沈兴海课题组揭示锕系单离子与石墨炔配位规律并提出核燃料循环关键分离过程新策略

在核燃料循环领域，针对特定离子间的选择性分离关系到核工业的可持续发展问题。首先，为了将高放废液中的次锕系元素转变成短寿命或者稳定的核素，从而降低或消除核废物的长期危害，研究人员提出了“分离-嬗变”的处理方法。然而，高放废液中的镧系元素会成为次锕系元素的中子毒物，严重阻碍其嬗变过程，所以“镧锕分离”对于高放废液的处理至关重要。其次，锶、铯作为乏燃料中的主要释热元素和放射性来源，在现有处理流程中通常作为污染物被共同去除。由于锶、铯本身都是制作放射源的重要原料，进一步实现“锶铯分离”对于放射性资源的合理利用意义非凡。第三，钍在核能领域的应用受到了越来越多的重视。与铀相比，钍在其使用过程中产生的长寿命次锕系元素少，并能有效防止核扩散且具有储量丰富的优势。无论在矿产资源还是钍基熔盐堆的乏燃料中，钍与铀总是共存的，因此不断探索“钍铀分离”新方法对核工业可持续发展具有重要意义。