,長期暴露在大氣中漸變?yōu)榛疑?。質(zhì)較軟,可鍛造。熔點1750°C,沸點4790°C,密度11.72克/厘米3。在1400℃以下原子排列成面心立方晶體;當加熱達到此溫度時,便改為體心立方晶體。

釷的化學性質(zhì)活潑,不溶于稀酸和氫氟酸,但溶于發(fā)煙的鹽酸、硫酸和王水中。硝酸能使釷純化??列詨A對它無作用。高溫時可與鹵素、硫、氮作用。放射性元素,半衰期約為1.4×101?年。所有釷鹽都顯示出+4價。在化學性質(zhì)上與鋯、鉿相似。除惰性氣體外,釷能與所有非金屬元素作用,生成二元化合物;室溫下與空氣和水的反應緩慢,加熱后反應迅速。釷是高毒性元素,經(jīng)過中子轟擊,可得鈾233,因此它是潛在的核燃料。

釷元素名稱常見問題

  • 釷燃料的釷燃料循環(huán)

    處理的方式與鈾燃料相似,先以機械方式切斷燃料棒,再以濃硝酸溶解,惟金屬釷在硝酸中呈“怠惰性”,故須添加小量HF,使之易于溶解,但氟離子易與鈾及釷形成錯化合物,影響萃取效果,且又引起強烈的腐蝕問題,解決...

  • 釷燃料的釷─鈾核反應

    在三種易裂燃料233U、235U、239Pu中,只有235U是天然存在,且在一般的輕水式反應爐(light water reactor,LWR)須使用低濃縮鈾(2~5%),而233U、239Pu則分別...

  • 釷燃料 釷燃料是什么

    釷燃料是指能制造可以能取代鈾-235的核燃料鈾-233的釷-232。釷資源中產(chǎn)量最多的礦物為獨居石(monazite),一般釷含量為1~15%。首先將獨居石以或氫氧化鈉溶解,加以過濾、沉淀,再以硝酸溶...

1815年,貝齊里烏斯從事分析瑞典法龍(Fahlum)地方出產(chǎn)的一種礦石,發(fā)現(xiàn)一種新金屬氧化物和鋯的氧化物很相似。他用古代北歐雷神Thor命名這一新金屬為throine(釷),給出它的拉丁名稱 thorium和元素符號Th。由于貝齊里烏斯是當時化學界的權威,所以化學家們都承認了它??墒?,貝齊里烏斯在10年后發(fā)表文章說,那個稱為thorine的新金屬不是新的,含它的礦石只是釔的磷酸鹽。他自己撤銷了對釷的發(fā)現(xiàn)。

到1828年,貝齊里烏斯分析了另一種礦石,是由挪威南部勒峰島上所產(chǎn)的黑色花崗石中找到的,發(fā)現(xiàn)其中有一種當時未知的元素,仍用thorine命名它?,F(xiàn)在明確,這種礦石的主要成分是硅酸釷ThSiO?。因此釷是先被命名后被發(fā)現(xiàn)的。釷元素以化合物的形式存在于礦物內(nèi)(例如獨居石和釷石),通常與稀土金屬連系在一起,主要作為質(zhì)量數(shù)為232的同位素。

釷發(fā)現(xiàn)過程

1815年,貝齊里烏斯從事分析瑞典法龍(Fahlum)地方出產(chǎn)的一種礦石,發(fā)現(xiàn)一種新金屬氧化物和鋯的氧化物很相似。他用古代北歐雷神Thor命名這一新金屬為thro ine(釷),給出它的拉丁名稱 thorium和元素符號Th。由于貝齊里烏斯是當時化學界的權威,所以化學家們都承認了它。可是,貝齊里烏斯在10年后發(fā)表文章說,那個稱為thorine的新金屬不是新的,含它的礦石只是釔的磷酸鹽。他自己撤銷了對釷的發(fā)現(xiàn)。

1828年,貝齊里烏斯分析了另一種礦石,是由挪威南部勒峰(L?v?n)島上所產(chǎn)的黑色花崗石中找到的,發(fā)現(xiàn)其中有一種當時未知的元素,仍用thorine命名它。現(xiàn)在明確,這種礦石的主要成分是硅酸釷ThSiO4。因此釷是先被命名后被發(fā)現(xiàn)的。釷在元素周期表中屬于錒系,列入稀土元素族中。釷的氧化物和其他稀土元素的氧化物一樣,很難還原,雖然貝齊里烏斯曾利用金屬鉀和氟化釷鉀作用,獲得不純的金屬釷。K2ThF??+ 4K → 6KF + Th,只要后來用電解的方法才獲得較純的釷。

釷一般用來制造合金,提高金屬強度;和煤氣燈的白熱紗罩。釷所儲藏的能量,比鈾、煤、石油和其他燃料總和還要多許多,是一種極有前途的能源。還可用于制造高強度合金與紫外線光電管。釷還是制造高級透鏡的常用原料。用中子轟擊釷可以得到一種核燃料——鈾233。

天然釷測定方法測定限為1×10**-8g/g 灰。天然鈾測定限為乙酸乙酯萃取-熒光計法2×10**-8g/g灰;三烷基氧膦(TRPO)苯取-熒光計法1×10**-7g/g灰;N235萃取-分光光度法1.5×10**-8g/g灰;目視熒光法4×10**-7g/g灰;激光熒光法為2.5×10**-8g/g灰。

釷輔助資料

1815年,貝齊里烏斯從事分析瑞典法龍(Fahlum)地方出產(chǎn)的一種礦石,發(fā)現(xiàn)一種新金屬氧化物和鋯的氧化物很相似。他用古代北歐雷神Thor命名這一新金屬為throine(釷),給出它的拉丁名稱 thorium和元素符號Th。由于貝齊里烏斯是當時化學界的權威,所以 化學家們都承認了它??墒?,貝齊里烏斯在10年后發(fā)表文章說,那個稱為thorine的新金屬不是新的,含它的礦石只是釔的磷酸鹽。他自己撤銷了對釷的發(fā)現(xiàn)。

到1828年,貝齊里烏斯分析了另一種礦石,是由挪威南部勒峰(L?v?n)島上所產(chǎn)的黑色花崗石中找到的,發(fā)現(xiàn)其中有一種當時未知的元素,仍用thorine命名它?,F(xiàn)在明確,這種礦石的主要成分是硅酸釷ThSiO4。因此釷是先被命名后被發(fā)現(xiàn)的。

釷在元素周期表中屬于錒系,列入稀土元素族中。釷的氧化物和其他稀土元素的氧化物一樣,很難還原,雖然貝齊里烏斯曾利用金屬鉀和氟化釷鉀作用,獲得不純的金屬釷。

K2ThF6 + 4K → 6KF + Th

只要后來用電解的方法才獲得較純的釷。

元素符號:Th 英文名:Thorium 中文名:釷

相對原子質(zhì)量:0 常見化合價:+4 電負性:0

外圍電子排布:6d2 7s2 核外電子排布:2,8,18,32,18,10,2

228[1.91y] Th-229[7340y] Th-230[75400y] Th-231[1.06d] Th-232(放 α[14000000000y]) Th-233[22.3m] Th-234[24.1d]

電子親合和能:0 KJ·mol-1

第一電離能:0 KJ·mol-1 第二電離能:0 KJ·mol-1 第三電離能:0 KJ·mol-1

單質(zhì)密度:11.72 g/cm3 單質(zhì)熔點:1750.0 ℃ 單質(zhì)沸點:4790.0 ℃

原子半徑:0 埃 離子半徑:1.05(+4) 埃 共價半徑:0 埃

常見化合物:

發(fā)現(xiàn)人:貝采里烏斯 時間:1828 地點:瑞典

名稱由來:

得名于古代北歐神話中雷神托爾的名字“Thor”。

元素描述:沉重的灰色放射性金屬,柔軟而富有延展性。

元素來源:

見于獨居石和釷石等各種礦物中。

元素用途:

用于制造高強度合金與紫外線光電管。釷還是制造高級透鏡的常用原料。用中子轟擊釷可以得到一種核燃料--鈾233。

釷元素原子量為212到236的同位素均已被發(fā)現(xiàn)

釷新型核燃料

2007年11月19日,新華社據(jù)法國《世界報》報道,印度目前正指望以釷為新型核燃料 。報道稱,印度不久后將建造一座以釷為燃料的原型重水反應堆,從而為民用核能開辟一條新路。首座負有商業(yè)使命的這種反應堆將于2020年投入使用。印度是世界上考慮以釷替代傳統(tǒng)核燃料鈾和钚的少數(shù)幾個國家之一。以釷為核燃料有許多好處。釷產(chǎn)生的放射性廢料比鈾少50%,而可使用的儲量則高得多。譬如,印度釷蘊藏量約為29萬噸,占全球釷資源蘊藏量的四分之一,而鈾蘊藏量僅為7萬噸。此外,按目前的消費速度,全球已探明鈾資源將在50年至70年內(nèi)耗盡(除非采用增殖反應堆)。

報道指出,印度要滿足國內(nèi)不斷增長的能源需求,只有轉向釷。印度打算在2050年將核能在電力生產(chǎn)中所占比重提高到25%,而目前這一比例僅為3.7%。但印度缺少鈾資源。因此,釷將很可能成為印度能源獨立的新型燃料。印度導彈之父、前總統(tǒng)阿卜杜勒·卡拉姆上月證實:“印度的想法是要靠釷反應堆走向獨立自主。”據(jù)報道,印度珀珀爾原子研究中心一位負責人說:“到2020年,印度將是世界上唯一用釷大規(guī)模生產(chǎn)核能的國家?!泵绹蹘r星資源公司也相信釷大有發(fā)展前途。該公司最近在美國收購了一家釷礦,希望成為未來釷礦市場的巨頭。

硝酸釷

thorium nitrate: 釷的硝酸鹽?;瘜W式Th(NO3)4· 4H2O。無色晶體,工業(yè)品為白色;約含二氧化釷48~50%;極易溶于水和乙醇,微溶于丙酮和乙醚,溶液呈酸性反應。相對密度 2.80。有毒,半數(shù)致死量(大鼠,靜脈)84mg/kg。有強氧化性。與有機物摩擦或撞擊能引起燃燒或爆炸。有 放射性。無水物在500℃分解為二氧化釷。硝酸釷可由硫酸法或燒堿法分解獨居石制得。大量用于制作汽燈紗罩、測定氟,也用于制二氧化釷和金屬釷,還用于化學合成、電真空、耐火材料等方面。危險特性:

燃燒性:助燃

自燃溫度(℃):引燃溫度(℃):無意義

危險特性:放射性物品。受高熱分解,產(chǎn)生有毒的氮氧化物。燃燒(分解)

產(chǎn)物:氮氧化物。

穩(wěn)定性:穩(wěn)定

聚合危害:不能出現(xiàn)

禁忌物:易燃或可燃物。

滅火方法:水、二氧化碳。

接觸限值:中國MAC:未制訂標準前蘇聯(lián)MAC:未制訂標準美國TLV—TWA:

侵入途徑:吸入食入

健康危害:釷和釷離子有放射性作用。釷及其化合物職業(yè)中毒未見報道。狗短期吸入硝酸釷76mg/m3出現(xiàn)嘔吐和嗽,未見其他中毒癥狀。

急救:

皮膚接觸:脫去污染的衣著,用肥皂水和大量流動清水徹底沖洗。就醫(yī)。眼睛接觸:立即翻開上下眼瞼,用流動清水或

生理鹽水沖洗。就醫(yī)。

吸入:脫離現(xiàn)場至空氣新鮮處。立即送放射病??漆t(yī)院或門診就醫(yī)。

食入:用水漱口,立即送放射病專科醫(yī)院或門診就醫(yī)。

防護措施: 工程控制:密閉操作,局部排風。

呼吸系統(tǒng)防護:空氣中濃度較高時,應該佩戴防毒口罩。必要時建議佩戴自給式呼吸器。

眼睛防護:戴防輻射面具。

防護服:穿抗輻射防護服。

手防護:戴抗輻射手套。

其他:工作現(xiàn)場禁止吸煙、進食和飲水。工作后,淋浴更衣。

泄漏處置:隔離泄漏污染區(qū),周圍設警告標志,切斷火源。應急處理人員戴好防毒面具,穿廠商特別推薦的化學防護服(完全隔離)。不要直接接觸泄漏物,轉移未破損的包裝,按放射物品作特殊處理。如果大量泄漏,與有關技術部門聯(lián)系,確定清除方法。

thorium(Ⅳ) hydroxide;thorium tetrahydroxide ,分子式:Th(OH)4 ,CAS號:性質(zhì):白色固體粉末。不溶于水、堿和氫氟酸。溶于無機酸。溶于稀硫酸。新鮮制得的溶于碳酸鈉、碳酸銨、檸檬酸鈉及酒石酸鉀鈉溶液。加熱分解,灼燒生成氧化釷。有放射性。釷鹽與燒堿或濃氨水作用可得膠體氫氧化釷(Ⅳ)沉淀,再經(jīng)提純、干燥制得。由硝酸釷溶液與草酸反應生成草酸釷沉淀,再與氫氧化鈉反應制得。用于制取各種釷鹽的原料和試劑,主要是氟化釷(ThF4),用于核燃料工業(yè)。

世界各國已探明的獨居石儲量達幾百萬噸。隨著各國對釷礦的勘探力度的加大,釷的探明儲量也在一直增加。截至2000年,全世界獨居石產(chǎn)量約78萬噸。獨居石的主要生產(chǎn)國是:澳大利亞、印度、巴西、馬來西亞、南非、泰國、中國等,這些國家的獨居石產(chǎn)量占世界獨居石總產(chǎn)量的90%以上。曾進行過釷礦勘查和有過釷礦記載的國家有40多個。已經(jīng)過釷資源量經(jīng)濟評估的國家有20余個,釷資源較多的前7個國家是巴西、土耳其、加拿大、美國、印度、埃及和挪威,這7個國家的資源量占世界已探明總資源量的80%以上,其中巴西是最大的釷資源國,其資源量約占世界探明總資源量的1/3,其次是土耳其(約占20%),加拿大(約占10%)和美國(約占9%)。

2008年,國際原子能機構(IAEA)與核能源署(NEA)共同發(fā)表了一篇報告,指出了最新的釷資源分布情況。報告中寫道,美國的釷探明儲量已飆升至大約40萬噸、土耳其為34.4萬噸、印度為31.9萬噸。我國釷資源比較豐富,據(jù)不完全統(tǒng)計,20多個省和地區(qū)都已發(fā)現(xiàn)具有相當數(shù)量的釷資源。

2005年中國科學院院士徐光憲等15位兩院院士公開的資料顯示,內(nèi)蒙古白云鄂博礦區(qū)“釷”儲量約為22萬噸,占全國“釷”儲量28.6萬噸的77.3%。杜有錄表示,包鋼的生產(chǎn)中沒有用到“釷”礦,致使“釷”大量留在尾礦中。包鋼尾礦壩內(nèi)的“釷”礦儲量,截至2010年底,應當達到9萬噸左右。

釷元素名稱文獻

珠海高釷地區(qū)建筑物室內(nèi)釷射氣研究 珠海高釷地區(qū)建筑物室內(nèi)釷射氣研究

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評分: 4.5

采用固體徑跡探測器對珠海居民室內(nèi)的釷射氣濃度進行了測定。對每一個測定點在一年內(nèi)分4個季度分別進行了測定,共獲得96戶居室測定結果,結果表明,釷射氣濃度的變化范圍為3~243Bq/m3,幾何平均值為43Bq/m3,釷射氣導致年有效劑量達0.37mSv;其中磚瓦結構、土面平房的室內(nèi)釷射氣濃度最高,導致濃度升高的原因是土壤中釷含量高;房間的通風對流可以將地面釋放出來的釷射氣帶上來,從而導致室內(nèi)釷射氣濃度偏高。

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β-環(huán)糊精鍵合硅膠材料對釷的吸附 β-環(huán)糊精鍵合硅膠材料對釷的吸附

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評分: 4.8

利用氨基功能化硅膠為固相載體,以可雙向反應的環(huán)氧氯丙烷為鏈接劑,將β-環(huán)糊精吸附材料接枝到硅膠表面,制備了性能穩(wěn)定、耐酸堿性的β-環(huán)糊精鍵合硅膠固相吸附富集材料。通過金屬離子螯合劑二苯甲酰甲烷輔助作用對釷離子進行快速吸附,材料可重復利用。X-射線光電子能譜儀(XPS)對各實驗材料進行了元素分析,確認了材料合成成功的可靠性,掃描電鏡分析了材料的外部形貌,傅里葉紅外對材料吸附釷離子前后進行了表征,紫外分光光度計對吸附后樣品進行了濃度分析。酸性條件(pH=2~3)、室溫下所制備材料對釷的吸附3h可達平衡,最大吸附容量可達7.8mg/g,吸附率達78%。以25mg/L的Fe3+、Al 3+,20mg/L的Ca2+、Zn2+、Fe2+、Mg2+、Cu2+為干擾離子,對Th4+的吸附幾乎不產(chǎn)生影響。

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工業(yè)制取方法有金屬熱還原法和熔鹽電解法兩種。還原所得粗釷純度一般為99.5%,可用于制取合金等。

金屬熱還原法2100433B

在三種易裂燃料鈾233、鈾235、钚239中,只有鈾235是天然存在,且在一般的輕水式反應爐(light water reactor,LWR)須使用低濃縮鈾(2~5%),而鈾233、钚239則分別由釷232、鈾238吸收一中子后轉化而來,圖一表示了232Th轉化成233U的過程。

在轉化過程中,最主要的是:

此轉化的最大優(yōu)點在于釷礦中,釷全以釷232存在,很少有別的同位素,不需濃縮且提煉較鈾簡單;另一特性乃釷在作為反應器燃料時,以金屬態(tài)存在,易于加工,而二氧化釷比相當?shù)拟櫥衔锟赡透蟮妮椛鋭┝?,即可允許更大的中子通率,使功率密度更大。所形成的鈾233,其η值(每吸收一中子所放出的平均中子數(shù))較鈾235大(在任何中子能量),而當中子能量小于40KeV時,亦較钚239大(見附表),使得鈾233在熱中子反應器中,為唯一最有希望產(chǎn)生滋生反應的核燃料。不過钚239在快中子反應器中,則有些性質(zhì)較鈾233為優(yōu)。

釷燃料礦的提煉

釷資源中產(chǎn)量最多的礦物為獨居石(monazite),以制成核子純度級的釷 。

釷燃料進料

一般以Th(NO3)4.4H2O作為原料,另再加上一些濃縮鈾、钚239或鈾233,作為最先維持連鎖反應的可裂原料。

釷燃料燃料元件的制造

將進料轉變成所希求的化學化合物,如二氧化釷或碳化釷,再混合制成ThO2-UO2或ThC2-UC2的燃料丸或燃料棒,而后裝入合適的護套中,如Zircaloy-2或鋁合金,組合成燃料元件。

釷燃料反應器中的輻射照射

在必要的試驗及檢查后,將元件放入爐心照射,在燃耗掉可裂物的過程中,利用過剩的中子將釷轉化成鈾233,經(jīng)足夠的照射后,取出燃料,將之冷卻 。

釷燃料冷卻

核燃料元件在反應器內(nèi)使用期間通常約為三~四年,然后移出,由于分裂產(chǎn)物的高放射性,故暫時置于水池內(nèi)冷卻三~四個月,讓分裂產(chǎn)物中半衰期較短的放射性核種衰變,然后再裝入堅實屏蔽的鋼桶中,運往燃料再處埋廠,雖然經(jīng)過冷卻,但于再處理過程中,仍需以重元素來屏蔽這些照射過的燃料。

釷燃料照射過燃料運送

裝運用過核燃料的鋼桶是經(jīng)小心設計的容器,須符合國家原子能法規(guī)的種種試驗,為的是在運送過程中,不使照射過燃料外泄,污染環(huán)境。

釷燃料再處理

處理的方式與鈾燃料相似,先以機械方式切斷燃料棒,再以濃硝酸溶解,惟金屬釷在硝酸中呈“怠惰性”,故須添加小量氫氟酸,使之易于溶解,但氟離子易與鈾及釷形成錯化合物,影響萃取效果,且又引起強烈的腐蝕問題,解決之道可采用硝酸鋁,因其可使氟與硝酸鈾醯及硝酸釷醯完全化合。溶解之后,乃蒸餾硝酸鹽溶液,直至清除所有之游離酸且稍過量。再加硝酸鋁,并將此溶液移入萃取設備中,以一烴類中溶解42.5%之磷酸三丁酯(TBP)稀溶液行逆流萃取,同時萃取出釷及鈾。

最后分離釷及鈾-233,用硝酸稀溶液選擇性萃取釷,以TBP洗滌之水溶液,再萃取少量的鈾,硝酸釷之水溶液再由草酸鹽沉淀、結晶等法處理之,整個過程謂Thorex法 。

釷燃料廢料處理

由于易裂燃料的經(jīng)濟價值甚高,故須經(jīng)由再處理廠將其回收,如此不僅可降低發(fā)電成本,且可避免資源的浪費。惟經(jīng)再處理后的廢溶液,卻含有在分裂過程中所留下的分裂產(chǎn)物,其放射性有的高達數(shù)百萬居里者,半衰期更達數(shù)萬年甚至上億年者,故須謹慎處理。其中硼、碘、氙、氪、釕等揮發(fā)性分裂產(chǎn)物,可用活性炭反復吸收,至無害后,再由吸附塔排出。馀下的放射性廢料,先貯藏一段時間,使其放射性自然衰減,然后將其濃縮,再裝桶貯藏,但因其中仍含有銫137、鍶90等長半衰期的核種,另由于廢液之發(fā)熱與腐蝕性導致材料強度之下降,故須再采用固化處理法。將廢料固化有下列優(yōu)點 :

(一)將放射性核種固化成無流動性且機械強度大的固體(核種之浸出率?。?,使貯藏容器之腐蝕速度變小,可防止逸出周遭環(huán)境,即可將放射性核種封閉抑制其散逸。

(二)可減小貯藏所需空間容積。

(三)穩(wěn)定性較好。

(四)高溫貯藏成為可能。

(五)安全性提高,操作變易,便于往隔離地點之運送、搬運、廢料作業(yè)。

(六)不必如液態(tài)貯藏時之嚴格保存、監(jiān)視。

其中最主要的方法為玻璃固化法,因玻璃之溶解度及含有成分之浸出率極低,且減容系數(shù)相當大,應用已確立之玻璃制造技術,將強放射性廢液玻璃化,使放射性核種固定于玻璃中;但相反地,裝置比較復雜,處理費高,因高溫(900~1200℃)處理所需之裝置材料、放射性核種之揮發(fā)等問題尚未解決。

因此也有人建議以下兩種完全之處理處置法,一為將極高放射性廢料裝入火箭,投棄于外太空;或使用高功率之高密度中子源、高能量質(zhì)子加速器或核融合反應器,將分裂產(chǎn)物中之長半衰期核種(鍶90、銫137、氪-85、锝99、碘129等)以中子照射行核變換,而轉成短半衰期、極長半衰期或穩(wěn)定的核種。前者于只是紙上談兵作業(yè),技術尚待克服,并無實用遠景,且將造成太空垃圾,亦是一種不負責任的行為。后者亦只開始檢討階段,無論在技術上或經(jīng)濟上尚有諸多困難必須解決,不過此法較符合處理原則,安全性亦較高。

放射性廢料的處理不僅會影響大自然的生態(tài)平衡,甚至影響核能和平用途的發(fā)展,故其實為核能工業(yè)的關鍵課題,有待從事核能研究的學者、專家共同合作來解決。

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