核燃料循環(huán)包括放射性礦產(chǎn)資源勘查、開采冶煉、純化轉(zhuǎn)化、同位素分離、燃料元件制造、乏燃料后處理和放射性廢物處理處置等環(huán)節(jié)。

1.鈾礦勘探開采

鈾礦勘探是對已具有工業(yè)價(jià)值的礦床或經(jīng)詳查圈出的勘探區(qū)，針對不同成因類型礦床的成礦特征，相應(yīng)開展地質(zhì)、物探、化探、開采技術(shù)條件等項(xiàng)工作，對鈾礦床做全面的工業(yè)評價(jià)，編寫礦床儲量報(bào)告等。

2.鈾同位素分離

天然鈾中鈾-235的含量僅為 0.72%。鈾同位素分離是由鈾-235含量較低的鈾同位素混合物，獲得鈾235-含量較高的鈾同位素混合物的同位素分離技術(shù)。鈾同位素分離在核燃料循環(huán)中占極重要的地位。鈾- 235含量大于天然含量的鈾稱為濃縮鈾。濃縮鈾可用作反應(yīng)堆的燃料(通常含量在5%以下),還可用作核武器的裝料(含量在90%以上)和艦艇的核動力燃料(含量在20%左右)。分離鈾同位素的方法主要有氣體擴(kuò)散法、離心法、噴嘴法、激光法、化學(xué)交換法、等離子體法等。具有工業(yè)價(jià)值的是氣體擴(kuò)散法和離心法，激光法的工業(yè)應(yīng)用已經(jīng)取得重大進(jìn)展。

3.核燃料元件制造

核燃料元件泛指核反應(yīng)堆內(nèi)具有獨(dú)立結(jié)構(gòu)的燃料使用單元，通常指由燃料芯體和包殼組成。核裂變釋放的熱通過燃料元件導(dǎo)出，并傳給載熱介質(zhì)。核裂變產(chǎn)生的帶有強(qiáng)放射性的裂變產(chǎn)物阻留在燃料元件內(nèi)避免釋放出來。不同類型反應(yīng)堆由于物理、熱工特性不同，因而然料元件的形狀、結(jié)構(gòu)，核燃料的組分和形式各不相同。燃料元件一般由燃料芯塊和包殼及其結(jié)構(gòu)件組成。多數(shù)反應(yīng)堆采用棒狀燃料元件，再將許多根棒狀燃料元件組裝起來成為燃料組件。燃料元件的制造工藝繁雜，包括冶金、熱處理、機(jī)械加工、表面處理、理化分析、無損檢測等。

4.乏燃料后處理

也稱核燃料后處理。核燃料在反應(yīng)堆“燃燒”后卸出稱之為乏燃料。后處理是從乏(核) 燃料中提取未用完的鈾和新生成的钚以及其他有用物質(zhì)的復(fù)雜化學(xué)化工過程。經(jīng)過后處理可以回收99%以上的鈾和钚，以及其他有用的放射性同位素加以利用。回收的鈾钚可以復(fù)用，實(shí)現(xiàn)鈾資源的充分利用。后處理過程一般包括乏燃料冷卻、首端處理、化學(xué)分離、鈾钚尾端以及放射性廢物管理等過程。

5.放射性廢物處理處置

放射性廢物是指含有放射性核素的物質(zhì)，其放射性濃度或活度水平超過國家規(guī)定限值的氣、液、固態(tài)廢棄物，主要來自核燃料循環(huán)生產(chǎn)科研過程、核電站運(yùn)行。放射性廢物處理是對放射性廢物進(jìn)行最終處置的過程，包括：收集、分類、濃縮、焚燒、壓縮、去污、固化、包裝、運(yùn)輸和儲存等。廢物處理的目標(biāo)是盡量減少放射性廢物的體積，以減少儲存、運(yùn)輸和處置的費(fèi)用;并盡可能回收或復(fù)用，減少向環(huán)境的釋放。釋放的放射性總量和濃度必須符合有關(guān)規(guī)定。廢物的管理必須遵守相關(guān)法律法規(guī)及標(biāo)準(zhǔn)的要求。

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