[发明专利]超铀燃料及其制备方法和嬗变方法

权利要求书

1.一种超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，其包括将超铀燃料作为液态熔盐堆的燃料并运行所述液态熔盐堆；其中，

所述液态熔盐堆为石墨慢化通道式液态熔盐堆，其堆芯内部布置有若干个含通道的石墨慢化组件，所述超铀燃料填充于所述石墨慢化组件的通道中；

所述超铀燃料与所述石墨慢化组件的体积比不超过25%；

所述超铀燃料，其包括基盐和超铀元素的氟盐，其中，所述超铀元素包括钚元素和次锕系元素，所述次锕系元素的含量不低于50%，所述百分比为所述次锕系元素占所述超铀元素的摩尔百分比；所述次锕系元素包括镎、镅、锔、锫、锎、锿和镄各自同位素中的一种或多种；所述钚元素包括Pu-238（3.1%）、Pu-239（52.4%）、Pu-240（24.6%）、Pu-241（12.2%）和Pu-242（7.7%），所述百分比为各核素占所述钚元素总摩尔数的摩尔百分比；

所述超铀燃料中所述超铀元素的氟盐的初始摩尔百分比为0.01%~0.5%；

在运行过程中在线补加所述超铀元素的氟盐，以维持堆芯反应的临界值为1.0~1.01，且不超过所述超铀元素的氟盐在所述基盐中的溶解上限。

2.根据权利要求1所述的超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，所述次锕系元素的含量为55%~65%，所述百分比为所述次锕系元素占所述超铀元素的摩尔百分比。

3.根据权利要求2所述的超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，所述次锕系元素的含量为60%；

和/或，所述次锕系元素包括Np、Am和Cm各自同位素中的一种或多种。

4.根据权利要求3所述的超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，所述次锕系元素包括Np-237、Am-241、Am-243、Cm-242、Cm-243、Cm-244、Cm-245、Cm-246、Cm-247和Cm-248中的一种或多种。

5.根据权利要求4所述的超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，所述次锕系元素包括Np-237、Am-241、Am-243、Cm-244和Cm-245。

6.根据权利要求5所述的超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，所述次锕系元素包括Np-237（50.4%）、Am-241（27.2%）、Am-243（15.2%）、Cm-244（6.4%）和Cm-245（0.8%），所述百分比为各核素占所述次锕系元素总摩尔数的摩尔百分比。

7.根据权利要求1所述的超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，所述超铀元素的氟盐为TRUF₃；

和/或，所述基盐为FLiBe，其中Li的丰度为99.995%。

8.根据权利要求1所述的超铀燃料的嬗变方法，所述超铀燃料的制备方法，其包括以下步骤：

（1）提供所述基盐和所述超铀元素的氟盐；

（2）将所述基盐和所述超铀元素的氟盐混合均匀即可。

9.根据权利要求8所述的超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，步骤（1）中，所述超铀元素的氟盐基于乏燃料来制备，从乏燃料中提取超铀元素，按照前述比例进行配比，即得。

10.根据权利要求1所述的超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，所述超铀燃料与所述石墨慢化组件的体积比为5%~25%；

和/或，所述超铀燃料中所述超铀元素的氟盐的初始摩尔百分比为0.05%~0.15%。

11.根据权利要求10所述的超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，所述超铀燃料与所述石墨慢化组件的体积比为10%、15%或20%。

12.根据权利要求10所述的超铀燃料的嬗变方法，其特征在于，所述次锕系元素占所述超铀元素的摩尔百分比为50%，且所述超铀燃料与所述石墨慢化组件的体积比为10%、15%或20%。