[发明专利]一种适合于热室应用的可更换的整体电极及电极更换装置

说明书

本发明属于乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种适合于热室应用的可更换的整体电极及电极更换装置。其中的整体电极(22)，设置在用于乏燃料后处理中的电化学溶解器(29)中，包括底端封闭的圆筒型的阴极套筒(6)，阴极套筒(6)的顶端通过连接管(2)与快接头(1)相连，螺旋形的阴极(5)设置在阴极套筒(6)的底端内，网状的阳极(4)不接触的笼罩在阴极套筒(6)的底端外围，连接阴极(5)的阴极插头(9)和连接阳极(4)的阳极插头(8)穿设在快接头(1)上，并延伸到快接头(1)之外。本发明可应用于热室中，对镎靶件进行溶解；整体电极(22)可以通过热室中的机械手远程操作进行更换和拆除。

技术领域

本发明属于乏燃料后处理技术领域，具体涉及一种适合于热室应用的可更换的整体电极及电极更换装置。

背景技术

本发明属于乏燃料后处理技术领域，涉及乏燃料后处理过程中首端乏燃料元件中难溶的金属氧化物的电化学溶解。铝基体靶件辐照出堆后，含有大量可再利用的放射性核素，在用化学萃取和分离方法提取其中的Np、Pu元素前，首先需要将弥散在铝基体材料中的Np、Pu元素进行溶解，但热硝酸很难溶解Np、Pu氧化物。

采用催化氧化电化学技术，可以对NpO₂、PuO₂进行溶解，以Ag(II)为催化剂的电化学氧化技术可以对难溶的锕系金属氧化物实现快速、完全溶解。

阳极氧化产生的强氧化性金属离子Ag²⁺与NpO₂发生反应，NpO₂被氧化为NpO₂²⁺，金属离子还原为Ag⁺，这一过程可形成闭合循环，作为催化剂的金属离子在体系中重复使用。

电化学反应如下：

阳极反应：

阴极反应：

发明内容

本发明的目的是为应用于热室中的电化学溶解器提供一种能够在热室的放射性环境中进行更换的电极和更换装置，采用热室内的机械手可实现电极远距离更换和拆除。

为达到以上目的，本发明采用的技术方案是一种适合于热室应用的可更换的整体电极，设置在用于乏燃料后处理中的电化学溶解器中，其中，整体电极包括底端封闭的圆筒型的阴极套筒，所述阴极套筒的顶端通过连接管与快接头相连，螺旋形的阴极设置在所述阴极套筒的底端内，网状的阳极不接触的笼罩在所述阴极套筒的底端外围，连接所述阴极的阴极插头和连接所述阳极的阳极插头穿设在所述快接头上，并延伸到所述快接头之外。

进一步，所述阴极与所述阴极套筒同轴，所述阴极采用铂丝制作，所述阴极的直径为10mm，所述铂丝的直径为2mm，所述连接管上开有透气孔。

进一步，所述阴极套筒的材质为D80陶瓷材料，厚度为10mm，直径为80mm。

进一步，所述阳极为镀铂钛网或铂网，50％面积镂空，厚度为2mm。

进一步，所述阳极通过若干根连接杆与所述快接头连接，所述连接杆采用绝缘陶瓷包覆。

进一步，还包括穿设在快接头上的硝酸补液管，所述硝酸补液管的顶端开口为硝酸补液口，所述硝酸补液口延伸在所述快接头之外；所述硝酸补液管的底端开口延伸到所述阴极套筒的底端内。

进一步，所述阴极套筒的顶端通过螺纹或者卡口与所述连接管相连。