大家要对“核燃料生产”这个概念有所了解。它的过程只系将自然界中的铀-235的丰度经过科学的技术提高到一定含量而已，并无放入“中子源”进行反应（就象煤油没有火点燃一样）。所以讲，核燃料生产的过程根本不涉及裂变反应，根本不存在核反应产生的辐射问题。

氕(piē) 一种元素氢的同位素之一,普通的氢中含有9998%的氕 氘 dāo 氘为氢的一种稳定形态同位素,也被称为重氢,元素符号一般为D或2H它的原子核由一颗质子和一颗中子组成在大自然的含量约为一般氢的7000分之一,用于热核反应旧称“重氢”氚 chuān 元素氢的一种放射性同位素 符号,简写为3H,氚还有其专用符号T又称超重氢氚的质量数为3,在天然氢中,氚的含量为1×10-15％

U+n→Nd+Zr+3n+8e+反中微子

U+n→Sr+Xe+10n

U+n→Ba+Kr+3n

这只是可能的反应。

不只这些个的。

易经的六十四卦每卦有六爻,每爻一分为二即为十二;十二再按此法一分为二即为二十四。这一裂变方式现代称为链式反应,也就是原子弹和核能的反应模式。

铀核被分裂为二时，可以放出两个中子，这两个中子再去击中两个铀原子核，它被分裂为四，同时放出四个中子……，由此类推，原子的裂变就会这样自发地持续下去，产生一连串的原子分裂，同时不断放出能量。

原子裂变自持链式反应的概念就是这样提出来的，它是利用原子裂变产生能量的重要理论基础。

-------------(下面是抄的那位达人的)-------------

原子弹的爆炸药一般是高度浓缩的放射性金属，如铀235等，这些金属平时就在不停的放射出中子，当中子撞到别的铀原子核的时候，核会分裂并释放能量和新的中子。因此当有很大一块铀235的时候，它会自发性的产生这种链式反应，最终引发核爆炸。想像一下我们有很多打开的老鼠夹子，每个夹子上都有两个弹珠，当一个夹子把弹珠弹出去的时候正好弹到另一个夹子上，引发这个夹子把自己的弹珠弹出去并射到别的夹子上……这样越来越多夹子被别的弹珠弹到并弹出自己的弹珠，直到夹子全部关上。这就是核链式反应的原理。如果铀的质量不够的话，这种链式反应不会持续（因为很多中子都没命中原子核），能够支持铀进行链式反应的那么多质量称为临界质量

------（达人，我只是欣赏您的浅显易懂）------

+1价

铵根：NH4

-1价

氢氧根：OH

硝酸根：NO3

亚硝酸根：NO2

碳酸氢根：HCO3

硫酸氢根：HSO4

亚硫酸氢根：HSO3

偏磷酸根：PO3　

氯酸根：ClO3

高氯酸根：ClO4

亚氯酸根：ClO2

次氯酸根：ClO

磷酸二氢根：H2PO4

溴酸根：BrO3

高溴酸根：BrO4

碘酸根：IO3

高碘酸根:IO4

高锰酸根：MnO4

钴酸根：CoO2

镍酸根：NiO2

铼酸根：ReO4

甲酸根：HCOO

乙酸根：CH3COO

氰根：CN

硫氰根：SCN

-2价

碳酸根：CO3

硫酸根：SO4

亚硫酸根：SO3

硅酸根：SiO3

磷酸氢根：HPO4

硒酸根：SeO4

锰酸根：MnO4

钼酸根：MoO4

铅酸根：PbO3

钨酸根：WO4

铀酸根：UO4

锡酸根：SnO3

高铁酸根：FeO4

铬酸根：CrO4

重铬酸根：Cr2O7

-3价

磷酸根：PO4 -3价

亚磷酸根：PO3 -3价

次磷酸根：PO2 -3价

砷酸根：AsO4

钒酸根：VO4

-4价

焦磷酸根：P2O7 -4价

1) 238U (Z=92, N=146) → 234Th + α

2) 234Th (Z=90, N=144) → 234Pa + β- + 中微子

3) 234Pa (Z=91, N=143) → 234U + β-

4) 234U (Z=92, N=142) → 230Th + α

5) 230Th (Z=90,N=140) → 226Ra + α

6) 226Ra (Z=88,N=138) → 222Rn + α

7) 222Rn (Z=86,N=136) → 218Po + α

8) 218Po (Z=84,N=134) → 214Pb + α

8) 218Po (Z=84,N=134) → 218At + β-

9) 214Pb (Z=82,N=132) → 214Bi + β-

9) 218At (Z=85,N=133) → 218Rn + β-

9) 218At (Z=85,N=133) → 214Bi + α

10) 214Bi (Z=83,N=131) → 210Tl + α

10) 214Bi (Z=83,N=131) → 214Po + β-

10) 218Rn (Z=96,N=132) → 214Po + α

11) 210Tl(Z=81,N=129) → 210Pb + β-

11) 214Po(Z=84,N=130) → 210Pb + α

12) 210Pb(Z=82,N=128) → 210Bi + β-

13) 210Bi(Z=83,N=127) → 210Po + β-

13) 210Bi(Z=83,N=127) → 206Tl + α

14) 210Po(Z=84,N=126) →206Pb + α

14) 206Tl(Z=81,N=125) →206Pb + β-

206Pb (Z=82,N=124) 稳定

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说明：

1） β- 衰变中，始终有中微子同时放出。但从略了。

2）从第8步开始，衰变方式不唯一。但最终都回到206Pb

3) Z 表示质子数，N表示中子数。为方便起见，给于母核后的括弧中

所谓的乏燃料就是核反应堆理应使用过的核燃料，一般都是核电站“烧”后剩下的核废料，新闻中经常有听说核废料地下深埋处理，全球也有多处填埋场，但据说烧过的核燃料中还有大量的铀和钚，难道就白白扔掉，不回收利用了吗？

一般指的核反应堆就是裂变堆，因为现在还无法实现商业化聚变。裂变堆就是利用放射性原子核的裂变质量亏损产生能量，常见的易裂变材料是铀-235和钚-239，裂变的过程看上去并不难，即重核吸收受到中子撞击俘获后，比如U235变成U236，由于236基不稳定，它马上又会裂变成氪-92和钡-141，当然这两种元素也具有放射性，半衰期也不一致，会继续衰变成其他放射性元素。

铀-235裂变过程

比较有意思的是在核反应堆中不容易裂变的铀238也会变成容易裂变的钚-239，因为铀-238在快中子作用下也能裂变，只是它无法产生多余的中子持续裂变，这让它无法成为核燃料，不过它可以吸收快中子后变为铀239，铀239经过2次β衰变后变为钚239，所以乏燃料中的钚-239就是这么来的。

当然除了这些有用的元素外，衰变链中还有其它短寿命的放射性废物，这些影响不大，但也有长期会造成放射性污染的放射性同位素，比如锶-90、铯-137、锝-99和碘-12等，还有中子撞击原子核后却没有裂变的产物铀-236，这是一种很难处理的长寿命放射性同位素。它不会在自然界中产生，经常被鉴定是否是乏燃料的标志特征。值得一提的是在这个放射性物质的衰变链中有很多物质是稳定的，而且是贵金属铑、钯、银、锆、钌、钼、锝、钌等，是不是听上去非常有诱惑力？

抛开剂量谈毒性都是放屁，所以没有浓度来讨论核燃料的利用不是流氓么？我们先来看看乏燃料中的可利用元素或者同位素的浓度才能来谈利用。

乏燃料中绝大部分都是没法燃烧的铀-238，占了96%以上，其他比例如下：

铀-235的质量分数小于083%

铀-236的质量分数大约是04%

钚-239的分量为08%

钚-240的分量是02%

如果重水堆中的核燃料，那么铀-235占比为023%，钚-239和钚-240占比027%，从反应堆中取出时并不是说并不是裂变物质已经消耗掉了，而是可以裂变的物质浓度不够，裂变产生的中子增殖效应已经不能让链式裂变持续反应，或者效率太低。到此时裂变燃料就该退役了！

核燃料棒

乏燃料有两种处理方式，一种是最笨的方法，也就是直接埋入地下，最简单但这样似乎有些浪费，毕竟里面还有很多可以利用的同位素，但处理起来又非常困难，当前全世界只有法国、俄罗斯、英国、印度、日本、美国、比利时、德国、中国9个国家能处理和利用乏燃料，

我国乏燃料后处理关键技术有待改善

磷酸三丁酯萃取法

这是一种是用最广的乏燃料处理方法，能分将铀和钚从乏燃料中分离出来，它是1945年被发现对铀和钚具有很高的萃取效率，一般对铀和钚的萃取提纯用的PUREX法，这个方法名字的来源是钚（Plutonium）铀（Uranium）萃取Extraction）的并写，原理是利用金属离子形成非水溶性错化合物的性质，将原来是水溶性的铀、钸离子萃取入有机溶液相，但其它分裂物却不能形成错化合物残留在水溶液相，因此得以将它们和其它元素分离。

接下来就是同位素提纯，这个方法就回到老路上了，因为提纯同位素的方法并不多，而离心机分离是最普遍，效率比较高的方式，利用的是同位素之间微小的密度差，通过数十级离心机逐步提纯，成本极高，而且离心机制造难度很大，在国际上离心机属于严格管控的设备。

最后提一下日本发生临界事故的日本东海村工厂的部分业务就是做乏燃料处理的，年设计处理能力270吨，但每年仅仅只处理10吨，1999年9月30日在将硝酸铀酰倒入沉淀槽的作业中，沉淀槽中的硝酸铀酰溶液到达临界值，发生临界事故，导致2名作业人员死亡，666人被辐射照射，这是日本2011年福岛核事故前最严重的核意外，事故被评级为国际原子能事故等级第4级！