普雷克斯流程

　　核燃料水法後處理流程之一，是用磷酸三丁酯萃取法從輻照核燃料中回收鈾、鈈的一種化工過程。Purex一詞為plutonium uranium recovery by extraction(另一說為plutonium uranium reduction extraction)的縮寫。20世紀50年代中期，該流程首先被用來處理生產堆輻照核燃料，從中提取核武器用的鈈並回收鈾。後被用來處理電站用輕水堆的輻照核燃料，從中回收、純化鈾和鈈。普雷克斯流程是現今最有效、最成功功的核燃料後處理流程。研究試驗還證明，它還是發展中的新型電站用堆──快中子增殖堆──的輻照核燃料適用的後處理流程。

　　化學原理　磷酸三丁酯(TBP)對鈾、钚和裂變產物的萃取能力的差別是普雷克斯流程的化學分離基礎。由於TBP對鈾（在過程中以UO₂²⁺形式存在）和钚(Pu⁴⁺)具有比對裂變產物（重要的有十餘種）更大的萃取能力（圖1），

通過多級萃取可使鈾、钚和裂變產物相分離。又由於TBP對三價钚( Pu ³⁺)萃取能力很小，利用這一性質可以分離鈾、钚。在普雷克斯流程中，含有還原劑(如氨基磺酸亞鐵)的水溶液與萃取有鈾、钚的TBP接觸，钚還原成三價轉入水溶液，與留在TBP中的鈾分離。

　　TBP具有良好的化學穩定性，閃點高，揮發性小，與水僅稍微混溶，在很強的輻照場下發生部分分解，分解產物磷酸二丁酯和磷酸一丁酯可用堿溶液洗除，因此它容易再生使用，適用於核燃料後處理。但 TBP的密度與水相近，粘度較大，需要加入稀釋劑以降低密度和粘度。含有12～14個碳的飽和烴可以用作稀釋劑，最佳的稀釋劑是正十二烷，實用的是含烯烴和芳烴少的高級煤油。

　　流程概述　在普雷克斯流程處理之前輻照核燃料預先溶解於硝酸，然後將溶解液調節到所需的酸濃度、鈾濃度並使钚處於四價狀態。分離過程在多級逆流萃取設備（如混合澄清槽、萃取柱）中進行。首先是含鈾、钚、裂變產物的料液在第一個萃取設備中與TBP接觸（圖2），

鈾和钚被TBP萃取，而大部分裂變產物則留於水溶液中，從而實現鈾、钚與裂變產物的初級分離；在下一個萃取設備中用稀硝酸反萃取鈾、钚。這樣經過一次萃取和反萃取的操作過程，稱為一個萃取循環。經過第一萃取循環得到的鈾、钚溶液經過適當的處理（如蒸濃，調節硝酸和鈾的濃度，並使钚重新處於四價狀態）後進行第二次鈾、钚萃取，以進一步與殘留的裂變產物分離，再用還原劑溶液反萃取钚以實現鈾、钚分離，然後用稀硝酸反萃取鈾。這時所得到的鈾、钚產品純度往往還達不到要求，因此需要進行第三個萃取循環以提高純度。

　　以上所述僅是普雷克斯流程的一種類型，還有其他類型。例如在第一萃取循環中就進行鈾、钚分離；用其他方法代替第三萃取循環（如用矽膠吸附法純化鈾，用陰離子交換法純化钚）；或經兩個萃取循環後鈾、钚產品純度已滿足要求，就不需第三個萃取循環瞭。

　　分離凈化效果　普雷克斯流程可以達到很好的分離凈化效果（見表）。

普雷克斯流程的分離凈化效果

　　

參考書目

　J.M.克利夫蘭著，《钚化學》翻譯組譯：《钚化學》，科學出版社，北京，1974。(J.M.Cleveland，The Chemistryof Plutonium，Gordcn &Breach，New York，1970.)