核燃料后处理如何运作？

据我所知，耗尽的燃料电池被压碎，并用硝酸溶解。

接下来会发生什么？这种硝酸可能含有非常广泛的不同盐类（实际上，35-65之间的所有元素，还有大量的transurans，以及大量的铀（235和238）以及钚）。

为了实现有效的再处理，铀（或至少是actinid元素）应该以某种方式与该解决方案分离。但是，AFAIK，它们具有非常不同的化学性质。如何仅分离超铀材料？

裂变产物提取

通过液 - 液萃取，用有机分子磷酸三丁酯从其他裂变产物中分离出钚和铀。你有两个阶段，一个是有机相，一个是水相。裂变产物将在水相中解决，铀/钚将在有机相中与磷酸三丁酯一起解析。

铀/钚分离

要从钚中分离铀，你必须用硝酸铀还原钚。同样，您有两个流：一个是来自之前的铀/钚，另一个是含有硝酸铀（U4 +）的水流。钚将被还原并在水溶液中溶解。

为了完成上述化学过程，液 - 液萃取可以使用以下设计：

混合器沉降

（来源）

脉冲柱

（来源）

原则是：有机相比水相轻。首先将两相分离，然后混合，然后再分离。在混合过程中发生化学反应。

有关更多信息，请参阅上述来源。

您可以尝试维基百科，但他们注意到该文章可能不符合质量标准，因此我将远离那里作为来源。无论如何，世界核协会似乎更可信。他们的页面讨论了这个过程 引用标题为“今天重新处理 - PUREX”的部分（强调我的）：

所有商业后处理工厂都使用久经考验的湿法冶金PUREX（钚铀提取）工艺。这涉及将燃料元素溶解在浓硝酸中。Ç hemical铀和钚的分离，然后通过溶剂萃取步骤（ -其可以被用于生产钚-238用于宇宙飞船热电发电机-如果需要的话也可以回收镎）进行。Pu和U可以返回到燃料循环的输入侧 - 在重新富集之前将铀输送到转化装置，将钚直接返回MOX燃料制造。

文本块连贯摘要：使用化学溶剂。$\to$

WNA指出，在下文中

将用过的燃料切碎并溶解在热的浓硝酸中。第一阶段使用溶解在煤油或十二烷中的磷酸三丁酯，通过逆流溶剂萃取过程将来自裂变产物和次act系元素的硝酸水溶液中的铀和钚分离。在脉冲柱中，铀和钚进入有机相，而裂变产物和其他元素保留在含水残液中。

在第二个脉冲柱中，通过还原将过量的U4 +加入到含水流中，将铀与钚分离。然后将钚转移到水相中，同时U4 +和U6 +的混合物保留在有机相中。然后用稀硝酸从有机溶剂中除去。

通过蒸发浓缩硝酸钚，然后进行草酸盐沉淀过程，接着煅烧以产生粉末形式的PuO2。通过蒸发浓缩硝酸铀并煅烧以产生粉末形式的UO 3。然后通过还原氢将其转化为UO2产物。

重要的化合物：磷酸三丁酯，煤油和十二烷，和含水的亲水物用作硝酸后的溶剂。然后与发生反应，分离出铀和钚。$U^{4+}$

那是化学部分。我无法找到有关特定机械方法的更多信息（即您正在寻找的纯工程）。事实上，PUREX 的原始专利并未涵盖机械过程，这使我相信确切的设置可能会有所不同。

这个pdf有点帮助。它说输入材料首先被切断了。然后使用穿孔的篮子将该机器与其余的解决方案分开; 可以使用“车轮溶解器”。

我确实有一些信息，尽管是非PUREX方法。对于水性再处理（参见第12页），混合沉降器（带有沉降室的混合室），色谱柱和离心机是主要设备。