计算机模拟技术在后处理中的应用,计算机模拟技术在乏燃料后处理中的应用分析.pdf...

◇科技论坛◇ 科技 圈向导 2014年18期

计算机模拟技术在乏燃料后处理中的应用

彭 力

(北京市中国原子能科学研究院 中国 北京 102413)

【摘 要】乏燃料后处理Purex流程中元素组分繁多，流程工艺复杂，研究对象具有特殊性。因此，仅靠繁多的实验深入研究Purex流程工

艺具有一定难度。计算机技术 自诞生以来被应用于各种领域，将计算机模拟技术引入后处理领域利于对Purex流程进一步研究。

【关键词】模拟技术；乏燃料；应用

现今各国乏燃料后处理厂大都采用Purex流程。与一般的化学工 表 1 1A串级实验物料组成

艺流程相比．Purex流程体系中同时存在硝酸、铀、钚 、还原剂、微量镎 浓度

以及裂片元素等多种组分．流程工艺复杂，设备管路繁多，所处理的料

205．8

液成分的放射性毒性和化学毒性都很大．临界安全问题突出。计算机

0．173

技术的迅速发展及广泛应用为萃取过程的计算机模拟研究提供了一

种十分便利的工具 ．它不但可以快速计算出各液流的出口浓度、萃取 2．O5

器中各级浓度．而且能够透视设备中萃取反应的动态过程，从而可以 0．785

大大减少实验次数、降低操作人员接受的辐射剂量水平、节约运行成 30．2

本和指导工业生产 因此．计算机模拟技术成为后处理工艺中流程设 — —

3．13

计、优化和安全分析的有效工具。

1．计算机模拟程序编写 串级实验总共进行96排．萃取停留时间为2min，实验过程中室温

为20~C，从第8O排起，铀、锝的萃取达到稳态，锝物料衡算为103％。

将表 l中的物料组成和流比作为程序参数输入 ．所得计算结果和

实验达平衡时各级各组分的浓度分布结果的对比列入图2-5：

，宴0g一_o车 ^

3 2 2 ' 1 O O

_：≤

图1 混合澄清槽的操作示意图

对于多级混合澄清槽的模拟要建立在单级槽子模拟的基础之上．

单级槽子可以看成是萃取器的一个单元 在单元中．传质的发生是根

据体系中影响分配系数的化学关系式进行的 各液流在单元中停留，