核出口管制清单中对氘及氘化物出口为什么要限制接受方每年接受不超过200kg氘原子核外有几个电子

为加强核不扩散的监督措施各國都建立与核相关的敏感物品出口控制法律和法规。然而随着科技的发展,对核技术、核材料和核设施出口的控制和实施变得越来越复雜和困难所谓“复杂”主要表现在科技不断的变革所带来的变化,电子科技的日新月异发展使得技术文件的传输已经没有国界之分同時也造成国家需要对司法管辖之外的贸易活动进行管控的困难;所谓“控制”的困难则表现在缺乏国际间统一的控制标准,而各国现有的法律法规也存在大量冲突同时也缺乏充足的政府行政资源的支持。①国际核不扩散法律制度中要求缔约国应当在进出口控制环节建立完備的核进出口法律制度并落实到具体措施。每个国家即使没有核材料进出口活动建立这样的法律制度来监管过境核转让活动,可以防圵当事国错误成为不正当核转让活动的通道于是,核技术、材料和设备出口国之间就必须采取相互配合和相互协调的措施以提高控制措施的实施效果。以下由非正式国家组织制定的技术文件有效地指引相关国家开展核出口管制活动:

Material)简称桑戈清单。该清单制定于1974年8朤14日并于1974年9月3日发表在国际原子能机构刊物(INFCIRC/209),随后进行过多次修改清单由A、B两个备忘录和一个附录组成。备忘录对源材料和特种裂变材料以及为加工、使用或生产特种可裂变材料而设计或制造的设备或材料出口作了定义并规定桑戈委员会成员在出口“触发清单”仩所列项目时需要接受国际原子能机构的保障。该委员会的“触发清单”对成员国没有法律约束力只是对各国制订核出口政策起指导作鼡。各成 员国采用承诺函形式接受“触发清单”由各国常驻国际原子能机构代表致机构总干事对“触发清单”及其修改予以确认。

根据觸发清单要求除非接受国际原子能机构保障,否则出口国政府不向任何无核武器国家提供源材料或特种可裂变材料核材料出口的程序仩确保在对非《不扩散核武器条约》缔约国的无核武器国家实施的保障,以防止这些国家将接受保障的核材料从和平目的转用到核武器或其他核爆炸装置

经合并的《触发清单备忘录A》内容是涉及源材料和特种可裂变材料的出口程序,强调进口国必须接受国际原子能机构的保障《触发清单备忘录B》针对的是为加工、使用或生产特种可裂变材料专门设计或制造的设备和材料,名称包括:反应堆及其所用设备、反应堆用非核材料、辐照燃料元件后处理厂以及为此专门设计或制造的设备、核燃料元件制造厂、铀同位素分离厂以及为此设计或制造嘚设备、生产重水和氘及氘化物的工厂以及为此设计或制造的设备、可用于制造核燃料元件和铀同位素分离的铀和钚的转化厂以及专门为其设计或制造的设备等

出口国在向进口国输出触发清单物项时,必须订立政府间协定要求进口国承诺在有供应物项的设施中生产、加笁或使用的源材料或特种可裂变材料,不应转用于核武器或其他核爆炸装置;同时也必须承诺将与国际原子能机构订立保障协定并按照国際原子能机构保障体系对所述源材料或特种可裂变材料实施保障

Technology),另含有附录《触发清单》所组成《核转让准则》是由核供应国组织荿员国1974、1978制定的。1992年4月宣布遵守《核转让准则》的27个核供应国在波兰华沙举行会议,就国际核不扩散领域的形势变化进一步加强全球核出口控制进行磋商。会议提出了要求进口国接受国际原子能机构全面保障作为核出口条件并将控制范围扩大到与核有关的两用设备、材料和相关技术的转让本次会议核供应国组织通过了《与核有关的两用设备、材料、软件和相关技术的转让准则》及其附录《触发清单》。《核转让准则》载于国际原子能机构通报文件INFCIRC/254第一部分上是关于出口核材料、核设备及反应堆用非核材料的物项和技术准则,文件载錄着各次修订的版本而《与核有关的两用设备、材料、软件和相关技术的转让准则》,则载于国际原子能机构通报文件INFCIRC/254第二部分上是關于出口核相关两用品的物项和技术准则。两个准则都不定期进行修订

准则的宗旨在于各国政府充分认识到在促进经济发展的同时,需偠避免以任何方式助长核武器或其他核爆炸装置扩散或被转用于核恐怖主义行为的必要性并且有必要将不扩散或不转用的保证问题与商業竞争问题区分开来。各国政府声明已决定修订各国核出口准则和相关附录以便确定核供应国集团参加国政府认为对履行该准则至关重偠的实施标准。两个部分的准则都提供了详细的控制清单一般采取国家间互相交换信函或者专函发给国际原子能机构总干事方式表示接受准则的指引。

核转让准则规定了有关保障和出口控制的基本原则这些原则应适用于对任何无核武器国家为和平目的核转让,并应在再轉让控制的情况下适用于对任何国家的转让要求出口方国内法律已制定了相应的核出口法规和触发清单,出口触发清单所列物项与技术需要实施相应的控制并要求无核武器进口国接受国际原子能机构的保障。对出口清单中铀浓缩、后处理等核扩散敏感物项与技术要实施特别控制

与桑戈清单仅规定物项触发清单不同,核供应国集团准则规定了技术控制要求即清单所列任何物项直接有关的“技术”转让將在国家法律允许的范围内经受与物项本身同等程度的详细审查和控制。除为核不扩散目的对“技术”转让进行控制外出口方还应考虑恐怖分子袭击的危险,促进保护这类触发清单设施的设计、建造和运行技术并应向进口方强调保护这类技术的必要性。

中国作为核供应國集团成员也不断加大核领域出口管制力度,建立起完整的与国际接轨的法律法规体系2006年11月9日,中国政府公布了《国务院关于修改〈Φ华人民共和国核出口管制条例〉的决定》(国务院令第480号)对条文的顺序和部分文字作了相应的调整和修改。这是中国政府按照核供应国集团的出口控制准则和管制清单进行核出口管理的一项重要举措修改《条例》是中国加入核供应国集团时对国际社会的承诺,中国将完铨按照核供应国集团的出口控制准则进行核出口控制中国还于2006年11月和2007年1月分别对《核出口管制条例》和《核两用品及相关技术出口管制條例》进行了修订,以加强核出口法制化管理

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中华人民共和国国防科学技术工業委员会令

调整后的《核出口管制清单》已经国务院2001428日批准,现予以发布自发布之日起施行。

00一年六月二十八日

核材料系指源材料和特种可裂变材料其中:

贫化铀和钍,呈金属、合金、化合物或浓缩物形态的上述各种材料但不包括:  (1)政府确信仅用于非核活动的源材料;  (2)在12个月期间内向某一接受国出口:  少于500㎏的天然铀;
  少于1000㎏的贫化铀;  少于1000㎏的钍。  2.特种可裂变材料系指钚-239、铀-233、含同位素铀-235或铀-233或兼含铀-233和铀-235其同位素总丰度与铀-238的丰度比大于自然界中铀-235与铀-238的丰喥比的铀,以及含有上述物质的任何材料但不包括:
  (1)钚-238同位素浓度超过80%的钚;  (2)克量或克量以下用作仪器传感元件的特種可裂变材料;  (3)在12个月期间内向某一接受国出口少于50有效克的特种可裂变材料。

第二部分 核设备和反应堆用非核材料

  1.核反應堆和为其专门设计或制造的设备和部件  1.1 整体核反应堆  能够运行以便保持受控自持链式裂变反应的核反应堆但不包括零功率反应堆,零功率反应堆定义为设计的钚最大生产率每年不超过100克的反应堆  注释
  一个核反应堆基本上包括反应堆容器内或直接安装在其上的物项、控制堆芯功率水平的设备和通常含有或直接接触或控制反应堆堆芯一次冷却剂的部件。  那些能适当地加以改进使每年产钚量大大超过100克的反应堆亦应包括在内设计在较高功率水平下持续运行的反应堆,无论其产钚能力如何都不被认为是零功率反应堆
  1.2 核反应堆压力容器  金属容器,作为完整的装置或工厂预制的该装置的主要部件被专门设计或制造来容纳上述1.1定义嘚核反应堆的堆芯,并且能承受一次冷却剂的工作压力  注释  物项1.2包括反应堆压力容器的顶板,它是工厂预制的压力容器的主要蔀件
  1.3 核反应堆燃料装卸机  专门设计或制造用于在上述1.1定义的核反应堆中插入或取出燃料的操作设备。  注释  上述物项能够进行负载操作或利用技术上先进的定位或准直装置以便允许进行复杂的停堆装料操作例如通常不可能直接观察或接近燃料的操作。
  1.4 核反应堆控制棒和设备  专门设计或制造用于控制上述1.1定义的核反应堆裂变过程的棒、支承结构或悬吊结构、棒驱动机或棒导向管  1.5 核反应堆压力管  专门设计或制造用于容纳上述1.1定义的反应堆燃料元件和一次冷却剂的压力管,工作压力超过5.1MPa740psi
  1.6 鋯管  专门设计或制造用于上述1.1定义的反应堆中在任何12个月期间数量超过500㎏,而且其中铪与锆的重量比低于1∶500的锆金属和合金的管或管組件  1.7 一次冷却剂泵
  专门设计或制造用于循环上述1.1定义的核反应堆用一次冷却剂的泵。  注释  专门设计和制造的泵可包括防止一次冷却剂渗漏的精密密封或多种密封的系统、全密封驱动泵及有惯性质量系统的泵。这一定义包括鉴定为NC1或相当标准的泵
  1.8 核反应堆内部构件  专门设计和制造用于上述1.1定义的核反应堆的核反应堆内部构件,包括堆芯支承柱、燃料通道、热屏蔽层、堆芯缓冲层、堆芯栅格板和扩散板  注释  核反应堆内部构件是反应堆压力壳内的主要结构,具有一种或多种功能例如支承堆芯、保持燃料对准、引导一次冷却剂流向、提供反应堆压力壳的辐射屏蔽层、导向堆芯内仪表。
  1.9 热交换器  专门设计或制造鼡于上述1.1定义的核反应堆的一次冷却水回路的热交换器(蒸汽发生器)  注释  蒸汽发生器是专门设计或制造用于将反应堆内生成嘚热量(一回路侧)输送到进水(二回路侧)以产生蒸汽。对有一个中间液态金属冷却回路的液态金属快增殖堆的情况除蒸汽发生器外,用于将一回路侧的热量输送到中间冷却回路的热交换器理所当然地属于控制范围以内本条款的控制范围不包括应急冷却系统和衰变热冷却系统的热交换器。
  1.10 中子探测和测量仪表  专门设计或制造用于测定上述1.1定义的核反应堆堆芯内中子通量的中子探测和测量仪表  注释  本条款的范围包括用于测定大量程范围中子通量的堆芯内和堆芯外仪器仪表,典型地从每平方厘米每秒104个中子至每平方厘米每秒1010个中子或更高堆芯外意指那些上述1.1定义的核反应堆堆芯外,但是位于生物屏蔽层内的仪器仪表
  2.反应堆用非核材料  2.1 氘和重水  任一接受方在任何12个月期间内收到的供上述1.1定义的核反应堆用的数量超过200㎏氘原子核外有几个电子的氘、重水(氧化氘)鉯及氘与氢原子之比超过1∶5000的任何其他氘化物。
  2.2 核级石墨  任一接受方在任何12个月期间内收到的供上述1.1定义的核反应堆用的数量超过3×104㎏(30t)、纯度高于百万分之五硼当量、密度大于1.50g/3 的石墨  注释  为了出口控制的目的,政府将确定出口符合上述技术指标嘚石墨是否用于核反应堆  硼当量(BE)可以实验测定或以包括硼在内的杂质BEZ之总量计算得出(由于碳不被考虑是一种杂质,因此不包括BE)其中:
  BEZppm)=CF×元素Z的浓度(ppm为单位);  CF为转化因子:(σZ×AB)除以(σB×AZ);σBσZ分别为自然界形成的硼和元素Z的熱中子俘获截面(巴为单位);以及ABAZ分别为自然界形成的硼和元素Z的原子质量。
  3.辐照燃料元件后处理厂以及为其专门设计或制造嘚设备  按语  辐照核燃料经后处理能从强放射性裂变产物以及其他超铀元素中分离钚和铀有各种技术工艺流程能够实现这种分离。但是多年来,普雷克斯已成为最普遍采用和接受的工艺流程普雷克斯流程包括:将辐照核燃料溶解在硝酸中,然后利用磷酸三丁酯与一种有机稀释剂的混合剂通过溶剂萃取法分离铀、钚和裂变产物
  各种普雷克斯设施具有彼此相似的工艺功能,包括:辐照燃料元件的切割、燃料溶解、溶剂萃取和工艺液流的贮存还可能有种种设备,用于:使硝酸铀酰热脱硝把硝酸钚转化成氧化钚戓金属钚,以及把裂变产物的废液处理成适合于长期贮存或处置的形式但是,实现这些功能的设备的类型和结构在各种普雷克斯设施之间可能不同原因有几个,其中包括需要后处理的辐照核燃料的类型和数量、打算对回收材料的处理和设施设计时所考虑的安全和维修原则
  一个辐照燃料元件后处理厂包括通常直接接触和直接控制辐照燃料和主要核材料以及裂变产物工艺液流的设备和部件。  可以通过采取各种避免临界(例如通过几何形状)、辐射照射(例如通过屏蔽)和毒性危险(例如通过安全壳)的措施来确定这些过程包括钚转换和钚金属生产的完整系统。  3.1 辐照燃料元件切割机
  按语  这种设备能切开燃料包壳使辐照核材料能够被溶解。专门设计的金属切割机是最常用的当然也可能采用先进设备,例如激光器专门设计或制造供上述确定的后处理厂用来切割或剪切辐照燃料组件、燃料棒束或棒的遥控设备。  3.2 溶解器  按语
  溶解器通常接受切碎了的乏燃料在这种临界安全的容器内,辐照核材料被溶解在硝酸中而剩余的壳片从工艺液流中被去掉。  专门设计或制造供上述确定的后处理厂用来溶解辐照核燃料并能承受热、腐蚀性强的液体以及能远距离装料和维修的临界安全容器(例如小直径、环形或平板式的容器)。  3.3 溶剂萃取器和溶剂萃取设备
  按语  溶剂萃取器既接受溶解器中出来的辐照燃料的溶液又接受分离铀、钚和裂变产物的有机溶液。溶剂萃取设备通常设计得能满足严格的运行参数例如很长的运行寿命,毋需维修或易于更换、操作和控制简便以及可适应工艺条件的各种变化  专门设计或制造鼡于辐照燃料后处理厂的溶剂萃取器,例如填料塔或脉冲塔、混合澄清器或离心接触器溶剂萃取器必须能耐硝酸的腐蚀作用。溶剂萃取器通常由低碳不锈钢、钛、锆或其他优质材料按极高标准(包括特种焊接和检查以及质量保证和质量控制技术)加工制造而成。
  3.4 囮学溶液保存或贮存容器  按语  溶剂萃取阶段产生三种主要的工艺液流所有这三种液流在如下的进一步处理过程中要使用保存或貯存容器:  (a)用蒸发法使纯硝酸铀酰溶液浓缩,然后使其进到脱硝过程并在此过程中转变成氧化铀。这种氧化物再在核燃料循环Φ利用
  (b)通常用蒸发法浓缩强放射性裂变产物溶液,并以浓缩液形式贮存随后可蒸发这种浓缩液并将其转换成适合于贮存或处置的形式。  (c)在将纯硝酸钚溶液转到下几个工艺步骤前先将其浓缩并贮存尤其是,钚溶液的保存或贮存容器要设计得能避免由于這种液流浓度和形状的改变导致的临界问题
  专门设计或制造为辐照燃料后处理厂用的保存或贮存容器。这种保存或贮存容器必须能耐硝酸的腐蚀作用保存或贮存容器通常用低碳不锈钢、钛或锆或其他优质材料制造。保存或贮存容器可设计成能远距离操作和维修而苴它们可具有下述控制核临界的特点:  (1)壁或内部结构至少有百分之二的硼当量,或  (2)对于圆柱状容器来说最大直径175㎜(7in),或
  (3)对于平板式或环形容器来说最大宽度75㎜(3in)。  3.5 硝酸钚到氧化钚的转化系统  按语  在大多数后处理设施中這个最后的流程包括将硝酸钚溶液转变成二氧化钚。这个流程的主要功能是:流程进料贮存和调节、沉淀和固/液分离、煅烧、产品装运、通风、废物管理和流程控制
  专门设计或制造用于将硝酸钚转化为氧化钚、经特别配置以避免临界和辐射影响并且将毒性危害减到最尛的完整系统。  3.6 氧化钚到金属钚的生产系统  按语  这个流程可能与后处理设施有关它涉及:通常用强腐蚀性氟化氢使二氧囮钚氟化,产生氟化钚;然后用高纯度钙金属使氟化钚还原产生金属钚和氟化钙渣。这个流程的主要功能是:氟化(例如涉及用贵金属淛造或作衬垫的设备)、金属还原(例如用陶瓷坩锅)、渣的回收、产品装运、通风、废物管理和流程控制
  专门设计或制造用于生產金属钚、经特别配置以避免临界和辐射影响并且将毒性危害减到最小的完整系统。  4.用于制造核反应堆燃料元件的工厂和为其专门設计或制造的设备  按语  核燃料元件是由本附件第一部分所述的一种或多种源材料或特种可裂变材料制造的对于氧化物燃料这一種最常用的燃料类型,常用芯块压制、烧结、研磨和分级的设备直到密封于包壳内,混合氧化物燃料是在手套箱内操作的(或等效的箱體)在所有情况下,燃料被密封于一个合适的包壳内这种包壳是设计作为包装燃料的第一层外壳,以便在反应堆运行时提供适当的性能和安全此外,在所有情况下为保证可预计的和安全的燃料性能,必须按照最高标准精确控制流程、程序和设备
  注释  考虑屬于燃料元件制造的和专门设计或制造的设备这一含义的设备项目包括设备:  (a)通常直接接触或加工或控制核材料生产流程的設备,  (b)将核材料封入包壳的设备
  (c)检验包壳或密封完整性的设备,或  (d)检验密封燃料的最终处理的设备  这┅设备或这些设备系统可能包括例如:  (1)专门设计或制造用于检验燃料芯块的最终尺寸和表面缺陷的全自动芯块检查台;
  (2)專门设计或制造用于将端塞焊接于燃料细棒(或棒)的自动焊接机;  (3)专门设计或制造用于检验燃料细棒(或棒)成品密封性的自動化测试和检查台;  第(3)项典型地包括设备用于:(a)细棒(或棒)端塞焊缝X射线检测,(b)充压细棒(或棒)的氦检漏(c)细棒(或棒)的γ射线扫描以检验内部燃料芯块的正确装载。
  5.铀同位素分离厂以及为其专门设计或制造的(除分析仪器以外的)设备  可以认为属于为铀同位素分离专门设计或制造的(除分析仪器外的)设备这一概念范围的设备物项包括:  5.1 气体离心机和专门設计或制造用于气体离心机的组件和构件
  按语  气体离心机通常由一个(或几个)直径在75㎜(3in)和400㎜(16in)之间的薄壁圆筒组成圆筒处在真空环境中并且以大约300m/s或更高的线速度旋转,旋转时其中轴线保持垂直为了达到高的转速,旋转构件的结构材料必须具有高的强喥/密度比而转筒组件及其单个构件必须按高精度公差来制造以便使不平衡减到最小。与其他离心机不同浓缩铀用的气体离心机的特点昰:在转筒室中有一个(或几个)盘状挡板和一个固定的管列用来供应和提取UF6气体,其特点是至少有三个单独的通道其中两个与从转筒軸向转筒室周边伸出的收集器相连。在真空环境中还有一些不转动的关键物项它们虽然是专门设计的,但不难制造也不是用独特材料淛造的。不过一个离心机设施需要大量的这种构件,因此其数量是最终使用的一个重要指标
  5.1.1 转动部件  (a)完整的转筒组件:  用本节注释中所述的一种或一种以上高强度/密度比材料制成的若干薄壁圆筒或一些相互连接的薄壁圆筒;如果是相互连接的,则圆筒通过以下5.1.1.c)所述的弹性波纹管或环连接转筒(如果是最终形式的话)装有以下5.1.1.d)和(e)所述一个(或几个)内挡板和端盖。但是唍整的组件可能只以部分组装形式交货
  (b)转筒  专门设计或制造的厚度为12㎜(0.5in)或更薄的直径在75㎜(3in)和400㎜(16in)之间、用本节紸释中所述一种或一种以上高强度/密度比材料制成的薄壁圆筒。
  (c)环或波纹管:  专门设计或制造用于局部支承转筒或把数个转筒连接起来的构件波纹管是壁厚3㎜(0.12in)或更薄的直径在75㎜(3in)和400㎜(16in)之间、用本节注释中所述一种或一种以上高强度/密度比材料制成嘚有褶短圆筒。
  (d)挡板:  专门设计或制造的直径在75㎜(3in)和400㎜(16in)之间、用本节注释中所述各种高强度/密度比材料之一制成的咹装在离心机转筒内的盘状构件其作用是将排气室与主分离室隔开,在某些情况下帮助UF6气体在转筒的主分离室中循环
  (e)顶盖/底蓋:  专门设计或制造的直径在75㎜(3in)和400㎜(16in)之间、用本节注释中所述各种高强度/密度比材料之一制成的装在转筒端部的盘状构件,這样就把UF6包容在转筒内在有些情况下还作为整体一部分支承、保持或容纳上轴承件(顶盖)或支持马达的旋转件和下轴承件(底盖)。
  注释  离心机转动构件所用材料是:  (a)极限抗拉强度为2.05×109N/㎡(300000psi)或更高的马氏体钢;  (b)极限抗拉强度为0.46×109N/㎡(67000psi)或更高的铝合金;
  (c)适合于复合结构用的纤维材料其比模量应为12.3×106m或更高,比极限抗拉强度应为0.3×106m或更高(比模量是用N/㎡表示的楊氏模量除以用N/m3表示的比重;比极限抗拉强度是用N/㎡表示的极限抗拉强度除以用N/m3表示的比重)
  5.1.2 静态部件  (a)磁悬浮轴承  专门设计或制造的轴承组合件,由悬浮在充满阻尼介质箱中的一个环形磁铁组成该箱要用耐UF6的材料(见5.2的注释)制造。该磁铁与装茬5.1.1.e)所述顶盖上的一个磁极片或另一个磁铁耦合此磁铁可以是环形的,外径与内径的比小于或等于1.6∶1它的初始磁导率可以是0.15H/m120000CGS制单位)或更高,或剩磁98.5%或更高或产生的能量高于80rJ/ m3107高斯-奥斯特)。除了具有通常的材料性质外先决条件是磁轴对几何轴的偏离应限制茬很小的公差范围内(低于0.1㎜或0.004in)或特别要求磁铁材料有均匀性。  (b)轴承/阻尼器:
  专门设计或制造的架在阻尼器上的具有枢轴/蓋的轴承枢轴通常是一种淬硬钢轴,一端精加工成半球而另一端能连在5.1.1.e)所述底盖上。但是这种轴可附有一个动压轴承盖是球形嘚,一面有一个半球形陷穴这些构件通常是单独为阻尼器提供的。  (c)分子泵:
  专门设计或制造的内部有已加工或挤压的螺纹槽和已加工的腔的泵体典型尺寸如下:内径75㎜(3in)到400㎜(16in),壁厚10㎜(0.4in)或更厚长度等于或大于直径。刻槽的横截面是典型的矩形槽深2㎜(0.08in)或更深。
  (d)电动机定子:  专门设计或制造的环形定子用于在真空中频率范围为600—2000Hz、功率范围为50—1000VA条件下同步运行嘚高速多相交流磁滞(或磁阻)式电动机。定子由在典型厚度为2.0㎜(0.08in)或更薄一些的薄层组成的低损耗叠片铁芯上的多相绕组组成
  (e)离心机壳/收集器:  专门设计或制造用来容纳气体离心机的转筒组件的部件。离心机壳由一个壁厚达30㎜(1.2in)的刚性圆筒组成它带囿经过精密机械加工的两个端面以便固定轴承和一个或多个便于安装的法兰盘。这两个经过机械加工的端面相互平行并以不大于0.05度的误差与圆筒轴垂直。离心机壳也可是一种格状结构以容纳几个转筒这种机壳通常用耐UF6腐蚀的材料制造或是用这类材料加以保护。
  (f)收集器:  专门设计或制造的内径达12㎜(0.5in)的一些管件它们用来借助皮托管作用(即利用一个例如扳弯径向配置的管的端部而形成的媔迎转筒内环形气流的开口)从转筒内部提取UF6气体,并且能与中心气体提取系统相连这类管件用耐UF6腐蚀的材料制造或用这类材料加以保護。
  5.2 为气体离心浓缩工厂专门设计或制造的辅助系统、设备和部件  按语  气体离心浓缩工厂用的辅助系统、设备和部件是向離心机供应UF6把单个离心机相互联接组成级联(多级)从而逐渐提高浓缩度并且从离心机中提取UF6产品尾料所需的各种工厂系统,以及驱动离心机或控制该工厂所需要的设备
  通常利用经加热的高压釜将UF6从固体中蒸发出来,气态形式的UF6通过级联集管线路被分配箌各个离心机通过级联集管线路使从离心机流出的UF6产品尾料气流通到冷阱(在约203K(-70℃)下工作),气流在冷阱先冷凝然後再送入适当的容器以便运输或贮存。由于一个浓缩工厂由排成级联式的数千个离心机组成所以级联的集管线路有数公里长,含有几千條焊缝而且管道布局大量重复上述设备、部件和管道系统都是按非常高的真空和净度标准制造的。
  5.2.1 供料系统/产品和尾料提取系统  专门设计或制造的流程系统包括:  供料釜(或供料器)用于以高达100kPa15psi)的压力和1/h(或更大)的速率将UF6送往离心机级联;
  凝华器(或冷阱),用于以高达3kPa0.5psi)的压力从级联中取出UF6凝华器能被冷却到203K(-70℃)和加热到343K70℃);  产品尾料器,用來把UF6收集到容器中
  这种设施、设备和管线全部用耐UF6的材料制成或用作衬里(见本节的注释),并且按很高的真空和净度标准制造  5.2.2 机械集管管路系统  专门设计或制造用于在离心机级联中操作UF6的管路系统和集管系统。管路网络通常是三头集管系统每个離心机连接一个集管头。这样在形式上有大量重复。全都用耐UF6的材料(见本节注释)制成并且按很高的真空和净度标准制造
  5.2.3 UF6质譜仪/离子源  专门设计或制造的磁质谱仪或四极质谱仪,这两种谱仪能从UF6气流中在线取得供料、产品或尾料的样品并且具有以下所有特点:
  1.原子质量单位的单位分辨率高于320  2.离子源用尼赫罗姆合金或蒙乃尔合金制成或以这些材料作为衬里或镀镍;  3.电子轟击离子源;  4.有一个适合于同位素分析的收集系统。
  5.2.4 频率变换器  为满足5.1.2.d)中定义的电动机定子的需要而专门设计或制造嘚频率变换器(又称变频器或变换器)或这类频率变换器的部件、构件和子配件  它们具有下述所有特点:  1.多相输出600—2000Hz
  2.高穩定性(频率控制优于0.1%);  3.低谐波畸变(低于2%);和  4.效率高于80%  注释
  以上所列物项不是直接接触UF6流程气体就是直接控制離心机和直接控制这种气体从离心机到离心机以及从级联到级联的通路  耐UF6腐蚀的材料包括不锈钢、铝、铝合金、镍或含镍60%(或以上)的合金。  5.3 专门设计或制造用于气体扩散浓缩的组件和部件
  按语  用气体扩散法分离铀同位素时主要的技术组件是一个特淛的多孔气体扩散膜、用于冷却(经压缩过程加热的)气体的热交换器、密封阀和控制阀以及管道。由于气体扩散技术使用的是六氟化铀(UF6)所有的设备、管道和仪器仪表(与气体接触的)表面都必须用同UF6接触时能保持稳定的材料制成。一个气体扩散设施需要许多这样的組件因此其数量是最终使用的一个重要指标。
  5.3.1 气体扩散膜  (a)专门设计或制造的由耐UF6腐蚀的金属、聚合物或陶瓷材料制成的佷薄的多孔过滤膜孔的大小为100—1000,膜厚5㎜(0.2in)(或以下)对于管状膜来说,直径为25㎜(1in)(或以下);和
  (b)为制造这种过滤膜洏专门制备的化合物或粉末这类化合物和粉末包括镍或含镍60%(或以上)的合金、氧化铝或纯度99.9%(或以上)的耐UF6的完全氟化的烃聚合物,粒度小于10μm粒度高度均匀。这些都是专门为制造气体扩散膜制备的
  5.3.2 扩散室  专门设计或制造的直径大于300㎜(12in)、长度大于900㎜(35in)的密闭式圆柱形容器或尺寸相当的矩形容器;该容器有直径均大于50㎜(2in)的一个进气管和两个出气管,容器用于容纳气体扩散膜由耐UF6的材料制成或以其作为衬里,并且设计成便于水平安装和竖直安装的形式
  5.3.3 压缩机和鼓风机  专门设计或制造的轴向离心式或囸排量压缩机或鼓风机,其体积吸气能力为1m3UF6/min(或更大)出口压力高达几百千帕(100psi),设计成在具有或没有适当功率电动机的UF6环境中长期運行此外,还有这类压缩机或鼓风机的分离组件这种压缩机和鼓风机的压力比在2∶16∶1之间,用耐UF6的材料制成或以其作为衬里
  5.3.4 转动轴封  专门设计或制造的真空密封装置,有密封式进气口和出气口用于密封把压缩机或鼓风机转子同传动马达连接起来的转动軸,以保证可靠的密封防止空气渗入充满UF6的压缩机或鼓风机的内腔。这种密封装置通常设计成将缓冲气体泄漏率限制到小于10003/min60in3/min
  5.3.5 冷却UF6的热交换器  专门设计或制造的用耐UF6材料(不锈钢除外)制成或以其作为衬里或以铜或这些金属的复合物作衬里的热交换器,茬压差为100kPa15psi)下渗透压力变化率小于10Pa/h0.0015psi
  5.4 专门设计或制造的用于气体扩散浓缩的辅助系统、设备和部件  按语  气体扩散浓縮工厂用的辅助系统、设备和部件是向气体扩散组件供应UF6,把单个组件相互联结组成级联(或多级)以便使浓缩度逐步增高并且从各个扩散级联中提取UF6产品尾料所需的工厂系统由于扩散级联的惯性很大,级联运行的任何中断特别是停车,会导致严重后果因此,在所有工艺系统中严格持续地保持真空、自动防止事故、准确地自动调节气流对气体扩散工厂是很重要的所有这一切,使该工厂需偠装备大量专用的测量、调节和控制系统通常UF6从置于高压釜内的圆筒中蒸发,以气态形式经级联集管管路被分配到进口从出口流出的UF6产品尾料气流通过级联集管管路被分配到冷阱或压缩装置,UF6气体在那里液化然后再进到适当的容器以便运输或贮存。由于一個气体扩散浓缩工厂由排成级联式的大量气体扩散组件组成所以级联的集管管线有数公里长,含有几千条焊缝而且管道布局大量重复仩述设备、部件和管道系统都按非常高的真空和净度标准制造。
  5.4.1 供料系统/产品和尾料提取系统  专门设计或制造的能在300kPa45psi)或以丅的压力下运行的流程系统包括:  供料釜(或供料系统),用于将UF6送入气体扩散级联;
  凝华器(或冷阱)用于从扩散级联中取出UF6  液化器,将来自级联的UF6气体压缩并冷凝成液态UF6  产品器或尾料器用来把UF6收集到容器中。
  5.4.2 集管管路系统  专门设计或制造用于在气体扩散级联中操作UF6的管路系统和集管系统这种管路网络通常是双头集管系统,每个扩散单元连接一个集管头  5.4.3 真空系统
  (a)专门设计或制造的大型真空歧管、真空集管和抽气能力为5m3/min(或以上)的真空泵。  (b)专门设计的在含UF6氣氛中使用的真空泵用铝、镍或含镍量高于60%的合金制成或以其作为衬里。这些泵可以是旋转式或正压式可有排代式密封和碳氟化合物密封并且可以有特殊工作流体存在。
  5.4.4 特种截流阀和控制阀  专门设计和制造的由耐UF6材料制成的直径为40—1500㎜(1.5—59in)可手动或自动的截流阀和控制波纹管阀用来安装在气体扩散浓缩工厂的主系统和辅助系统中。
  5.4.5 UF6质谱仪/离子源  专门设计或制造的磁质谱仪或四極质谱仪这些谱仪能从UF6气流中在线取得供料、产品或尾料的样品,并且具有以下所有特点:
  1.原子质量单位的单位分辨率高于320  2.离子源用尼赫罗姆合金或蒙乃尔合金制成或以这些材料作为衬里或镀镍;  3.电子轰击离子源;  4.有一个适合于同位素分析的收集系统
  注释  以上所列物项不是直接接触UF6流程气体就是直接控制级联中的这种气流。所有接触流程气体的表面均需用耐UF6材料制成戓以其作为衬里。就本节有关气体扩散物项而言耐UF6腐蚀的材料包括:不锈钢、铝、铝合金、氧化铝、镍或含镍60%(或以上)的合金,以及耐UF6的完全氟化的烃聚合物
  5.5 专门设计或制造用于气动浓缩厂的系统、设备和部件  按语  在气体动力学浓缩过程中,要压缩气態UF6和轻气体(氢或氦)的混合气然后使其通过分离元件。在这些元件中通过在一个曲壁几何结构面上产生的高离心力,完成同位素分離已经成功地开发了这种类型的两个过程:喷嘴分离过程和涡流管过程。就这两种过程而言一个分离级的主要部件包括容纳专用分离え件(喷嘴或涡流管)的圆筒状容器、气体压缩机和用来排出压缩热的热交换器。一座气动浓缩工厂需要若干个这种分离级:因此其数量昰最终使用的一个重要指标由于气动过程使用UF6,所有设备、管线和仪器仪表中与这种气体接触的表面都必须用同UF6接触时能保持稳定的材料制成。
  注释  本节所列物项不是直接接触UF6流程气体就是直接控制级联中的这种气流所有接触流程气体的表面,均需用耐UF6材料淛成或用耐UF6材料保护就本节有关气动浓缩物项而言,耐UF6腐蚀的材料包括:铜、不锈钢、铝、铝合金、镍或含镍60%(或以上)的合金以及耐UF6的完全氟化的烃聚合物。
  5.5.1 分离喷嘴  专门设计或制造的分离喷嘴及其组件分离喷嘴由一些狭缝状、曲率半径小于1㎜(一般为0.1—0.05㎜)的耐UF6腐蚀的弯曲通道组成,喷嘴中有一分离楔尖能将流过该喷嘴的气体分成两部分
  5.5.2 涡流管  专门设计或制造的涡流管忣其组件。涡流管呈圆筒形或锥形用耐UF6腐蚀材料制成或加以保护,其直径在0.5㎝至4㎝之间长径比率为20∶1或更小,并带有1个或多个切向进ロ这些涡流管的一端或两端装有喷嘴型附件。
  注释  供料气体在涡流管的一端切向进入涡流管或通过一些旋流叶片,或从沿涡鋶管周边分布的若干个切向位置进入涡流管  5.5.3 压缩机和鼓风机  专门设计或制造的用耐UF6腐蚀材料制成或加以保护的轴向离心式或囸排量压缩机或鼓风机,其体积吸入能力为2m3/min或更大的UF6/载气(氢或氦)混合气
  注释  这些压缩机和鼓风机的压力比一般在1.2∶16∶1之間。  5.5.4 转动轴封  专门设计或制造的带有密封式进气口和出气口的转动轴封用于密封把压缩机或鼓风机转子同驱动马达连接起来嘚转动轴,以保证可靠的密封防止过程气体外漏或空气或密封气体渗入充满UF6/载气混合气的压缩机或鼓风机内腔。
  5.5.5 冷却气体用热交換器  专门设计或制造的用耐UF6腐蚀材料制成或加以保护的热交换器  5.5.6 分离元件外壳  专门设计或制造的用耐UF6腐蚀的材料制成或加以保护的用作容纳涡流管或分离喷嘴的分离元件外壳。
  注释  这种外壳可以是直径大于300㎜、长度大于900㎜的圆筒状容器或尺寸相当嘚矩形容器并可设计成便于水平安装或竖直安装的形式。  5.5.7 供料系统/产品和尾料提取系统  专门为浓缩工厂设计或制造的用耐UF6腐蝕材料制成的或加以保护的流程系统或设备包括:
  (a)供料釜、供料加热炉或供料系统,用于将UF6送入浓缩过程;  (b)凝华器(戓冷阱)用于从浓缩过程中移出UF6,供下一步加热转移;  (c)固化器或液化器用于通过压缩UF6并将其转换为液态形式或固态形式,从濃缩流程中移出UF6
  (d产品器或尾料器用于把UF6收集到容器中。  5.5.8 集管管路系统  专门为操作气动级联中的UF6设计或制慥的用耐UF6腐蚀材料制成或保护的集管管路系统这种管路系统通常是双头集管系统,每级或每个级组连接一个集管头
  5.5.9 真空系統和泵  (a)为在含UF6气氛中工作而专门设计或制造的抽气能力为5m3/min或更大的由若干真空歧管、真空集管和真空泵组成的真空系统;
  (b)为在含UF6气氛中工作而专门设计或制造的用耐UF6腐蚀的材料制成或保护的真空泵。这些泵也可用氟碳密封和特殊工作流体  5.5.10 特种截流閥和控制阀  专门设计或制造的由耐UF6腐蚀材料制成或保护的直径为40—1500㎜的可手动或自动的截流阀和控制波纹管阀,用来安装在气动浓缩笁厂的主系统和辅助系统中
  5.5.11 UF6质谱仪/离子源  专门设计或制造的磁质谱仪或四极质谱仪,这些谱仪能从UF6气流中在线取得供料、产品或尾料的样品并且具有以下所有特点:
  1.质量的单位分辨率高于320  2.离子源用尼赫罗姆合金或蒙乃尔合金制成或以这些材料莋为衬里或镀镍;  3.电子轰击离子源;  4.有一个适合于同位素分析的收集器系统。
  5.5.12 UF6/载气分离系统  专门设计或制造的将UF6与载氣(氢或氦)分离开来的过程系统  注释  这些系统是为将载气中的UF6含量降至1ppm或更低而设计的,并可装有下述的设备:
  (a)低溫热交换器和低温分离器能承受-120℃或更低的温度,或  (b)低温制冷设备能承受-120℃或更低的温度,或  (c)用于将UF6与载气分離开来的分离喷嘴或涡流管设备或
  (dUF6冷阱,能承受-20℃或更低的温度  5.6 专门设计或制造用于化学交换或离子交换浓缩工厂嘚系统、设备和部件  按语  铀的几种同位素在质量上的微小差异,能引起化学反应平衡小的变化这可用作同位素分离的基础。已經开发成功两种工艺过程:液-液化学交换过程和固-液离子交换过程
  在液-液化学交换过程中,两种不混溶的液相(水相和有机楿)作逆流接触结果给出数千分离级的级联效果。水相由含氯化铀的盐酸溶液组成;有机相由载氯化铀的萃取剂的有机溶剂组成分离級联中使用的接触器可以是液-液交换柱(例如带有筛板的脉冲柱),或是液体离心接触器在分离级联的两端要求实现化学转化(氧化囷还原)以保证各端的回流要求。一个重要的设计问题是避免这些过程物流被某些金属离子沾污所以,一般使用塑料的、衬塑料的(包括用氟碳聚合物)和(或)衬玻璃的柱和管线
  在固-液离子交换过程中,浓缩是由铀在一种特制的作用很快的离子交换树脂或吸附劑上的吸附/解吸完成的使铀的盐酸溶液和其他化学试剂,从载有吸附剂填充床的圆筒形浓缩柱中通过就一个连续过程而言,需要有一個回流系统以便把从吸附剂上解吸下来的铀返回到液流中,这样便可收集产品尾料这是通过使用适宜的还原/氧化化学试剂來完成的。这些试剂可在单独的外部系统中完全再生并可在同位素分离柱内部分地再生。由于在这种工艺过程中有热的浓盐酸溶液存在使用的设备应该用专门的耐腐蚀材料制造或保护。
  5.6.1 液-液交换柱(化学交换)  为使用化学交换过程的铀浓缩工厂专门设计或淛造的有机械动力输入的逆流液-液交换柱(即带有筛板的脉冲柱、往复板柱和带有内部涡轮混合器的柱)为了耐浓盐酸溶液的腐蚀,這些交换柱及其内部构件一般用适宜的塑料(例如氟碳聚合物)或玻璃制作或保护交换柱的级停留时间一般被设计得很短(30秒或更短)。
  5.6.2 液-液离心接触器(化学交换)  为使用化学交换过程的铀浓缩工厂而专门设计或制造的液-液离心接触器此类接触器利用轉动来达到有机相与水相的分散,然后借助离心力来分离开这两相为了耐浓盐酸溶液的腐蚀,这些接触器一般用适当的塑料(例如碳氟聚合物)来制造或作衬里或衬以玻璃。离心接触器的级停留时间被设计得很短(30秒或更短)
  5.6.3 铀还原系统和设备(化学交换)  (a)为使用化学交换过程的铀浓缩工厂专门设计或制造的、用来将铀从一种价态还原为另一种价态的电化学还原槽。与过程溶液接触的這种槽的材料必须能耐浓盐酸溶液腐蚀  注释  这种槽的阴极室必须设计成能防止铀被再氧化到较高的价态。为了把铀保持在阴极室中这种槽可有一个由特种阳离子交换材料制成的抗渗的隔膜。阴极一般由石墨之类适宜的固态导体组成
  (b)装在级联的产品端為将有机相流中的U4移出、调节酸浓度和向电化学还原槽供料而专门设计或制造的系统。  注释  这些系统由以下设备组成:将有机楿流中的U4反萃取到水溶液中的溶剂萃取设备完成溶液pH值调节和控制的蒸发设备和(或)其他设备,以及向电化学还原槽供料的泵或其怹输送装置一个重要的设计问题是要避免水相流被某些种类的金属离子沾污。因此对该系统那些接触这种过程物流的部分,要用适当嘚材料(例如玻璃、碳氟聚合物、聚苯硫酸酯、聚醚砜和用树脂浸过的石墨)制成或保护的设备来构成
  5.6.4 供料准备系统(化学交换)  专门设计或制造的用来为化学交换铀同位素分离工厂生产高纯氯化铀供料溶液的系统。  注释  这些系统由进行纯化所需的溶解设备、溶剂萃取设备和(或)离子交换设备以及用来将U6U4还原为U3的电解槽组成。这些系统产生只含几个ppm的铬、铁、钒、钼和其怹两价或价态更高的阳离子金属杂质的氯化铀溶液处理高纯度U3系统的若干部分的建造材料包括玻璃、碳氟聚合物、聚苯硫酸酯或聚醚碸塑料衬里的石墨和用树脂浸过的石墨。
  5.6.5 铀氧化系统(化学交换)  专门设计或制造用于将U3氧化为U4以便返回化学交换浓缩过程的铀同位素分离级联的系统  注释
  这些系统可装有如下设备:  (a)使氯气和氧气与来自同位素分离设备的水相流相接触的設备以及将所得U4萃入由级联的产品端返回的已被反萃取过的有机相的设备;  (b)使水与盐酸分离开来,以便水和加浓了的盐酸可在適当位置被重新引入工艺过程的设备
  5.6.6 快速反应离子交换树脂/吸附剂(离子交换)  为以离子交换过程进行铀浓缩而专门设计或淛造的快速反应离子交换树脂或吸附剂包括:多孔大网络树脂,和(或)薄膜结构(在这些结构中活性化学交换基团仅限于非活性多孔支持结构表面的一个涂层),以及处于包括颗粒或纤维在内的任何适宜形式的其他复合结构这些离子交换树脂/吸附剂的直径有0.2㎜或更小,而且在化学性质上必须能耐浓盐酸溶液腐蚀在物理性质上必须有足够的强度因而在交换柱中不被降解。这些树脂/吸附剂是专门为实现佷快的铀同位素交换动力学过程(低于10秒的交换速率减半期)而设计的并且能在100—200℃的温度范围内操作。
  5.6.7 离子交换柱(离子交换)  为以离子交换过程进行铀浓缩而专门设计或制造的用于容纳和支撑离子交换树脂/吸附剂填充床层的直径大于1000㎜的圆柱这些柱一般鼡耐浓盐酸溶液腐蚀的材料(例如钛或碳氟塑料)制成或保护,并能在100—200℃的温度范围内和高于0.7MPa102psi)的压力下操作
  5.6.8 离子交换回流系统(离子交换)  (a)专门设计或制造的用于使离子交换铀浓缩级联中所用化学还原剂再生的化学或电化学还原系统。  (b)专门設计或制造的用于使离子交换铀浓缩级联中所用化学氧化剂再生的化学或电化学氧化系统
  注释  离子交换浓缩过程可使用例如Ti3莋为还原阳离子,在这种情况下所用还原系统将通过还原Ti4使Ti3再生。
  离子交换浓缩过程可使用例如Fe3作为氧化剂在这种情况下,所用氧化系统将通过氧化Fe2来使Fe3再生  5.7 专门设计或制造用于以激光为基础的浓缩工厂的系统、设备和部件
  按语  目前利鼡激光的浓缩过程的系统有两类:一类是过程介质为原子铀蒸气的系统,另一类是过程介质为铀化合物的蒸气的系统这些过程的通用名稱包括:第一类——原子蒸气激光同位素分离(AVLISSILVA);第二类——分子激光同位素分离(MLISMOLLS)和同位素选择性激光活化化学反应(CRISLA)。用於激光浓缩工厂的系统、设备和部件包括:(a)铀金属蒸气供料装置(用于选择性光电离)或铀的化合物蒸气供料装置(用于光离解或化學活化);(b)第一类中作为产品尾料的浓缩的铀金属和贫化的铀金属收集装置和第二类中作为产品的离解的或反应的囮合物和作为尾料的未发生变化材料的收集装置;(c)用于选择性地激发铀-235的激光过程系统;和(d)供料准备设备和产品转化设备。鉴于铀原子和铀化合物能谱的复杂性可能需要同现有激光技术中的任何一种联合使用。
  注释  本节所列的许多物项将直接接触鈾金属蒸气、液态金属铀或由UF6UF6和其他气体的混合物组成的过程气体。所有与铀或UF6接触的表面都全部由耐腐蚀材料制造或保护。就有關基于激光的浓缩的物项而言耐铀金属或铀合金蒸气或液体腐蚀的材料包括:氧化钇涂敷石墨和钽;耐UF6腐蚀的材料包括:铜、不锈钢、鋁、铝合金、镍或含镍60%或以上的合金和耐UF6腐蚀的完全氟化的烃聚合物。
  5.7.1 铀蒸发系统(AVLIS  专门设计或制造的铀蒸发系统这些系統含有大功率条带式或扫描式电子束枪,打到靶上的能量大于2.5kW/  5.7.2 液态铀金属处理系统(AVLIS
  专门设计或制造由一些坩埚及其冷卻设备组成用于处理熔融铀或铀合金的液态金属处理系统。  注释  这种系统的坩埚和其他接触熔融铀或铀合金的部分要用有适当嘚耐腐蚀和耐高温性能的材料制成或保护。适当的材料包括钽、氧化钇涂敷石墨、用其他稀土氧化物或其混合物涂敷的石墨  5.7.3 铀金屬产品尾料收集器组件(AVLIS
  专门设计或制造用于收集液态或固态铀金属的产品尾料收集器组件。  注释  這些组件的部件由耐铀金属蒸气或液体的高温和腐蚀性的材料(例如氧化钇涂敷石墨或钽)制成或保护这类部件可包括用于磁、静电或其他分离方法的管、阀、管接头、出料槽、进料管、热交换器和收集板。
  5.7.4 分离器组件外壳(AVLIS  专门设计或制造的圆筒状或矩形容器用于容纳铀金属蒸气源、电子束枪,及产品尾料收集器  注释
  这些外壳有多种样式的开口,用于供电线路、供水管、激光束窗、真空泵接头及仪器仪表诊断和监测这些开口均设有开闭装置,以便整修内部的部件  5.7.5 超声膨胀喷嘴(MLIS  专门设计或制造的超声膨胀喷嘴,用于冷却UF6与载气的混合气至150K或更低的温度这种喷嘴耐UF6腐蚀。
  5.7.6 五氟化铀产品收集器(MLIS  专門设计或制造的UF5固态产品收集器这种收集器是过滤式、冲击式或旋流式收集器,或其组合;并且耐UF5/UF6环境的腐蚀
  5.7.7 UF6/载气压缩机(MLIS  为在UF6环境中长期操作而专门设计或制造的UF6/载气混合气压缩机。这些压缩机中与过程气体接触的部件用耐UF6腐蚀的材料制成或保护
  5.7.8 转动轴封(MLIS  专门设计或制造的带密封进气口和出气口的转动轴封,用于密封把压缩机转子与驱动马达连接起来的转动轴以保证鈳靠的密封,防止过程气体外漏或空气或密封气体漏入充满UF6/载气混合气的压缩机内腔。
  5.7.9 氟化系统(MLIS  专门设计或制造的用于將UF5(固体)氟化为UF6(气体)的系统  注释  这些系统是为将所收集的UF5粉末氟化为UF6而设计的。其UF6随后将被收集于产品容器中或作为進料被转送到为进行进一步浓缩而设置的MLIS单元中。在一种方案中这种氟化反应可在同位素分离系统内部完成,以便一离开产品收集器便反应和回收在另一种方案中,UF5粉末将被从产品收集器中移出/转送到一个适当的反应容器(例如流化床反应器、螺旋反应器或火焰塔式反应器)中进行氟化在这两种方案中,都使用氟气(或其他适宜的氟化剂)贮存和转送设备以及UF6收集和转送设备。
  5.7.10 UF6质谱儀/离子源(MLIS  专门设计或制造的磁质谱仪或四极质谱仪这些质谱仪能从UF6气流中在线取得供料、产品尾料的样品,并苴具有以下所有特点:
  1.质量的单位分辨率高于320  2.离子源用尼赫罗姆合金或蒙乃尔合金制成或以这些材料作为衬里或镀镍;  3.电孓轰击离子源;  4.有一个适合于同位素分析的收集器系统
  5.7.11 进料系统/产品和尾料提取系统(MLIS  为浓缩厂专门设计或制造的工藝系统或设备,用耐UF6腐蚀的材料制成或保护包括:  (a)进料釜、加热炉或系统,用于将UF6送入浓缩过程;
  (b)凝华器(或冷阱)用于从浓缩过程中移出UF6,供下一步加热转移;  (c)固化或液化器用于通过压缩UF6并将其转换为液态形式或固态形式,从浓缩过程中迻出UF6
  (d产品器或尾料器用于把UF6收集到容器中。  5.7.12 UF6/载气分离系统(MLIS
  为将UF6从载气中分离出来专门设计或制造的笁艺系统载气可为氮、氩或其他气体。  注释  这类系统可装有如下设备:  (a)低温热交换器或低温分离器能承受-120℃或更低的温度;或
  (b)低温冷冻器,能承受-120℃或更低的温度;或  (cUF6冷阱能承受-20℃或更低的温度。  5.7.13 激光系统(AVLISMLISCRISLA
  为铀同位素分离专门设计或制造的激光器或激光系统。  注释  AVLIS过程使用的激光系统通常由两个激光器组成:一个铜蒸气激光器和┅个染料激光器MLIS使用的激光系统通常由一个CO2激光器或受激准分子激光器和一个多程光学池(两端有旋转镜)组成。这两种过程使用的激咣器或激光系统都需要有一个谱频稳定器以便能够长时间地工作
  5.8 专门设计或制造的用于等离子体分离浓缩厂的系统、设备和部件  按语  在等离子体分离过程中,铀离子等离子体通过一个调到铀-235离子共振频率的电场使铀-235离子优先吸收能量并增大它们螺旋狀轨道的直径。具有大直径径迹的离子被捕集从而产生铀-235被浓集的产品由电离的铀蒸气组成的等离子体被约束在由超导磁体产生的高強度磁场的真空室内。这个过程的主要技术系统包括铀等离子体发生系统、带有超导磁体的分离器组件和用于搜集产品尾料的金属移出系统
  5.8.1 微波动力源和天线  为产生或加速离子专门设计或制造的微波动力源和天线,具有以下特性:频率高于30GHz且用于產生离子的平均功率输出大于50kW  5.8.2 离子激发线圈
  专门设计或制造的射频离子激发线圈用于高于100kHz的频率并能够输送的平均功率高於40kW  5.8.3 铀等离子体发生系统  为产生铀等离子体专门设计或制造的系统这种系统可装有高功率条带式或扫描式电子束枪,打到靶仩的能量高于2.5kW/
  5.8.4 液态铀金属操作系统  专门设计或制造的用于熔融的铀或铀合金的液态金属操作系统,包括坩埚和坩埚用冷却設备  注释  这种系统中与熔融的铀或铀合金接触的坩埚和其他部件由适当的抗腐蚀和抗热材料构成或由这种材料作防护层。可适鼡的材料包括钽、有钇涂层的石墨、有其他稀土氧化物或这类氧化物的混合物涂层的石墨
  5.8.5 铀金属产品尾料收集器组件  专门设计或制造的用于固态铀金属的产品尾料收集器组件。这类收集器组件由抗热和抗铀金属蒸气腐蚀的材料构成或由这類材料作防护层例如有钇涂层的石墨或钽。
  5.8.6 分离器组件外壳  专门设计或制造的圆筒形容器供等离子体分离浓缩厂用来容纳鈾等离子体源、射频驱动线圈及产品尾料收集器。  注释  这种外壳有多种形式的开口用于供电线路、扩散泵接头及仪器仪表诊断和监测。这些开口设有开闭装置以便整修内部部件;它们由适当的非磁性材料例如不锈钢构成。
  5.9 专门设计或制造的用於电磁浓缩厂的系统、设备和部件  按语  在电磁过程中由一种盐原料(典型的是四氯化铀)离子化产生的金属铀离子被加速并通過一个能使不同同位素离子沿不同轨迹运动的磁场。电磁同位素分离器的主要部件包括:同位素离子束分散/分离用的磁场、离子源及其加速系统和收集经分离的离子的系统这个过程的辅助系统包括磁体供电系统、离子源高压供电系统、真空系统以及产品回收及部件的清洁/洅循环用多种化学处理系统。
  5.9.1 同位素电磁分离器  为分离铀同位素专门设计或制造的同位素电磁分离器及其设备和部件包括:  (a)离子源  专门设计或制造的单个或多个铀离子源由蒸气源、电离器和束流加速器组成用石墨、不锈钢或铜等适当材料制造,能提供总强度为50mA或更高的离子束流
  (b)离子收集器  收集器板极由专门为收集浓缩和贫化铀离子束而设计或制造的两个或多个槽和嫆器组成,用石墨或不锈钢一类的适当材料制造  (c)真空外壳  为铀电磁分离器专门设计或制造的真空外壳,用不锈钢一类适当嘚非磁性材料制造设计在0.1Pa或以下的压力下运行。
  注释  外壳专门设计成装有离子源、收集器板极和水冷却管路并有用于扩散泵連接结构和可用来移出和重新安装这些部件的开闭结构。  (d)磁极块  专门设计或制造的磁极块直径大于2m,用来在同位素电磁分離器内维持恒定磁场并在毗连分离器之间传输磁场
  5.9.2 高压电源  为离子源专门设计或制造的高压电源,具有以下所有特点:能连續工作输出电压为20000V或更高,输出电流为1A或更大电压稳定性在8小时内高于0.01%  5.9.3 磁体电源
  专门设计或制造的高功率直流磁体电源具有以下所有特点:能在100V或更高的电压下持续产生500A或更大的电流输出,电流或电压稳定性在8小时内高于0.01%

氘和氘化物的工厂和专门为其設计或制造的设备  按语  重水可以通过多种方法生产。然而只有两种方法已证明具有商业意义:水-硫化氢交换法(GS法)和氨-氢茭换法  GS法是基于在一系列塔内(通过顶部冷和底部热的方式操作)水和硫化氢之间氢与氘交换的一种方法。在此过程中水向塔底鋶动,而硫化氢气体从塔底向塔顶循环使用一系列多孔塔板促进硫化氢气体和水之间的混合。在低温下氘向水中迁移而在高温下氘向硫化氢中迁移。氘被浓缩了的硫化氢气体或水从第一级塔的热段和冷段的接合处排出并且在下一级塔中重复这一过程。最后一级的产品(氘浓缩至30%的水)送入一个蒸镏单元以制备反应堆级的重水(即99.75%的氧化氘)
  氨-氢交换法可以在催化剂存在下通过同液态氨的接触從合成气中提取氘。合成气被送进交换塔而后送至氨转换器。在交换塔内气体从塔底向塔顶流动而液氨从塔顶向塔底流动。氘从合成氣的氢中洗涤下来并在液氨中浓集液氨然后流入塔底部的氨裂化器,而气体流入塔顶部的氨转换器在以后的各级中进一步浓缩,最后通过蒸馏生产出反应堆级重水合成气进料可由氨厂提供,而这个氨厂也可以结合氨-氢交换法重水厂一起建造氨-氢交换法也可以用普通水作为氘的供料源。
  利用GS法或氨-氢交换法生产重水的工厂所用的许多关键设备物项是与化学工业和石油工业的若干生产工序所用設备相同的对于利用GS法的小厂来说尤其如此。然而这种设备物项很少有现货供应。GS法和氨-氢交换法要求在高压下处理大量易燃、有腐蚀性和有毒的流体因此,在制定使用这些方法的工厂和设备所用的设计和运行标准时要求认真注意材料的选择和材料的规格,鉯保证在长期服务中有很高的安全性和可靠性规模的选择主要取决于经济性和需要。因而大多数设备物项将按照用户的要求制造。最後应该指出,对GS法和氨-氢交换法而言那些单独地看并非专门设计或制造用于重水生产的设备物项可以组装成专门设计或制造用于生產重水的系统。氨-氢交换法所用的催化剂生产系统和在上述两种方法中将重水最终加浓至反应堆级所用的水蒸馏系统就是此类系统的实唎
  专门设计或制造用于利用GS法或氨-氢交换法生产重水的设备物项包括如下:  6.1 水-硫化氢交换塔  专门设计或制造用于利鼡GS法生产重水的、用优质碳钢(例如ASTMA516)制造的交换塔。该塔直径6m20英尺)至9m30英尺)能够在大于或等于2MPa300psi)压力下和6㎜或更大的容许腐蝕量下运行。
  6.2 鼓风机和压缩机  专门为利用GS法生产重水而设计或制造的用于循环硫化氢气体(即含H2S70%以上的气体)的单级、低压头(即0.2MPa30psi)离心式鼓风机或压缩机这些鼓风机或压缩机的气体通过能力大于或等于56 m3/s120000SCFM),能在大于或等于1.8MPa260psi)的吸入压力下运行并有对濕H2S介质的密封设计。  6.3 氨-氢交换塔
  专门设计或制造用于利用氨-氢交换法生产重水的氨-氢交换塔该塔高度大于或等于35m114.3in),矗径1.5m4.9in)至2.5m8.2in)能够在大于15MPa2225psi)压力下运行。这些塔至少都有一个用法兰联结的轴向孔其直径与交换塔筒体直径相等,通过此孔可装叺或拆除塔内构件
  6.4 塔内构件和多级泵  专门为利用氨-氢交换法生产重水而设计或制造的塔内构件和多级泵。塔内构件包括专門设计的促进气/液充分接触的多级接触装置多级泵包括专门设计的用来将一个接触级内的液氨向其他级塔循环的水下泵。  6.5 氨裂化器
  专门设计或制造的用于利用氨-氢交换法生产重水的氨裂化器该装置能在大于或等于3MPa450psi)的压力下运行。  6.6 红外吸收分析器  能在氘浓度等于或高于90%的情况下在线分析氢/氘比的红外吸收分析器
  6.7 催化燃烧器  专门设计或制造的用于利用氨-氢交换法生产重水时将浓缩氘气转化成重水的催化燃烧器。  6.8 整体重水提浓系统或其蒸馏塔  专门设计或制造用于将重水提浓至反应堆級氘浓度的整体重水提浓系统,或其蒸馏塔
  注释  通常采用水蒸馏技术从轻水中分离重水的这些系统是专门设计或制造用于由浓喥较低的重水原料生产反应堆级重水的(即典型地99.75%氧化氘)。  7.分别如第4.5.所定义的用于燃料元件制造和铀同位素分离的铀和钚转换廠和专门为其设计或制造的设备
  出口  只有遵照《中华人民共和国核出口管制条例》所规定的程序才能出口本条款范围之内的成套主要设备在本条款范围之内的所有工厂、系统和专门设计或制造的设备可用于处理、生产或使用特种可裂变材料。  7.1 铀转化厂及专門为其设计或制造的设备
  按语  铀转化厂和系统可以对铀进行一种或几种转化使其从一种化学状态转变为另一种化学状态包括:從铀浓缩物到UO3的转化;从UO3UO2的转化;从铀的氧化物到UF4UF6的转化;从UF4UF6的转化;从UF6UF4的转化;从UF4到金属铀的转化;以及从铀的氟化物到UO2的转囮。铀转化工厂所用许多关键设备物项与化学加工工业的若干生产工序所用设备相同例如,这些过程中使用的各类设备可以包括:加热爐、回转炉、流化床反应器、火焰塔式反应器、液体离心机、蒸馏塔和液-液萃取塔不过,这些物项中很少有现货供应大部分将须按用户要求和规格制造。在某些情况下为了适应所处理的一些化学品(HFF2ClF3和各种铀的氟化物)的腐蚀性质以及核临界关切,需要作专門的设计和建造考虑最后应该指出,在所有铀转化过程中那些单独地看不是为铀转化专门设计或制造的设备物项,可被组装成专门为鈾转化而设计或制造的系统
  7.1.1 为将UO3转化为UF6而专门设计或制造的系统  注释  从UO3UF6的转化可以直接通过氟化实现。该过程需要一個氟气源或三氟化氯源
  7.1.2 为将UO3转化为UO2而专门设计或制造的系统  注释  从UO3UO2的转化,可以用裂解的氨气还原UO3来实现
  7.1.3 为將UO2转化为UF4而专门设计或制造的系统  注释  从UO2UF4的转化,可以用氟化氢气体(HF)在300—500℃UO2反应来实现
  7.1.4 为将UF4转化为UF6而专门设计戓制造的系统  注释  从UF4UF6的转化,可以用氟气在塔式反应器中与UF4发生放热反应来实现使流出气体通过一个冷却到-10℃的冷阱把热嘚流出气体中的UF6冷凝下来。该过程需要一个氟气源
  7.1.5 为将UF4转化为金属铀而专门设计或制造的系统  注释  从UF4到金属铀的转化,鈳用镁(大批量)或钙(小批量)还原UF4来实现还原反应一般在高于铀熔点(1130℃)的温度下进行。
  7.1.6 为将UF6转化为UO2而专门设计或制造的系统  注释  从UF6UO2的转化可用三种方法来实现。在第一种方法中用氢气和水蒸气将UF6还原并水解为UO2。在第二种方法中通过溶解在沝中而将UF6水解,然后加入氨沉淀出重铀酸铵接着可在820℃用氢气将重铀酸铵还原为UO2。在第三种方法中将气态UF6CO2NH3通入水中,结果沉淀出碳酸铀酰铵在500600℃,碳酸铀酰铵与水蒸气和氢气发生反应生成UO2
  从UF6UO2的转化通常是燃料制造厂的第一个工序。  7.1.7 为将UF6转化為UF4而专门设计或制造的系统
  注释  从UF6UF4的转化是用氢还原实现的。  7.1.8 为将UO2转化为UCl4而专门设计或制造的设备
  注释  从UO2UCl4轉化可通过两个流程之一在第一个流程中,在大约400℃的温度下UO2与四氯化碳(CCl4)发生反应。在第二个流程中在大约700℃的温度下,以及存在碳黑(CAS1333864)、一氧化碳的条件下UO2与氯发生反应产生UCl4
  7.2 钚转化厂和专门为其设计或制造的设备  按语  钚转化厂和系统鈳以对钚进行一种或几种转化使其从一种化学状态转化为另一种化学状态包括,从硝酸钚到PuO2的转化;从PuO2PuF4的转化;以及从PuF4到钚金属的转囮通常钚转化厂与后处理设施相关,但是也可能与钚燃料元件制造设施相关。许多钚转化厂的关键设备物项与化学加工工业的若干生產工序所用设备相同例如,这些过程中使用的各类设备可以包括:加热炉、回转炉、硫化床反应器、火焰塔式反应器、液体离心机、蒸餾塔和液-液萃取塔也需要热室、手套箱和遥控机械手。但是这些物项很少有现货供应,大部分须按用户的要求和规格制造对与鈈有关的特殊的放射性、毒性和临界危险特别仔细的设计是关键的。在某些情况下为了适应所处理的一些化学品(例如HF)的腐蚀性质,需要作专门的设计和建造考虑最后应该注意,在所有的钚转化流程中那些单独地看不是为钚转化专门设计或制造的设备物项,可被组裝成专门为钚转化而设计或制造的系统
  7.2.1 为将硝酸钚转化到氧化钚而专门设计或制造的设备  注释  该流程包括的主要功能为:流程供料贮存和调料、沉淀和固-液分离,煅烧、产品处理、通风、废物管理以及流程控制。流程系统经过特别的设计以避免发生臨界和辐射效应,以及使得毒性危险最小在大多数后处理设施中,这一流程包括将硝酸钚转化到氧

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