熔盐减压蒸馏过程中关键金属氟化物的冷凝行为研究

• Published in: 核技术 Vol. 47; no. 1; pp. 49 - 55
• Main Authors: 霍雨婷, 罗艳, 项海飞, 窦强, 马杰, 翁鸿蒙, 李晴暖
• Format: Journal Article
• Language: Chinese
• Published: 中国科学院大学 北京 100049%华东交通大学 南昌 330006%新疆有色金属研究所 乌鲁木齐 830000 2024; 上海理工大学 上海 200093%中国科学院上海应用物理研究所 上海 201800
• Subjects: Key metal fluorides; 233PaF5; 关键金属氟化物; FLiBeZr; Condensation behavior; 减压蒸馏; Low-pressure distillation; 冷凝行为
• ISSN: 0253-3219
• DOI: 10.11889/j.0253-3219.2024.hjs.47.010301

TL277; 在钍基熔盐堆(Thorium Molten Salt Reactor Nuclear Energy System,TMSR)中,233Pa是232Th-233U转换链中重要的中间核素,前期研究的结果表明减压蒸馏技术可以有效实现载体盐FLiBeZr和233PaF5的分离.然而,在蒸发过程中,部分金属氟化物与233PaF5一同被蒸发,但蒸发出来的氟化物可能会在不同的温度下进行冷凝.本文对含有233PaF5和多种金属氟化物的FLiBeZr熔盐进行减压蒸馏,考察不同温度下233PaF5和关键金属氟化物的冷凝行为.结果表明,233PaF5和95Nb氟化物最佳的冷凝温度均为600～700℃;237U和95Zr氟化物最佳的冷凝温度均为400～500℃.在233PaF5的最佳冷凝温度区域,考察并比较了233PaF5与关键金属氟化物间的最佳冷凝温度下分离因子(βB)与平均分离因子(βA)的差异.实验结果表明:95NbF5的βB与βA无明显差异,但237UF4和95ZrF4的βB较βA提高了2～20倍.通过金属氟化物间βB和βA的对比,表明减压蒸馏分离不同金属氟化物不仅取决于各组分的挥发性,还取决于对冷凝温度的控制.