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第1章 概述1

1.1 核燃料分类1

1.2 核燃料资源3

1.3 裂变材料的丰度与铀浓缩3

1.3.1 裂变材料的丰度与临界质量和临界体积3

1.3.2 铀浓缩5

1.4 核燃料循环5

参考文献7

第2章 铀资源与铀矿冶8

2.1 铀矿资源8

2.1.1 铀矿分布特点8

2.1.2 铀矿石分类9

2.1.3 世界铀矿资源分布10

2.1.4 中国的铀资源10

2.2 铀的常规开采技术11

2.2.1 铀矿床开拓11

2.2.2 铀矿地下开采方法13

2.2.3 放射性物探17

2.3 铀矿石破碎18

2.3.1 破碎理论18

2.3.2 破碎设备19

2.3.3 破碎流程19

2.3.4 磨矿19

2.4 铀的浸出方法20

2.4.1 酸法20

2.4.2 碱法（碳酸盐法）22

2.5 铀的提取方法24

2.5.1 矿浆的固液分离和洗涤24

2.5.2 离子交换法提铀工艺24

2.5.3 萃取法提铀工艺28

2.6 新型采矿技术——溶浸采铀方法概述34

2.7 沉淀法和铀产品制备36

2.7.1 从酸性溶液中沉淀铀38

2.7.2 从碱性溶液中沉淀铀38

参考文献39

第3章 铀的化学转化41

3.1 概述41

3.2 铀的纯化42

3.3 铀氧化物的制备42

3.3.1 铀氧化物的物理化学性质42

3.3.2 铀氧化物的生产44

3.3.3 UF6转化为UO245

3.4 四氟化铀制备48

3.4.1 U F4的物理化学性质48

3.4.2 U F4的制备50

3.4.3 UF6转化为UF450

3.5 六氟化铀制备54

3.5.1 UF6的物理化学性质54

3.5.2 UF6的制备57

3.6 目前国内外铀转化现状60

3.6.1 铀转化工艺发展情况60

3.6.2 国内外相关公司情况60

参考文献62

第4章 铀浓缩63

4.1 铀浓缩的意义63

4.2 气体扩散法63

4.2.1 气体扩散法的历史63

4.2.2 气体扩散法的分离原理64

4.2.3 二元气体混合物通过单层分离膜的流动和分离65

4.2.4 浓缩铀的气体扩散技术66

4.3 气体离心法68

4.3.1 气体离心法的发展历史和现状68

4.3.2 气体离心法的基本原理71

4.3.3 逆流离心机的倍增效应76

4.3.4 逆流离心机的环流驱动方式78

4.3.5 逆流离心机的主要结构元件79

4.3.6 气体离心法的理论基础81

4.3.7 离心级联87

4.4 激光同位素分离91

4.4.1 激光分离同位素的历史91

4.4.2 激光分离同位素的主要方法91

4.4.3 原子蒸气激光法分离系统92

4.4.4 分子法激光分离同位素94

4.5 世界铀浓缩发展情况96

参考文献96

第5章 反应堆用核燃料及组件制造97

5.1 金属核燃料98

5.1.1 金属铀98

5.1.2 金属钚103

5.1.3 金属钍106

5.2 陶瓷核燃料108

5.2.1 含铀陶瓷108

5.2.2 含钚陶瓷111

5.2.3 含钍陶瓷112

5.3 核燃料在反应堆中的应用112

5.3.1 压水堆112

5.3.2 沸水堆113

5.3.3 重水堆114

5.3.4 其他堆型114

5.4 压水堆燃料组件制造117

5.4.1 UO2粉末制备118

5.4.2 UO2芯块制备119

5.4.3 核燃料组件组装120

5.4.4 核燃料组件检测123

参考文献126

第6章 反应堆运行127

6.1 反应堆物理128

6.1.1 核裂变及裂变产物128

6.1.2 链式反应、中子循环、慢化剂130

6.1.3 反应堆临界133

6.1.4 反应性的变化与控制134

6.1.5 堆内的热量传递136

6.1.6 核燃料管理137

6.2 反应堆的分类及常见堆型燃料特点140

6.2.1 压水堆燃料141

6.2.2 沸水堆燃料141

6.2.3 重水堆燃料142

6.2.4 高温气冷堆燃料143

6.2.5 快堆燃料143

参考文献145

第7章 乏燃料贮存及后处理146

7.1 概述146

7.1.1 乏燃料与乏燃料后处理146

7.1.2 核燃料后处理在核工业中的重要性146

7.1.3 乏燃料后处理工艺发展概况148

7.1.4 国外乏燃料后处理设施的建设发展概况151

7.2 乏燃料元件的运输和贮存154

7.3 乏燃料元件的首端处理156

7.3.1 乏燃料元件的脱壳方法156

7.3.2 乏燃料元件芯体的化学溶解157

7.3.3 铀钚共萃取料液的制备159

7.4 乏燃料后处理的铀钚分离过程160

7.4.1 共去污分离循环161

7.4.2 钚的净化循环163

7.4.3 铀的净化循环164

7.5 尾端处理过程164

7.5.1 钚的尾端处理过程165

7.5.2 铀尾端处理过程167

7.6 高放废液的处理与处置169

7.6.1 浓缩169

7.6.2 贮存170

7.6.3 固化170

7.6.4 高放废物的处置172

参考文献174

第8章 核燃料安全176

8.1 核燃料的危害与安全176

8.1.1 核燃料的化学毒性及防护176

8.1.2 核燃料的辐射危害与防护178

8.1.3 裂变核燃料的临界安全181

8.1.4 火灾预防183

8.2 核安全监管183

8.2.1 核安全监管组织机构184

8.2.2 我国核与辐射安全法规状态184

8.2.3 核安全监管主要内容185

8.2.4 核燃料循环设施的分类和基本安全要求185

8.3 核燃料应急与放射性废物处置186

8.3.1 核燃料应急186

8.3.2 放射性废物处置187

参考文献189