基于活性阴极熔盐电解分离提取裂变产物
核工程与核技术
资助企业:
中国原子能科学研究院
资助年份:
企业导师: 林如山
指导教师: 吴昊
项目成员: 程昱、江志豪
项目简介
项目概述
本项目面向核电乏燃料干法后处理领域关键技术需求,针对电解精炼废盐中高释热核素锶(Sr)与稀土裂变产物镨(Pr)难以高效分离、Sr在常规电极下无法直接电化学提取等核心问题,开展LiCl-KCl熔盐体系中活性铝阴极电化学分离技术研究。
项目目标
项目以闭式核燃料循环与放射性废物减量化为背景,采用高温熔盐电解、三电极电化学测试与材料表征相结合的方法,系统研究Pr、Sr在惰性钨电极与活性铝电极上的电化学行为、合金化沉积机理及电位选择性分离规律。通过制备热稳定的氯铝酸钾(KAlCl4)替代易升华的AlCl3,稳定引入铝离子实现Sr欠电位沉积,解决其还原电位超出电化学窗口的技术难题;同时对比铝棒、多孔铝、泡沫铝三种电极的提取效率,确定最优电极结构;并利用Sr与Pr在铝电极上的电位差,建立分步恒电位电解工艺,实现Pr优先沉积、Sr后续提取的高效分级分离。
项目成果
项目核心内容包括:熔盐体系纯化与实验平台搭建、氯铝酸钾合成、电化学行为测试、恒电位电解实验、产物物相与微观形貌表征、分离效率对比与机理分析。最终形成一套可用于乏燃料废盐净化的Sr/Pr电化学分离方案,补充熔盐体系基础电化学数据,为活性铝电极工程化应用与干法后处理工艺优化提供实验依据与技术参考。





