乏燃料溶解

切断后的元件和去壳后的的核燃料芯体一般用硝酸溶解，烧结的二氧化钚、钍和二氧化钍在硝酸中溶解缓慢，可以加入氟离子作催化剂，以便加快溶解过程，即使如此，氧化钍在硝酸中的溶解仍是缓慢的。对铀-铝合金元件可用硝酸溶解，但需以硝酸汞催化剂使铝溶解加快，亦可用氢氧化钠-硝酸钠溶液将铝溶去，再用硝酸的溶解铀。

乏燃料溶解包括两个部分:一是去壳;二是溶芯。对于生产堆元件国外均采用化学去壳法。对于铝合金壳均采用碱溶解的方法。

铝是一种两性金属，它既溶于酸，又能深于碱，而铀则不溶于碱。因此元件的铝包壳通常可用氢氧化钠溶解。铝壳与氢氧化钠发生如下反应:

2Al+2NaOH+2H2O→2NaAlO2+3H1↑

氢气与空气混合，在浓度为4-75%(体积)的范围内，达到燃点时可引起爆炸。为了保证过程的安全，需尽量减少反应产生的氢气量。在氢氧化钠溶液中加入适量的硝酸铀，可将上述反应生成的氢气抑制在最小值。其近似的总反应为:

Al+0.85NaOH+1.05NaNo3→NaAl2+0.9NaNo2+0.15NH3↑+0.2H2O

习惯上称氢氧化钠与硝酸钠的混合液为混合碱。它与铝壳反应生成的氨气与空气混合，在浓度为15.7-27.4%(体积)的范围内也有爆炸的危险，但爆炸限比氢气窄得多，因而较易控制。所以用碱深解铝壳时都加入硝酸钠。

先在溶解器内加一定量的润湿水(上一批元件去壳后的漂洗水)，再加入元件和浓混合碱，通入稀释空气和搅拌空气，通过溶解器夹套用蒸汽加热升温至沸点。铝壳完全溶解所需的时间是通过实验确定的。溶壳完毕后，向溶解器夹套通入冷却水，待降至50℃后，将偏铝酸钠废液从溶解器中转出，并送至废水处理和贮存厂房。然后用去离子水漂洗铀芯，漂洗水抽出后留作下批元件去壳时的稀释水(即润湿水)。

包壳有铝包壳、不锈钢包壳、锆或锆合金包壳等;燃料芯的材料有铀燃料(金属铀，二氧化铀，铀合金，陶瓷体)、钚燃料、钍燃料等不同类型。对于不同的燃料芯，以及考虑到采用的化学分离过程中的特殊要求，所用的溶解方法也不相同。