根據《中華人民共和國核出口管制條例》,國家原子能機構、中華人民共和國商務部、中華人民共和國外交部、中華人民共和國海關總署聯合修訂《核出口管制清單》,清單自2018年10月1日起實施。
說明指出,與本清單所列物項直接有關的「技術」將在我國法律法規允許的範圍內受到與物項同樣嚴格程度的審查和管制。為「研製」、「生產」或「使用」本清單所列任何物項而專門設計或開發的「軟體」轉讓將在我國法律法規允許的範圍內受到與物項同樣嚴格程度的審查和管制。
清單中涵蓋了溶劑萃取設備、氣體離心機、UF6質譜儀/離子源、同位素電磁分離器、離子源、離子收集器、 高壓電源、磁體電源等科學儀器及部件。詳情如下:
核出口管制清單
說 明
一、總說明
下述各段適用於《核出口管制清單》:
(一)本清單中所說明的各個物項既包括未使用過的物項,亦包括使用過的物項。
(二)如果對本清單中任何物項的說明不含限制條件或技術規格,這種說明是指該物項的全部品種。
(三)當設施的設計、建造或運行過程所依據的物理過程或化學過程與本清單中確定的相同或相似時,該設施應被視為與受管制設施「同種型號」。
(四)不應由於部件的轉讓而排除對這類物項的管制。
二、技術控制
(一)「技術」轉讓根據《中華人民共和國核出口管制條例》的規定進行管制。與本清單所列物項直接有關的「技術」將在我國法律法規允許的範圍內受到與物項同樣嚴格程度的審查和管制。
(二)對「技術」轉讓的管制不適用於「公開」資料或「基礎科學研究」資料。
三、關於軟體的說明
(一)為「研製」、「生產」或「使用」本清單所列任何物項而專門設計或開發的「軟體」轉讓將在我國法律法規允許的範圍內受到與物項同樣嚴格程度的審查和管制。
(二)「軟體」轉讓應與「技術」轉讓採用同樣的管制原則。
四、定義
1.「公共使用的」是指已經公開使用的「技術」或「軟體」,而對其進一步傳播可以不加限制(包括受版權限制的「技術」或「軟體」)。
2.「基礎科學研究」是指主要為獲得關於現象和可觀察到的事實的基本原理的新知識而從事的實驗性或理論性工作,此類工作主要不是針對某一具體的實際目的或目標。
3.「技術」是指本清單所列物項的「研發」、「生產」或「使用」所要求的特定資料。這些資料可以採用「技術數據」或「技術援助」的形式。其中,「研發」涉及「生產」前的各個階段:設計、設計研究、設計分析、設計概念、樣機的裝配和試驗、小規模試生產計劃、設計數據、把設計轉換成產品的過程、結構設計、總體設計、布置等;「生產」是指建造、生產工程、製造、合成、組裝(裝配)、檢查、試驗、質保等各個階段;「使用」是指運行、安裝(包括現場安裝)、維護(校核)、修理、大修和翻修等;「技術數據」可以採用藍圖、平面圖、圖表、模型、公式、工程設計和技術規格、手冊與規程等形式,被寫入或記錄在諸如磁碟、磁帶、只讀存儲器等器件或其他載體;「技術援助」可以採用規程、技能、培訓、操作知識和諮詢服務等形式,可以包括「技術數據」的轉讓。
4.「軟體」是指載入於有形媒介中的一個或多個「程序」或「微程序」,其中「程序」是指電子計算機可執行的或可轉換成可執行某一過程的指令序列;「微程序」是指保存在一個特殊的存儲器裡的基本指令序列,通過把其參考指令引入指令寄存器開始執行該基本指令序列。
5.「其他元素」是指氫、鈾和鈽以外的所有元素。
五、單位
本清單使用國際單位制(SI)。在任何情況下,國際單位制規定的物理量應被認為是正式建議的管制值。本清單相關國際單位通常使用的縮寫符號(及其表示量值的前綴)如下(按字母順序):
A - 安培
? - 埃
℃ - 攝氏度
cm - 釐米
cm2 - 平方釐米
cm3 - 立方釐米
°- 度
g - 克
g0 - 重力加速度 (9.80665米/秒2)
GHz - 千兆赫
GPa - 吉帕
h - 小時
H - 亨利
MPa - 兆帕
μm - 微米
N - 牛頓
nm - 納米
Ω - 歐姆 Hz - 赫茲
J - 焦耳
K - 開[爾文]
kg - 千克
kHz - 千赫茲
kJ - 千焦耳
kPa - 千帕
kW - 千瓦
m - 米
m2 - 平方米
m3 - 立方米
mA - 毫安
min - 分鐘
mm - 毫米
Pa - 帕[斯卡]
s - 秒
″- 弧秒
V - 伏
VA - 伏安
第一部分 核材料
核材料係指源材料和特種可裂變材料。其中:
1. 源材料係指天然鈾、貧化鈾和釷,呈金屬、合金、化合物或濃縮物形態的上述各種材料。但不包括:
(1)政府確信僅用於非核活動的源材料;
(2)在一個自然年(1月1日至12月31日)內向某一接受國出口:
①少於500kg的天然鈾;
②少於1000kg的貧化鈾;
③少於1000kg的釷。
2. 特種可裂變材料係指鈽-239、鈾-233、含同位素鈾-235或鈾-233或兼含鈾-233和鈾-235其同位素總豐度與鈾-238的豐度比大於自然界中鈾-235與鈾-238的豐度比的鈾,以及含有上述物質的任何材料,包括核燃料組件。但不包括:
(1)鈽-238同位素豐度超過80%的鈽;
(2)克量或克量以下用作儀器傳感元件的特種可裂變材料;
(3)在一個自然年(1月1日至12月31日)內向某一接受國出口少於50有效克的特種可裂變材料。
第二部分 核設備和反應堆用非核材料
1.核反應堆和為其專門設計或製造的設備和部件
按語
各種類型的核反應堆,無論其按所用慢化劑(如石墨、重水、輕水、無慢化劑)、核反應堆內中子譜(如熱中子、快中子)、所用冷卻劑類型(如水、液態金屬、熔鹽、氣體)為特徵,或以功能類型(如動力堆、研究堆、試驗堆)為特徵進行區分。上述所有類型的核反應堆都屬於本條款範圍並受本條款所有可適用分項管控。本條款的控制範圍不包括聚變反應堆。
1.1 整體核反應堆
能夠保持受控自持鏈式裂變反應的可運行核反應堆。
注釋
一個「核反應堆」基本上包括反應堆容器內或直接安裝在其上的物項、控制堆芯功率水平的設備和通常含有或直接接觸或控制反應堆堆芯一次冷卻劑的部件。
1.2 核反應堆容器
金屬容器,或工廠預製的該裝置的主要部件,被專門設計或製造來容納上述1.1定義的核反應堆的堆芯以及下文1.8定義的相關堆內構件。
注釋
物項1.2涵蓋的核反應堆容器不分壓力等級,包括反應堆壓力容器和排管容器。物項1.2包括反應堆壓力容器頂蓋,它是工廠預製的反應堆容器的主要部件。
1.3 核反應堆燃料裝卸機
專門設計或製造用於在上述1.1定義的核反應堆中插入或取出燃料的操作設備。
注釋
上述物項能夠進行有載操作或利用技術先進的定位或準直裝置進行複雜的停堆裝料操作,例如通常不可能直接觀察或接近燃料的操作。
1.4 核反應堆控制棒和設備
專門設計或製造用於控制上述1.1定義的核反應堆裂變過程的棒、支承結構或懸吊結構、棒驅動機或棒導向管。
1.5 核反應堆壓力管
專門設計或製造用於容納上述1.1定義的核反應堆的燃料元件和一次冷卻劑的壓力管。
注釋
壓力管是燃料通道的一部分,按設計在高壓下運行,壓力有時超過5MPa。
1.6 核燃料包殼
專門設計或製造在上述1.1定義的核反應堆中作為燃料包殼使用的數量超過10kg的鋯金屬和合金的管或管組件。
注意:鋯壓力管的管制適用於1.5,鋯排管的管制適用於1.8。
注釋
在核反應堆中使用的鋯金屬管或鋯合金管含鉿與鋯的重量之比通常低於1:500。
1.7 一次冷卻劑泵或循環泵
專門設計或製造用於循環上述1.1定義的核反應堆的一次冷卻劑的泵或循環泵。
注釋
專門設計和製造的泵或循環泵包括水冷堆泵、氣冷堆循環泵以及液態金屬冷卻堆用電磁泵和機械泵。這種設備可包括防止一次冷卻劑滲漏的精密密封或多種密封的系統、全密封驅動泵,及有慣性質量系統的泵。這一定義包括鑑定為NC-1或相當標準的泵。
1.8 核反應堆內部構件
專門設計和製造用於上述1.1定義的核反應堆的「核反應堆內部構件」,包括堆芯支承柱、燃料通道、排管、熱屏蔽層、堆芯緩衝層、堆芯柵格板和擴散板。
注釋
「核反應堆內部構件」是反應堆容器內的主要結構,具有一種或多種功能,例如支承堆芯、保持燃料對準、引導一次冷卻劑流向、為反應堆容器提供輻射屏蔽層、導向堆芯內儀表。
1.9 熱交換器
(a)專門設計或製造用於上述1.1定義的核反應堆的一次冷卻劑或中間冷卻劑迴路的熱交換器(蒸汽發生器)。
(b)專門設計或製造用於上述1.1定義的核反應堆的一次冷卻劑迴路的其他熱交換器。
注釋
蒸汽發生器是專門設計或製造用於將反應堆內生成的熱量(一迴路側)輸送到進水(二迴路側)以產生蒸汽。對有一個中間迴路的快堆的情況,除蒸汽發生器外,用於將一迴路側的熱量輸送到中間冷卻迴路的熱交換器理所當然地屬於控制範圍以內。在氣冷堆中,可利用熱交換器向驅動燃氣輪機的二次氣體迴路傳熱。本條款的控制範圍不包括反應堆支持系統如應急冷卻系統和衰變熱冷卻系統的熱交換器。
1.10 中子探測器
專門設計或製造用於測定上述1.1定義的核反應堆堆芯內中子通量的中子探測器。
注釋
本條款的範圍包括用於測定大量程範圍中子通量的堆芯內和堆芯外探測器,典型地從每平方釐米每秒104個中子或更高。堆芯外意指那些上述1.1定義的核反應堆堆芯外,但是位於生物屏蔽層內的儀器。
1.11 外熱屏蔽體
專門設計或製造供上述1.1定義的核反應堆中用於減少熱損失同時也用於安全殼保護的「外熱屏蔽體」。
注釋
「外熱屏蔽體」是置於反應堆容器上方的主要結構,用於減少反應堆的熱損失和降低安全殼內的溫度。
2.反應堆用非核材料
2.1 氘和重水
任一接受方在任何一個自然年(1月1日至12月31日)內收到的供上述1.1定義的核反應堆用的數量超過200kg氘原子的氘、重水(氧化氘)以及氘與氫原子之比超過1∶5000的任何其他氘化物。
2.2 核級石墨
數量超過1kg、純度高於百萬分之五硼當量、密度大於1.50g/cm3的石墨。
注釋
為了出口控制的目的,政府將確定出口符合上述技術指標的石墨是否用於核反應堆。
硼當量(BE)可以實驗測定或以包括硼在內的雜質BEZ之總量計算得出(由於碳不被考慮是一種雜質,因此不包括
BE碳),其中:
BEZ(ppm)=CF×元素Z的濃度(ppm為單位);
CF為轉化因子:(σZ×AB)除以(σB×AZ);
σB和σZ分別為自然界形成的硼和元素Z的熱中子俘獲截面(巴為單位),AB和AZ分別為自然界形成的硼和元素Z的原子質量。
3. 輻照燃料元件後處理廠以及為其專門設計或製造的設備
按語
輻照核燃料經後處理能從強放射性裂變產物以及其他超鈾元素中分離鈽和鈾。有各種技術工藝流程能夠實現這種分離。但是,多年來,「普雷克斯」已成為最普遍採用和接受的工藝流程。「普雷克斯」流程包括:將輻照核燃料溶解在硝酸中,然後利用磷酸三丁酯與一種有機稀釋劑的混合劑通過溶劑萃取法分離鈾、鈽和裂變產物。
各種「普雷克斯」設施具有彼此相似的工藝功能,包括:輻照燃料元件的切割、燃料溶解、溶劑萃取和工藝液流的貯存。還可能有種種設備,用於:使硝酸鈾醯熱脫硝,把硝酸鈽轉化成氧化鈽或金屬鈽,以及把裂變產物的廢液處理成適合於長期貯存或處置的形式。但是,實現這些功能的設備的類型和結構在各種「普雷克斯」設施之間可能不同,原因有幾個,其中包括需要後處理的輻照核燃料的類型和數量、打算對回收材料的處理和設施設計時所考慮的安全和維修原則。
一個「輻照燃料元件後處理廠」包括通常直接接觸和直接控制輻照燃料和主要核材料以及裂變產物工藝液流的設備和部件。可以通過採取各種避免臨界(例如通過幾何形狀)、輻射照射(例如通過屏蔽)和毒性危險(例如通過安全殼)的措施來確定這些過程,包括鈽轉換和鈽金屬生產的完整系統。
3.1 輻照燃料元件切割機
專門設計或製造供上述確定的後處理廠用來切割或剪切輻照燃料組件、燃料棒束或棒的遙控設備。
注釋
這種設備能切開燃料包殼,使輻照核材料能夠被溶解。專門設計的金屬切割機是最常用的,當然也可能採用先進設備,例如雷射器。
3.2 溶解器
專門設計或製造供上述確定的後處理廠用來溶解輻照核燃料,並能承受熱、腐蝕性強的液體以及能遠距離裝料和維修的臨界安全容器(例如小直徑、環形或平板式的容器)。
注釋
溶解器通常接受切碎了的乏燃料。在這種臨界安全的容器內,輻照核材料被溶解在硝酸中,而剩餘的殼片從工藝液流中被去掉。
3.3 溶劑萃取器和溶劑萃取設備
專門設計或製造用於輻照燃料後處理廠的溶劑萃取器,例如填料塔或脈衝塔、混合澄清器或離心接觸器。溶劑萃取器必須能耐硝酸的腐蝕作用。溶劑萃取器通常由低碳不鏽鋼、鈦、鋯或其他優質材料,按極高標準(包括特種焊接和檢查以及質量保證和質量控制技術)加工製造而成。
注釋
溶劑萃取器既接受溶解器中出來的輻照燃料的溶液,又接受分離鈾、鈽和裂變產物的有機溶液。溶劑萃取設備通常設計得能滿足嚴格的運行參數,例如很長的運行壽命,無需維修或易於更換,操作和控制簡便以及可適應工藝條件的各種變化。
3.4 化學溶液保存或貯存容器
專門設計或製造為輻照燃料後處理廠用的保存或貯存容器。這種保存或貯存容器必須能耐硝酸的腐蝕作用。保存或貯存容器通常用低碳不鏽鋼、鈦或鋯或其他優質材料製造。保存或貯存容器可設計成能遠距離操作和維修,而且它們可具有下述控制核臨界的特點:
(1)壁或內部結構至少有百分之二的硼當量,或
(2)對於圓柱狀容器來說,最大直徑175mm,或
(3)對於平板式或環形容器來說,最大寬度75mm。
注釋
溶劑萃取階段產生三種主要的工藝液流。所有這三種液流在如下的進一步處理過程中要使用保存或貯存容器:
(a)用蒸發法使純硝酸鈾醯溶液濃縮,然後使其進到脫硝過程,並在此過程中轉變成氧化鈾。這種氧化物再在核燃料循環中利用。
(b)通常用蒸發法濃縮強放射性裂變產物溶液,並以濃縮液形式貯存。隨後可蒸發這種濃縮液並將其轉換成適合於貯存或處置的形式。
(c)在將純硝酸鈽溶液轉到下幾個工藝步驟前先將其濃縮並貯存。尤其是,鈽溶液的保存或貯存容器要設計得能避免由於這種液流濃度和形狀的改變導致的臨界問題。
3.5 流程控制用中子測量系統
專門設計或製造與輻照燃料元件後處理廠的自動化流程控制系統相結合和共同使用的中子測量系統。
注釋
這些系統涉及能動和非能動中子測量和鑑別能力,目的是確定特種可裂變材料的數量和成分。整套系統由中子發生器、中子探頭、放大器和信號處理電子元件組成。
本條款的範圍不包括為核材料衡算和保障或與輻照燃料元件後處理廠自動化流程控制系統的結合和共同使用無關的任何其他應用設計的中子探測和測量儀器。
4.用於製造核反應堆燃料元件的工廠和為其專門設計或製造的設備
按語
核燃料元件是由本清單第一部分所述的一種或多種源材料或特種可裂變材料製造的。對於氧化物燃料這一種最常用的燃料類型,常用芯塊壓制、燒結、研磨和分級的設備。直到密封於包殼內,混合氧化物燃料是在手套箱內操作的(或等效的箱體)。在所有情況下,燃料被密封於一個合適的包殼內,這種包殼是設計作為包裝燃料的主要包殼,以便在反應堆運行時提供適當的性能和安全。此外,在所有情況下,為保證可預計的和安全的燃料性能,必須按照最高標準精確控制流程、程序和設備。
注釋
考慮屬於燃料元件製造的和「專門設計或製造的設備」這一
含義的設備項目包括:
(a)通常直接接觸或加工或控制核材料生產流程的設備;
(b)將核材料封入包殼的設備;
(c)檢驗包殼或密封完整性的設備;
(d)檢驗密封燃料的最終處理的設備;
(e)用於裝配核燃料元件的設備。
這一設備或這些設備系統可能包括:
(1)專門設計或製造用於檢驗燃料芯塊的最終尺寸和表面缺陷的全自動芯塊檢查臺;
(2)專門設計或製造用於將端塞焊接於燃料細棒(或棒)的自動焊接機;
(3)專門設計或製造用於檢驗燃料細棒(或棒)成品密封性的自動化測試和檢查臺;
(4)專門設計或製造用於製造核燃料包殼的系統。
第(3)項典型的包括設備用於:(a)細棒(或棒)端塞焊縫X射線檢測,(b)充壓細棒(或棒)的氦檢漏,(c)細棒(或棒)的γ射線掃描以檢驗內部燃料芯塊的正確裝載。
5. 天然鈾、貧化鈾或特種可裂變材料同位素分離廠以及為其專門設計或製造的(除分析儀器以外的)設備
按語
在很多情況下,鈾同位素分離廠、設備和技術與「其他元素」的同位素分離廠、設備和技術有著密切聯繫。在特定情況下,本條款所述控制也適用於擬進行「其他元素」的同位素分離的工廠和設備。對「其他元素」的同位素分離廠和設備進行的這些控制是對《核出口管制清單》所涵蓋的特種可裂變材料的加工、使用或生產而專門設計或建造的工廠和製造的設備進行控制的補充。本條款關於涉及「其他元素」的使用的這些補充控制適用於氣體離心法、氣體擴散法、等離子體分離法和空氣動力學過程,不適用於電磁同位素分離法。對一些過程而言,其與鈾同位素分離的關係取決於將要分離的元素。這些過程是:基於雷射的過程(如分子雷射同位素分離和原子蒸氣雷射同位素分離)、化學交換和離子交換。因此,供應方必須對這些過程逐一進行評價,以便相應地適用本條款對涉及「其他元素」的使用的控制。
可以認為屬於為鈾同位素分離「專門設計或製造的(除分析儀器外的)設備」這一概念範圍的設備物項包括:
5.1 氣體離心機和專門設計或製造用於氣體離心機的組件和構件
按語
氣體離心機通常由直徑在75mm 和650mm之間的薄壁圓筒組成。圓筒處在真空環境中並且以大約300m/s或更高的線速度旋轉,旋轉時其中軸線保持垂直。為了達到高的轉速,旋轉構件的結構材料必須具有高的強度/密度比,而轉筒組件及其單個構件必須按高精度公差來製造以便使不平衡減到最小。
與其他離心機不同,濃縮鈾用的氣體離心機的特點是:在轉筒室中有一個(或幾個)盤狀擋板和一個固定的管列用來供應和提取UF6氣體,其特點是至少有三個單獨的通道,其中兩個與從轉筒軸向轉筒室周邊伸出的收集器相連。在真空環境中還有一些不轉動的關鍵物項,它們雖然是專門設計的,但不難製造,也不是用獨特材料製造的。不過,一個離心機設施需要大量的這種構件,因此其數量是能夠反映最終用途的一個重要指標。
5.1.1 轉動部件
(a)完整的轉筒組件:
用本節注釋中所述的一種或一種以上高強度/密度比材料製成的若干薄壁圓筒或一些相互連接的薄壁圓筒;如果是相互連接的,則圓筒通過以下5.1.1(c)所述的彈性波紋管或環連接。轉筒(如果是最終形式的話)裝有以下5.1.1(d)和(e)所述一個(或幾個)內擋板和頂蓋/底蓋。但是完整的組件可能只以部分組裝形式交貨。
(b)轉筒:
專門設計或製造的厚度為12mm或更薄的直徑在75mm和650mm之間、用本節注釋中所述一種或一種以上高強度/密度比材料製成的薄壁圓筒。
(c)環或波紋管:
專門設計或製造用於局部支承轉筒或把數個轉筒連接起來的構件。波紋管是壁厚3mm或更薄的直徑在75mm和650mm之間、用本節注釋中所述一種或一種以上高強度/密度比材料製成的有褶短圓筒。
(d)擋板:
專門設計或製造的直徑在75mm和650mm之間、用本節注釋中所述各種高強度/密度比材料之一製成的安裝在離心機轉筒內的盤狀構件,其作用是將排氣室與主分離室隔開,在某些情況下幫助UF6氣體在轉筒的主分離室中循環。
(e)頂蓋/底蓋:
專門設計或製造的直徑在75mm和650mm之間、用本節注釋中所述各種高強度/密度比材料之一製成的裝在轉筒端部的盤狀構件,這樣就把UF6包容在轉筒內,在有些情況下還作為整體一部分支承、保持或容納上軸承件(頂蓋)或支持馬達的旋轉件和下軸承件(底蓋)。
注釋
離心機轉動構件所用材料包括:
(a)極限抗拉強度為1.95×109N/m2或更高的馬氏體鋼;
(b)極限抗拉強度為0.46×109N/㎡或更高的鋁合金;
(c)適合於複合結構用的纖維材料,其比模量應為3.18×106m或更高,比極限抗拉強度應為7.62×104m或更高(「比模量」是用N/m2表示的楊氏模量除以用N/m3表示的比重;「比極限抗拉強度」是用N/m2表示的極限抗拉強度除以用N/m3表示的比重)。
5.1.2 靜態部件
(a)磁懸浮軸承:
1)專門設計或製造的軸承組合件,由懸浮在充滿阻尼介質箱中的一個環形磁鐵組成。該箱要用耐UF6的材料(見5.2的注釋)製造。該磁鐵與裝在5.1.1(e)所述頂蓋上的一個磁極片或另一個磁鐵耦合。
此磁鐵可以是環形的,外徑與內徑的比小於或等於1.6:1。它的初始磁導率可以是0.15H/m(120000CGS制單位)或更高,或剩磁98.5%或更高,或產生的能量高於80kJ/m3。除了具有通常的材料性質外,先決條件是磁軸對幾何軸的偏離應限制在很小的公差範圍內(低於0.1mm)或特別要求磁鐵材料有均勻性。
2)專門設計或製造供氣體離心機使用的主動磁軸承。
注釋
這些軸承通常具有下述特點:
是為使以600Hz 或更高速度旋轉的轉子保持居中而設計的;
與可靠的電源和(或)不間斷電源單元相連,以便運行1小時以上。
(b)軸承/阻尼器:
專門設計或製造的架在阻尼器上的具有樞軸/蓋的軸承。樞軸通常是一種淬硬鋼軸,一端精加工成半球,而另一端能連在5.1.1(e)所述底蓋上。但是這種軸可附有一個動壓軸承。蓋是球形的,一面有一個半球形陷穴。這些構件通常是單獨為阻尼器提供的。
(c)分子泵:
專門設計或製造的內部有已加工或擠壓的螺紋槽和已加工的腔的泵體。典型尺寸如下:內徑75mm到650mm,壁厚10mm或更厚,長度等於或大於直徑。刻槽的橫截面是典型的矩形,槽深2mm或更深。
(d)電動機定子:
專門設計或製造的環形定子,用於在真空中頻率範圍為600Hz或更高、功率範圍為40VA或更高條件下同步運行的高速多相交流磁滯(或磁阻)式電動機。定子由在典型厚度為2.0mm或更薄一些的薄層組成的低損耗疊片鐵芯上的多相繞組組成。
(e)離心機殼/收集器:
專門設計或製造用來容納氣體離心機的轉筒組件的部件。離心機殼由一個壁厚達30mm的剛性圓筒組成,它帶有經過精密機械加工的兩個端面以便固定軸承和一個或多個便於安裝的法蘭盤。這兩個經過機械加工的端面相互平行,並以不大於0.05度的誤差與圓筒軸垂直。離心機殼也可是一種格狀結構以容納幾個轉筒。
(f)收集器:
專門設計或製造的管件,它們用來藉助皮托管作用(即利用一個例如扳彎徑向配置的管的端部而形成的面迎轉筒內環形氣流的開口)從轉筒內部提取UF6氣體,並且能與中心氣體提取系統相連。
5.2 為氣體離心濃縮工廠專門設計或製造的輔助系統、設備和部件
按語
氣體離心濃縮工廠用的輔助系統、設備和部件是向離心機供應UF6,把單個離心機相互聯接組成級聯(多級)從而逐漸提高濃縮度並且從離心機中提取UF6「產品」和「尾料」所需的各種工廠系統,以及驅動離心機或控制該工廠所需要的設備。
通常利用經加熱的高壓釜將UF6從固體中蒸發出來,氣態形式的UF6通過級聯集管線路被分配到各個離心機。通過級聯集管線路使從離心機流出的UF6「產品」和「尾料」氣流通到冷阱(在約203K(-70℃)下工作),氣流在冷阱先冷凝,然後再送入適當的容器以便運輸或貯存。由於一個濃縮工廠由排成級聯式的數千個離心機組成,所以級聯的集管線路有數公裡長,含有幾千條焊縫而且管道布局大量重複。上述設備、部件和管道系統都是按非常高的真空和淨度標準製造的。
注釋
以上所列一些物項不是直接接觸UF6工藝氣體就是直接控制離心機和直接控制這種氣體從離心機到離心機以及從級聯到級聯的通路。耐UF6腐蝕的材料包括銅、銅合金、不鏽鋼、鋁、氧化鋁、鋁合金、鎳或含鎳60%以上的合金以及氟化的烴聚合物。
5.2.1 供料系統/產品和尾料提取系統
專門設計或製造的工藝系統或設備,由耐UF6腐蝕的材料製造或用這種材料進行保護,包括:
(a)供料釜(或供料器)、加熱爐或系統,用於將UF6送往離心機級聯;
(b)凝華器(或冷阱)或泵,用於從級聯中取出UF6,以便隨後加熱轉送;
(c)固化站或液化站,用來通過壓縮UF6和將其轉化成液態或固態,使UF6離開濃縮工藝線;
(d)「產品」和「尾料」器,用來把UF6收集到容器中。
5.2.2 機械集管管路系統
專門設計或製造用於在離心機級聯中操作UF6的管路系統和集管系統。管路網絡通常是「三頭」集管系統,每個離心機連接一個集管頭。這樣,在形式上有大量重複。全都用耐UF6的材料(見本節注釋)製成或用這種材料進行保護並且按很高的真空和淨度標準製造。
5.2.3 特種截流閥和控制閥
(a)專門設計或製造的作用於單臺氣體離心機中的供料、產品或尾料UF6氣流的截流閥。
(b)專門設計或製造用於氣體離心濃縮廠主系統或輔助系統的手動或自動波紋管密封閥、截流閥或控制閥,用耐UF6腐蝕的材料製成或用這種材料進行保護,內徑10-160mm。
注釋
專門設計或製造的閥,典型的包括波紋管密封閥、速動封閉閥、速動閥和其他閥。
5.2.4 UF6質譜儀/離子源
專門設計或製造的質譜儀,這些質譜儀能從UF6氣流中「在線」取得樣品,並且具有以下所有特點:
1. 能夠測量320或更大原子質量單位的離子,且單位解析度高於320;
2. 離子源用鎳、含鎳60%或以上(按重量計)的鎳銅合金或鎳鉻合金製成或保護;
3. 電子轟擊離子源;
4. 有一個適合於同位素分析的收集系統。
5.2.5 頻率變換器
為滿足5.1.2(d)中定義的電動機定子的需要而專門設計或製造的頻率變換器(又稱變頻器或變換器)或這類頻率變換器的部件、構件和子配件。它們具有下述所有特點:
1. 多相輸出600Hz或更高;
2. 高穩定性(頻率控制優於0.2%)。
5.3 專門設計或製造用於氣體擴散濃縮的組件和部件
按語
用氣體擴散法分離鈾同位素時,主要的技術組件是一個特製的多孔氣體擴散膜、用於冷卻(經壓縮過程加熱的)氣體的熱交換器、密封閥和控制閥以及管道。由於氣體擴散技術使用的是六氟化鈾(UF6),所有的設備、管道和儀器儀表(與氣體接觸的)表面都必須用同UF6接觸時能保持穩定的材料製成。一個氣體擴散設施需要許多這樣的組件,因此其數量是能夠反映最終用途的一個重要指標。
5.3.1 氣體擴散膜和擴散膜材料
(a)專門設計或製造的由耐UF6腐蝕的金屬、聚合物或陶瓷材料(見5.4款注釋)製成的很薄的多孔過濾膜,孔的大小為100-1000?,膜厚5mm或以下,對於管狀膜來說,直徑為25mm或以下。
(b)為製造這種過濾膜而專門製備的化合物或粉末。這類化合物和粉末包括鎳或含鎳60%(或以上)的合金、氧化鋁或純度99.9%(或以上)的耐UF6的完全氟化的烴聚合物(見5.4款注釋),粒度小於10μm,粒度高度均勻。這些都是專門為製造氣體擴散膜製備的。
5.3.2 擴散室
專門設計或製造的密閉式容器,用於容納氣體擴散膜,由耐UF6的材料(見5.4款注釋)製成或用這種材料進行保護。
5.3.3 壓縮機和鼓風機
專門設計或製造的壓縮機或鼓風機,吸氣能力為1m3UF6/min或更大,出口壓力高達500kPa,其被設計成在UF6環境中長期運行。這種壓縮機和鼓風機的壓力比10:1或更低,用耐UF6的材料(見5.4款注釋)製成或用這種材料進行保護。
5.3.4 轉動軸封
專門設計或製造的真空密封裝置,有密封式進氣口和出氣口,用於密封把壓縮機或鼓風機轉子同傳動馬達連接起來的轉動軸,以保證可靠的密封,防止空氣滲入充滿UF6的壓縮機或鼓風機的內腔。這種密封裝置通常設計成將緩衝氣體洩漏率限制到小於1000cm3/min。
5.3.5 冷卻UF6的熱交換器
專門設計或製造的用耐UF6材料(見5.4款注釋)製成或保護的熱交換器,在壓差為100kPa下滲透壓力變化率小於10Pa/h。
5.4 專門設計或製造的用於氣體擴散濃縮的輔助系統、設備和部件
按語
氣體擴散濃縮工廠用的輔助系統、設備和部件是向氣體擴散組件供應UF6,把單個組件相互聯接組成級聯(或多級)以便使濃縮度逐步增高並且從各個擴散級聯中提取UF6「產品」和「尾料」所需的工廠系統。由於擴散級聯的慣性很大,級聯運行的任何中斷,特別是停車,會導致嚴重後果。因此,在所有工藝系統中嚴格持續地保持真空、自動防止事故、準確地自動調節氣流對氣體擴散工廠是很重要的。所有這一切,使該工廠需要裝備大量專用的測量、調節和控制系統。
通常UF6從置於高壓釜內的圓筒中蒸發,以氣態形式經級聯集管管路被分配到進口。從出口流出的UF6「產品」和「尾料」氣流通過級聯集管管路被分配到冷阱或壓縮裝置,UF6氣體在那裡液化,然後再進到適當的容器以便運輸或貯存。由於一個氣體擴散濃縮工廠由排成級聯式的大量氣體擴散組件組成,所以級聯的集管管線有數公裡長,含有幾千條焊縫而且管道布局大量重複。上述設備、部件和管道系統都按非常高的真空和淨度標準製造。
注釋
耐UF6腐蝕的材料包括銅、銅合金、不鏽鋼、鋁、氧化鋁、鋁合金、鎳或含鎳60%以上的合金以及氟化的烴聚合物。
以下所列物項直接接觸UF6氣體或直接控制級聯中的氣流:
5.4.1 供料系統/產品和尾料提取系統
為濃縮廠專門設計或製造的工藝系統或設備,由耐UF6腐蝕的材料製造或用這種材料進行保護,包括:
(a)供料釜、加熱爐或系統,用於將UF6送入氣體擴散級聯;
(b)凝華器、冷阱或泵,用於從擴散級聯中取出UF6以便隨後在加熱時轉送;
(c)固化站或液化站,將來自級聯的UF6氣體壓縮並冷凝成液態或固態,使其離開氣體擴散級聯;
(d)「產品」器或「尾料」器,用來把UF6收集到容器中。
5.4.2 集管管路系統
專門設計或製造用於在氣體擴散級聯中操作UF6的管路系統
和集管系統。
注釋
這種管路網絡通常是「雙頭」集管系統,每個擴散單元連接一個集管頭。
5.4.3 真空系統
(a)專門設計或製造的大型真空歧管、真空集管和抽氣能力為5m3/min(或以上)的真空泵。
(b)專門設計的在含UF6氣氛中使用的真空泵,用耐UF6腐蝕的材料製成或保護(見本條款注釋)。這些泵可以是旋轉式或正壓式,可有排代式密封和碳氟化合物密封並且可以有特殊工作流體存在。
5.4.4 特種截流閥和控制閥
專門設計和製造的由耐UF6材料製成或保護、手動或自動的波紋管密封閥、截流閥和控制閥,用來安裝在氣體擴散濃縮工廠的主系統和輔助系統中。
5.4.5 UF6質譜儀/離子源
專門設計或製造的質譜儀,這些譜儀能從UF6氣流中「在線」取得樣品,並且具有以下所有特點:
1. 能夠測量320或更大原子質量單位的離子,且單位解析度高於320;
2. 離子源用鎳、含鎳60%或以上(按重量計)的鎳銅合金或鎳鉻合金製成或保護;
3. 電子轟擊離子源;
4. 有一個適合於同位素分析的收集系統。
5.5 專門設計或製造用於氣動濃縮廠的系統、設備和部件
按語
在氣體動力學濃縮過程中,要壓縮氣態UF6和輕氣體(氫或氦)的混合氣,然後使其通過分離元件。在這些元件中,通過在一個曲壁幾何結構面上產生的高離心力,完成同位素分離。已經成功地開發了這種類型的兩個過程:噴嘴分離過程和渦流管過程。就這兩種過程而言,一個分離級的主要部件包括容納專用分離元件(噴嘴或渦流管)的圓筒狀容器、氣體壓縮機和用來排出壓縮熱的熱交換器。一座氣動濃縮工廠需要若干個這種分離級,因此其數量是能夠反映最終用途的一個重要指標。由於氣動過程使用UF6,所有設備、管線和儀器儀表中與這種氣體接觸的表面,都必須用同UF6接觸時能保持穩定的材料製成或加以保護。
注釋
本節所列物項不是直接接觸UF6流程氣體就是直接控制級聯中的這種氣流。所有接觸流程氣體的表面,均需用耐UF6材料製成或用耐UF6材料保護。就本節有關氣動濃縮物項而言,耐UF6腐蝕的材料包括:銅、銅合金、不鏽鋼、鋁、氧化鋁、鋁合金、鎳或含鎳60%或以上(按重量計)的合金以及氟化的烴聚合物。
5.5.1 分離噴嘴
專門設計或製造的分離噴嘴及其組件。分離噴嘴由一些狹縫狀、曲率半徑小於1mm的耐UF6腐蝕的彎曲通道組成,噴嘴中有一分離楔尖能將流過該噴嘴的氣體分成兩部分。
5.5.2 渦流管
專門設計或製造的渦流管及其組件。渦流管呈圓筒形或錐形,用耐UF6腐蝕材料製成或加以保護,並帶有1個或多個切向進口。這些渦流管的一端或兩端裝有噴嘴型附件。
注釋
供料氣體在渦流管的一端切向進入渦流管,或通過一些旋流葉片,或從沿渦流管周邊分布的若干個切向位置進入渦流管。
5.5.3 壓縮機和鼓風機
專門設計或製造的用耐UF6/載氣(氫或氦)混合氣腐蝕材料製成或加以保護的壓縮機或鼓風機。
5.5.4 轉動軸封
專門設計或製造的帶有密封式進氣口和出氣口的轉動軸封,用於密封把壓縮機或鼓風機轉子同驅動馬達連接起來的轉動軸,以保證可靠的密封,防止過程氣體外漏或空氣或密封氣體滲入充滿UF6/載氣混合氣的壓縮機或鼓風機內腔。
5.5.5 冷卻氣體用熱交換器
專門設計或製造的用耐UF6腐蝕材料製成或加以保護的熱交換器。
5.5.6 分離元件外殼
專門設計或製造的用耐UF6腐蝕的材料製成或加以保護的用作容納渦流管或分離噴嘴的分離元件外殼。
5.5.7 供料系統/產品和尾料提取系統
專門為濃縮工廠設計或製造的用耐UF6腐蝕材料製成的或加以保護的流程系統或設備,包括:
(a)供料釜、供料加熱爐或供料系統,用於將UF6送入濃縮過程;
(b)凝華器(或冷阱),用於從濃縮過程中移出UF6,供下一步加熱轉移;
(c)固化器或液化器,用於通過壓縮UF6並將其轉換為液態形式或固態形式,從濃縮流程中移出UF6;
(d)「產品」器或「尾料」器,用於把UF6收集到容器中。
5.5.8 集管管路系統
專門為操作氣動級聯中的UF6設計或製造的用耐UF6腐蝕材料製成或保護的集管管路系統。這種管路系統通常是「雙頭」集管系統,每級或每個級組連接一個集管頭。
5.5.9 真空系統和泵
(a)為在含UF6氣氛中工作而專門設計或製造的由真空歧管、真空集管和真空泵組成的真空系統;
(b)為在含UF6氣氛中工作而專門設計或製造的用耐UF6腐蝕的材料製成或保護的真空泵。這些泵也可用氟碳密封和特殊工作流體。
5.5.10 特種截流閥和控制閥
專門設計或製造的由耐UF6腐蝕材料製成或保護的直徑為40mm或更大的可手動或自動的波紋管密封閥、截流閥和控制閥,用來安裝在氣動濃縮工廠的主系統和輔助系統中。
5.5.11 UF6質譜儀/離子源
專門設計或製造的質譜儀,這些譜儀能從UF6氣流中「在線」取得樣品,並且具有以下所有特點:
1. 能夠測量320或更大原子質量單位的離子,且單位解析度高於320;
2. 離子源用鎳、含鎳60%或以上(按重量計)的鎳銅合金或鎳鉻合金製成或保護;
3. 電子轟擊離子源;
4. 有一個適合於同位素分析的收集器系統。
5.5.12 UF6/載氣分離系統
專門設計或製造的將UF6與載氣(氫或氦)分離開來的過程系統。
注釋
這些系統是為將載氣中的UF6含量降至1ppm或更低而設計的,並可裝有下述的設備:
(a)低溫熱交換器和低溫分離器,能承受153K(-120℃)或更低的溫度;或
(b)低溫製冷設備,能承受153K(-120℃)或更低的溫度;或
(c)用於將UF6與載氣分離開來的分離噴嘴或渦流管設備;或
(d)能凍結分離出UF6的冷阱。
5.6 專門設計或製造用於化學交換或離子交換濃縮工廠的系統、設備和部件
按語
鈾的幾種同位素在質量上的微小差異,能引起化學反應平衡小的變化。這可用作同位素分離的基礎。已經開發成功兩種工藝過程:液-液化學交換過程和固-液離子交換過程。
在液-液化學交換過程中,兩種不混溶的液相(水相和有機相)作逆流接觸,結果給出數千分離級的級聯效果。水相由含氯化鈾的鹽酸溶液組成;有機相由載氯化鈾的萃取劑的有機溶劑組成。分離級聯中使用的接觸器可以是液-液交換柱(例如帶有篩板的脈衝柱),或是液體離心接觸器。在分離級聯的兩端要求實現化學轉化(氧化和還原)以保證各端的回流要求。一個重要的設計問題是避免這些過程物流被某些金屬離子沾汙。所以,一般使用塑料的、襯塑料的(包括用氟碳聚合物)和(或)襯玻璃的柱和管線。
在固-液離子交換過程中,濃縮是由鈾在一種特製的作用很快的離子交換樹脂或吸附劑上的吸附/解吸完成的。使鈾的鹽酸溶液和其他化學試劑,從載有吸附劑填充床的圓筒形濃縮柱中通過。就一個連續過程而言,需要有一個回流系統,以便把從吸附劑上解吸下來的鈾返回到液流中,這樣便可收集「產品」和「尾料」。這是通過使用適宜的還原/氧化化學試劑來完成的。這些試劑可在單獨的外部系統中完全再生,並可在同位素分離柱內部分地再生。由於在這種工藝過程中有熱的濃鹽酸溶液存在,使用的設備應該用專門的耐腐蝕材料製造或保護。
5.6.1 液-液交換柱(化學交換)
為使用化學交換過程的鈾濃縮工廠專門設計或製造的有機械動力輸入的逆流液-液交換柱。為了耐濃鹽酸溶液的腐蝕,這些交換柱及其內部構件一般用適宜的塑料(例如氟碳聚合物)或玻璃製作或保護。交換柱的級停留時間一般被設計得很短(30秒或更短)。
5.6.2 液-液離心接觸器(化學交換)
為使用化學交換過程的鈾濃縮工廠而專門設計或製造的液-液離心接觸器。此類接觸器利用轉動來達到有機相與水相的分散,然後藉助離心力來分離開這兩相。為了耐濃鹽酸溶液的腐蝕,這些接觸器一般用適當的塑料(例如碳氟聚合物)或玻璃來製造或保護。離心接觸器的級停留時間被設計得很短(30秒或更短)。
5.6.3 鈾還原系統和設備(化學交換)
(a)為使用化學交換過程的鈾濃縮工廠專門設計或製造的、用來將鈾從一種價態還原為另一種價態的電化學還原槽。與過程溶液接觸的這種槽的材料必須能耐濃鹽酸溶液腐蝕。
注釋
這種槽的陰極室必須設計成能防止鈾被再氧化到較高的價態。為了把鈾保持在陰極室中,這種槽可有一個由特種陽離子交換材料製成的抗滲的隔膜。陰極一般由石墨之類適宜的固態導體組成。
(b)裝在級聯的產品端,為將有機相流中的U+4移出、調節酸濃度和向電化學還原槽供料而專門設計或製造的系統。
注釋
這些系統由以下設備組成:將有機相流中的U+4反萃取到水溶液中的溶劑萃取設備,完成溶液pH值調節和控制的蒸發設備和(或)其他設備,以及向電化學還原槽供料的泵或其他輸送裝置。一個重要的設計問題是要避免水相流被某些種類的金屬離子沾汙。因此,對該系統那些接觸這種過程物流的部分,要用適當的材料(例如玻璃、碳氟聚合物、聚苯硫酸酯、聚醚碸和用樹脂浸過的石墨)製成或保護的設備來構成。
5.6.4 供料準備系統(化學交換)
專門設計或製造的用來為化學交換鈾同位素分離工廠生產高純氯化鈾供料溶液的系統。
注釋
這些系統由進行純化所需的溶解設備、溶劑萃取設備和(或)離子交換設備,以及用來將U+6或U+4還原為U+3的電解槽組成。這些系統產生只含幾個ppm的鉻、鐵、釩、鉬和其他兩價或價態更高的陽離子金屬雜質的氯化鈾溶液。處理高純度U+3系統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襯裡的石墨和用樹脂浸過的石墨。
5.6.5 鈾氧化系統(化學交換)
專門設計或製造用於將U+3氧化為U+4以便返回化學交換濃縮過程的鈾同位素分離級聯的系統。
注釋
這些系統可裝有如下設備:
(a)使氯氣和氧氣與來自同位素分離設備的水相流相接觸的設備以及將所得U+4萃入由級聯的產品端返回、已被反萃取過的有機相的設備;
(b)使水與鹽酸分離開來,以便水和加濃了的鹽酸可在適當位置被重新引入工藝過程的設備。
5.6.6 快速反應離子交換樹脂/吸附劑(離子交換)
為以離子交換過程進行鈾濃縮而專門設計或製造的快速反應離子交換樹脂或吸附劑包括:多孔大網絡樹脂,和(或)薄膜結構(在這些結構中,活性化學交換基團僅限於非活性多孔支持結構表面的一個塗層),以及處於包括顆粒或纖維在內的任何適宜形式的其他複合結構。這些離子交換樹脂/吸附劑的直徑有0.2mm或更小,而且在化學性質上必須能耐濃鹽酸溶液腐蝕,在物理性質上必須有足夠的強度因而在交換柱中不被降解。這些樹脂/吸附劑是專門為實現很快的鈾同位素交換動力學過程(低於10秒的交換速率減半期)而設計的,並且能在373-473K(100-200℃)的溫度範圍內操作。
5.6.7 離子交換柱(離子交換)
為以離子交換過程進行鈾濃縮而專門設計或製造的用於容納和支撐離子交換樹脂/吸附劑填充床層的直徑大於1000mm的圓柱。這些柱一般用耐濃鹽酸溶液腐蝕的材料(例如鈦或碳氟塑料)製成或保護,並能在373-473K(100-200℃)的溫度範圍內和高於0.7MPa的壓力下操作。
5.6.8 離子交換回流系統(離子交換)
(a)專門設計或製造的用於使離子交換鈾濃縮級聯中所用化學還原劑再生的化學或電化學還原系統。
(b)專門設計或製造的用於使離子交換鈾濃縮級聯中所用化學氧化劑再生的化學或電化學氧化系統。
注釋
離子交換濃縮過程可使用例如Ti+3作為還原陽離子,在這種情況下,所用還原系統將通過還原Ti+4使Ti+3再生。
離子交換濃縮過程可使用例如Fe+3作為氧化劑,在這種情況下,所用氧化系統將通過氧化Fe+2來使Fe+3再生。
5.7 專門設計或製造用於以雷射為基礎的濃縮工廠的系統、設備和部件
按語
目前利用雷射的濃縮過程的系統有兩類:一類是過程介質為原子鈾蒸氣的系統,另一類是過程介質為鈾化合物蒸氣的系統。這些過程的通用名稱包括:第一類——原子蒸氣雷射同位素分離(AVLIS或SILVA);第二類——分子雷射同位素分離(MLIS或MOLLS),包括同位素選擇性雷射活化化學反應(CRISLA)。
用於雷射濃縮廠的系統、設備和部件包括:(a)鈾金屬蒸氣供料裝置(用於選擇性光電離)或鈾的化合物蒸氣供料裝置(用於選擇性光離解或化學活化);(b)第一類中作為「產品」和「尾料」濃縮的鈾金屬和貧化的鈾金屬收集裝置,和第二類中作為「產品」的濃縮的鈾化合物和作為「尾料」的貧化的鈾化合物的收集裝置;(c)用於選擇性地激發鈾-235的雷射過程系統;和(d)供料準備設備及產品轉化設備。鑑於鈾原子和鈾化合物能譜的複雜性,可能需要與現有雷射和雷射光學技術中的任何一種聯合使用。
注釋
本節所列的許多物項將直接接觸鈾金屬蒸氣、液態金屬鈾,或由UF6或UF6和其他氣體的混合物組成的過程氣體。所有與鈾或UF6接觸的表面,都全部由耐腐蝕材料製造或保護。就有關基於雷射的濃縮的物項而言,耐鈾金屬或鈾合金蒸氣或液體腐蝕的材料包括:氧化釔塗敷石墨和鉭;耐UF6腐蝕的材料包括:銅、銅合金、不鏽鋼、鋁、氧化鋁、鋁合金、鎳或鎳含量60%(按重量計)或以上的合金和氟化的烴聚合物。
5.7.1 鈾蒸發系統(AVLIS)
專門設計或製造的鈾蒸發系統,供用於雷射濃縮。
注釋
這些系統可能含有電子束槍,設計供到靶上的功率(1kW或更大)足以按雷射濃縮功能要求的速率產生鈾金屬蒸氣。
5.7.2 液態或蒸氣鈾金屬處理系統(AVLIS)和部件
專門設計或製造的用於雷射濃縮的熔融鈾、熔融鈾合金或鈾金屬蒸氣處理系統,或為這些系統專門設計或製造的部件。
注釋
液態金屬鈾處理系統可包括坩堝及其冷卻設備。這種系統的坩堝和其他接觸熔融鈾、熔融鈾合金或鈾金屬蒸氣的部分,要用有適當的耐腐蝕和耐高溫性能的材料製成或保護。適當的材料可包括鉭、氧化釔塗敷石墨、用其他稀土氧化物(見《核兩用品及相關技術出口管制清單》)或其混合物塗敷的石墨。
5.7.3 鈾金屬「產品」和「尾料」收集器組件(AVLIS)
專門設計或製造用於收集液態或固態鈾金屬的「產品」和「尾料」收集器組件。
注釋
這些組件的部件由耐鈾金屬蒸氣或液體的高溫和腐蝕性的材料(例如氧化釔塗敷石墨或鉭)製成或保護。這類部件可包括用於磁、靜電或其他分離方法的管、閥、管接頭、「出料槽」、進料管、熱交換器和收集板。
5.7.4 分離器組件外殼(AVLIS)
專門設計或製造的圓筒狀或矩形容器,用於容納鈾金屬蒸氣源、電子束槍,及「產品」與「尾料」收集器。
注釋
這些外殼有多種樣式的開口,用於供電線路、供水管、雷射束窗、真空泵接頭及儀器儀表診斷和監測。這些開口均設有開閉裝置,以便整修內部的部件。
5.7.5 超聲膨脹噴嘴(MLIS)
專門設計或製造的超聲膨脹噴嘴,用於冷卻UF6與載氣的混合氣至150K(-123℃)或更低的溫度。這種噴嘴耐UF6腐蝕。
5.7.6 「產品」或「尾料」收集器(MLIS)
專門設計或製造的用於在雷射照射後收集鈾產品材料或鈾尾料材料的部件或設備。
注釋
例如,產品收集器的作用是收集濃縮UF5固態材料。這種收集器可包括過濾式、衝擊式或旋流式收集器,或其組合;並且耐UF5/UF6環境的腐蝕。
5.7.7 UF6/載氣壓縮機(MLIS)
為在UF6環境中長期操作而專門設計或製造的UF6/載氣混合氣壓縮機。這些壓縮機中與過程氣體接觸的部件用耐UF6腐蝕的材料製成或保護。
5.7.8 轉動軸封(MLIS)
專門設計或製造的帶密封進氣口和出氣口的轉動軸封,用於密封把壓縮機轉子與驅動馬達連接起來的轉動軸,以保證可靠的密封,防止過程氣體外漏,或空氣或密封氣體漏入充滿UF6/載氣混合氣的壓縮機內腔。
5.7.9 氟化系統(MLIS)
專門設計或製造的用於將UF5(固體)氟化為UF6(氣體)的系統。
注釋
這些系統是為將所收集的UF5粉末氟化為UF6而設計的。其UF6隨後將被收集於產品容器中,或作為進料被轉送到為進行進一步濃縮而設置的MLIS單元中。在一種方案中,這種氟化反應可在同位素分離系統內部完成,以便一離開「產品」收集器便反應和回收。在另一種方案中,UF5粉末將被從「產品」收集器中移出/轉送到一個適當的反應容器(例如流化床反應器、螺旋反應器或火焰塔式反應器)中進行氟化。在這兩種方案中,都使用氟氣(或其他適宜的氟化劑)貯存和轉送設備,以及UF6收集和轉送設備。
5.7.10 UF6質譜儀/離子源(MLIS)
專門設計或製造的質譜儀,這些質譜儀能從UF6氣流中「在線」取得樣品,並且具有以下所有特點:
1.能夠測量320或更大原子質量單位的離子,且單位解析度高於320;
2. 離子源用鎳、含鎳60%或以上(按重量計)的鎳銅合金或鎳鉻合金製成或保護;
3. 電子轟擊離子源;
4. 有一個適合於同位素分析的收集器系統。
5.7.11 進料系統/產品和尾料提取系統(MLIS)
為濃縮廠專門設計或製造的工藝系統或設備,用耐UF6腐蝕的材料製成或保護,包括:
(a)供料釜、加熱爐或系統,用於將UF6送入濃縮過程;
(b)凝華器(或冷阱),用於從濃縮過程中移出UF6,供下一步加熱轉移;
(c)固化或液化器,用於通過壓縮UF6並將其轉換為液態形式或固態形式,從濃縮過程中移出UF6;
(d)「產品」器或「尾料」器,用於把UF6收集到容器中。
5.7.12 UF6/載氣分離系統(MLIS)
為將UF6從載氣中分離出來專門設計或製造的工藝系統。
注釋
這類系統可裝有如下設備:
(a)低溫熱交換器或低溫分離器,能承受153K(-120℃)或更低的溫度;或
(b)低溫冷凍器,能承受153K(-120℃)或更低的溫度;或
(c)能凍結分離出UF6的冷阱。
載氣可為氮、氬或其他氣體。
5.7.13 雷射系統(AVLIS,MLIS和CRISLA)
為鈾同位素分離專門設計或製造的雷射器或雷射系統。
注釋
在以雷射為基礎的濃縮過程中有重要意義的雷射器和雷射部件包括《核兩用品及相關技術出口管制清單》中所列的那些雷射器和雷射部件。雷射系統一般包含用於管理雷射束(一個或多個)和向同位素分離室發射雷射束的光學和電子部件。AVLIS過程使用的雷射系統通常由兩個雷射器組成:一個銅蒸氣雷射器或某些固體雷射器和一個可調染料雷射器。MLIS使用的雷射系統通常由一個CO2雷射器或受激準分子雷射器和一個多程光學池(兩端有旋轉鏡)組成。這兩種過程使用的雷射器或雷射系統都需要有一個譜頻穩定器以便能夠長時間地工作。
5.8 專門設計或製造的用於等離子體分離濃縮廠的系統、設備和部件
按語
在等離子體分離過程中,鈾離子等離子體通過一個調到鈾-235 離子共振頻率的電場,使鈾-235離子優先吸收能量並增大它們螺旋狀軌道的直徑。具有大直徑徑跡的離子被捕集從而產生鈾-235 被濃集的產品。由電離的鈾蒸氣組成的等離子體被約束在由超導磁體產生的高強度磁場的真空室內。這個過程的主要技術系統包括鈾等離子體發生系統、帶有超導磁體(見《核兩用品及相關技術出口管制清單》)的分離器組件和用於收集「產品」和「尾料」的金屬移出系統。
5.8.1 微波動力源和天線
為產生或加速離子專門設計或製造的微波動力源和天線,具有以下特性:頻率高於30GHz,且用於產生離子的平均功率輸出大於50kW。
5.8.2 離子激發線圈
專門設計或製造的射頻離子激發線圈,用於高於100kHz的頻率並能夠輸送的平均功率高於40kW。
5.8.3 鈾等離子體發生系統
為產生鈾等離子體專門設計或製造的系統,供等離子體分離濃縮廠使用。
5.8.4 鈾金屬「產品」和「尾料」收集器組件
專門設計或製造的用於固態鈾金屬的「產品」和「尾料」收集器組件。這類收集器組件由抗熱和抗鈾金屬蒸氣腐蝕的材料構成或由這類材料作防護層,例如有釔塗層的石墨或鉭。
5.8.5 分離器組件外殼
專門設計或製造的圓筒形容器,供等離子體分離濃縮廠用來容納鈾等離子體源、射頻驅動線圈及「產品」和「尾料」收集器。
注釋
這種外殼有多種形式的開口,用於供電線路、擴散泵接頭及儀器儀表診斷和監測。這些開口設有開閉裝置,以便整修內部部件;它們由適當的非磁性材料例如不鏽鋼構成。
5.9 專門設計或製造的用於電磁濃縮廠的系統、設備和部件
按語
在電磁過程中,由一種鹽原料(典型的是四氯化鈾)離子化產生的金屬鈾離子被加速並通過一個能使不同同位素離子沿不同軌跡運動的磁場。電磁同位素分離器的主要部件包括:同位素離子束分散/分離用的磁場、離子源及其加速系統和收集經分離的離子的系統。這個過程的輔助系統包括磁體供電系統、離子源高壓供電系統、真空系統以及產品回收及部件的清潔/再循環用多種化學處理系統。
5.9.1 同位素電磁分離器
為分離鈾同位素專門設計或製造的同位素電磁分離器及其設備和部件包括:
(a)離子源
專門設計或製造的單個或多個鈾離子源由蒸氣源、電離器和束流加速器組成,用石墨、不鏽鋼或銅等適當材料製造,能提供總強度為50mA或更高的離子束流。
(b)離子收集器
收集器板極由專門為收集濃縮和貧化鈾離子束而設計或製造的兩個或多個槽和容器組成,用石墨或不鏽鋼一類的適當材料製造。
(c)真空外殼
為鈾電磁分離器專門設計或製造的真空外殼,用不鏽鋼一類適當的非磁性材料製造,設計在0.1Pa或以下的壓力下運行。
注釋
外殼專門設計成裝有離子源、收集器板極和水冷卻管路,並有用於擴散泵連接結構和可用來移出和重新安裝這些部件的開閉結構。
(d)磁極塊
專門設計或製造的磁極塊,直徑大於2m,用來在同位素電磁分離器內維持恆定磁場並在毗連分離器之間傳輸磁場。
5.9.2 高壓電源
為離子源專門設計或製造的高壓電源,具有以下所有特點:能連續工作,輸出電壓為20000V或更高,輸出電流為1A或更大,電壓穩定性在8小時內高於0.01%。
5.9.3 磁體電源
專門設計或製造的高功率直流磁體電源,具有以下所有特點:能在100V或更高的電壓下持續產生500A或更大的電流輸出,電流或電壓穩定性在8小時內高於0.01%。
6. 生產和濃集重水、氘和氘化物的工廠和專門為其設計或製造的設備
按語
重水可以通過多種方法生產。然而只有兩種方法已證明具有商業意義:水-硫化氫交換法(GS法)和氨-氫交換法。
GS法是基於在一系列塔內(通過頂部冷和底部熱的方式操作)水和硫化氫之間氫與氘交換的一種方法。在此過程中,水向塔底流動,而硫化氫氣體從塔底向塔頂循環。使用一系列多孔塔板促進硫化氫氣體和水之間的混合。在低溫下氘向水中遷移,而在高溫下氘向硫化氫中遷移。氘被濃縮了的硫化氫氣體或水從第一級塔的熱段和冷段的接合處排出,並且在下一級塔中重複這一過程。最後一級的產品(氘濃縮至30%的水)送入一個蒸餾單元以製備反應堆級的重水(即99.75%的氧化氘)。
氨-氫交換法可以在催化劑存在下通過同液態氨的接觸從合成氣中提取氘。合成氣被送進交換塔,而後送至氨轉換器。在交換塔內氣體從塔底向塔頂流動,而液氨從塔頂向塔底流動。氘從合成氣的氫中洗滌下來並在液氨中濃集。液氨然後流入塔底部的氨裂化器,而氣體流入塔頂部的氨轉換器。在以後的各級中進一步濃縮,最後通過蒸餾生產出反應堆級重水。合成氣進料可由氨廠提供,而這個氨廠也可以結合氨-氫交換法重水廠一起建造。氨-氫交換法也可以用普通水作為氘的供料源。
利用GS法或氨-氫交換法生產重水的工廠所用的許多關鍵設備物項是與化學工業和石油工業的若干生產工序所用設備相同的。對於利用GS法的小廠來說尤其如此。然而,這種設備物項很少有「現貨」供應。GS法和氨-氫交換法要求在高壓下處理大量易燃、有腐蝕性和有毒的流體。因此,在制定使用這些方法的工廠和設備所用的設計和運行標準時,要求認真注意材料的選擇和材料的規格,以保證在長期服務中有很高的安全性和可靠性。規模的選擇主要取決於經濟性和需要。因而,大多數設備物項將按照用戶的要求製造。
最後,應該指出,對GS法和氨-氫交換法而言,那些單獨地看並非專門設計或製造用於重水生產的設備物項可以組裝成專門設計或製造用於生產重水的系統。氨-氫交換法所用的催化劑生產系統和在上述兩種方法中將重水最終加濃至反應堆級所用的水蒸餾系統就是此類系統的實例。
專門設計或製造用於利用GS法或氨-氫交換法生產重水的設備物項包括如下:
6.1 水-硫化氫交換塔
專門設計或製造用於利用GS法生產重水的交換塔。該塔直徑1.5m或更大,能夠在大於或等於2MPa壓力下運行。
6.2 鼓風機和壓縮機
專門為利用GS法生產重水而設計或製造的用於循環硫化氫氣體(即含H2S70%以上的氣體)的單級、低壓頭(即0.2MPa)離心式鼓風機或壓縮機。這些鼓風機或壓縮機的氣體通過能力大於或等於56 m3/s,能在大於或等於1.8MPa的吸入壓力下運行,並有對溼H2S介質的密封設計。
6.3 氨-氫交換塔
專門設計或製造用於利用氨-氫交換法生產重水的氨-氫交換塔。該塔高度大於或等於35m,直徑1.5m至2.5m,能夠在大於15MPa壓力下運行。這些塔至少都有一個用法蘭聯接的軸向孔,其直徑與交換塔筒體直徑相等,通過此孔可裝入或拆除塔內構件。
6.4 塔內構件和多級泵
專門為利用氨-氫交換法生產重水而設計或製造的塔內構件和多級泵。塔內構件包括專門設計的促進氣/液充分接觸的多級接觸裝置。多級泵包括專門設計的用來將一個接觸級內的液氨向其他級塔循環的水下泵。
6.5 氨裂化器
專門設計或製造的用於利用氨-氫交換法生產重水的氨裂化器。該裝置能在大於或等於3MPa的壓力下運行。
6.6 紅外吸收分析器
能在氘濃度等於或高於90%的情況下「在線」分析氫/氘比的紅外吸收分析器。
6.7 催化燃燒器
專門設計或製造的用於利用氨-氫交換法生產重水時將濃縮氘氣轉化成重水的催化燃燒器。
6.8 整體重水提濃系統,或其蒸餾塔
專門設計或製造用於將重水提濃至反應堆級氘濃度的整體重水提濃系統,或其蒸餾塔。
注釋
通常採用水蒸餾技術從輕水中分離重水的這些系統是專門設計或製造用於由濃度較低的重水原料生產反應堆級重水的(即典型地99.75%氧化氘)。
6.9 氨合成轉換器或合成器
專門設計或製造的用於利用氨-氫交換法生產重水的氨合成轉換器或合成器。
注釋
這些轉換器或合成器從氨/氫高壓交換塔獲得合成氣體(氮和氫),而合成氨則返回到交換塔裡。
7. 分別如4.和5.所定義的用於燃料元件製造和鈾同位素分離的鈾和鈽轉換廠和專門為其設計或製造的設備
出口
只有遵照《中華人民共和國核出口管制條例》所規定的程序才能出口本條款範圍之內的成套主要設備。在本條款範圍之內的所有工廠、系統和專門設計或製造的設備可用於處理、生產或使用特種可裂變材料。
7.1 鈾轉化廠及專門為其設計或製造的設備
按語
鈾轉化廠和系統可以對鈾進行一種或幾種轉化使其從一種化學狀態轉變為另一種化學狀態,包括:從鈾礦石濃縮物到UO3的轉化;從UO3到UO2的轉化;從鈾的氧化物到UF4或UF6的轉化;從UF4到UF6的轉化;從UF6到UF4的轉化;從UF4到金屬鈾的轉化;以及從鈾的氟化物到UO2的轉化。鈾轉化工廠所用許多關鍵設備物項與化學加工工業的若干生產工序所用設備相同。例如,這些過程中使用的各類設備可以包括:加熱爐、迴轉爐、流化床反應器、火焰塔式反應器、液體離心機、蒸餾塔和液-液萃取塔。不過,這些物項中很少有「現貨」供應,大部分將須按用戶要求和規格製造。在某些情況下,為了適應所處理的一些化學品(HF、F2、ClF3和各種鈾的氟化物)的腐蝕性質,需要作專門的設計和建造考慮。最後應該指出,在所有鈾轉化過程中,那些單獨地看不是為鈾轉化專門設計或製造的設備物項,可被組裝成專門為鈾轉化而設計或製造的系統。
7.1.1 將鈾礦石濃縮物轉化為UO3而專門設計或製造的系統
注釋
從鈾礦石濃縮物到UO3的轉化可通過以下步驟實現:首先,用硝酸溶解鈾礦石濃縮物,用磷酸三丁酯之類溶劑萃取純化的硝酸鈾醯;然後,硝酸鈾醯通過濃縮和脫硝轉化為UO3,或用氣態氨中和產生重鈾酸銨,接著通過過濾、乾燥和煅燒轉化為UO3。
7.1.2 為將UO3轉化為UF6而專門設計或製造的系統
注釋
從UO3到UF6的轉化可以直接通過氟化實現。該過程需要一個氟氣源或三氟化氯源。
7.1.3 為將UO3轉化為UO2而專門設計或製造的系統
注釋
從UO3到UO2的轉化,可以用裂解的氨氣或氫氣還原UO3來實現。
7.1.4 為將UO2轉化為UF4而專門設計或製造的系統
注釋
從UO2到UF4的轉化,可以用氟化氫氣體(HF)在300—500℃與UO2反應來實現。
7.1.5 為將UF4轉化為UF6而專門設計或製造的系統
注釋
從UF4到UF6的轉化,可以用氟氣在塔式反應器中與UF4發生放熱反應來實現。使流出氣體通過一個冷卻到-10℃的冷阱把熱的流出氣體中的UF6冷凝下來。該過程需要一個氟氣源。
7.1.6 為將UF4轉化為金屬鈾而專門設計或製造的系統
注釋
從UF4到金屬鈾的轉化,可用鎂(大批量)或鈣(小批量)還原UF4來實現。還原反應一般在高於鈾熔點(1130℃)的溫度下進行。
7.1.7 為將UF6轉化為UO2而專門設計或製造的系統
注釋
從UF6到UO2的轉化,可用三種方法來實現。在第一種方法中,用氫氣和水蒸氣將UF6還原並水解為UO2。在第二種方法中,通過溶解在水中而將UF6水解,然後加入氨沉澱出重鈾酸銨,接著可在820℃用氫氣將重鈾酸銨還原為UO2。在第三種方法中,將氣態UF6、CO2和NH3通入水中,結果沉澱出碳酸鈾醯銨。在500-600℃,碳酸鈾醯銨與水蒸氣和氫氣發生反應,生成UO2。
從UF6到UO2的轉化,通常是燃料製造廠的第一個工序。
7.1.8 為將UF6轉化為UF4而專門設計或製造的系統
注釋
從UF6到UF4的轉化,是用氫還原實現的。
7.1.9 為將UO2轉化為UCl4而專門設計或製造的設備
注釋
從UO2到UCl4轉化可通過兩個流程之一。在第一個流程中,在大約400℃的溫度下,UO2與四氯化碳(CCl4)發生反應。在第二個流程中,在大約700℃的溫度下,以及存在炭黑(CAS1333-86-4)、一氧化碳的條件下,UO2與氯發生反應產生UCl4。
7.2 鈽轉化廠和專門為其設計或製造的設備
按語
鈽轉化廠和系統可以對鈽進行一種或幾種轉化使其從一種化學狀態轉化為另一種化學狀態。包括,從硝酸鈽到PuO2的轉化;從PuO2到PuF4的轉化;以及從PuF4到鈽金屬的轉化。通常鈽轉化廠與後處理設施相關,但是,也可能與鈽燃料元件製造設施相關。許多鈽轉化廠的關鍵設備物項與化學加工工業的若干生產工序所用設備相同。例如,這些過程中使用的各類設備可以包括:加熱爐、迴轉爐、流化床反應器、火焰塔式反應器、液體離心機、蒸餾塔和液-液萃取塔。也需要熱室、手套箱和遙控機械手。但是,這些物項很少有「現貨」供應,大部分須按用戶的要求和規格製造。對與鈽有關的特殊的放射性、毒性和臨界危險特別仔細的設計是關鍵的。在某些情況下,為了適應所處理的一些化學品(例如HF)的腐蝕性質,需要作專門的設計和建造考慮。最後應該注意,在所有的鈽轉化流程中,那些單獨地看不是為鈽轉化專門設計或製造的設備物項,可被組裝成專門為鈽轉化而設計或製造的系統。
7.2.1 為將硝酸鈽轉化到氧化鈽而專門設計或製造的設備
注釋
該流程包括的主要功能為:流程供料貯存和調料、沉澱和固-液分離,煅燒、產品處理、通風、廢物管理,以及流程控制。流程系統經過特別的設計,以避免發生臨界和輻射效應,以及使得毒性危險最小。在大多數後處理設施中,這一流程包括將硝酸鈽轉化到氧化鈽。其它流程可能包括草酸鈽或過氧化鈽的沉澱。
7.2.2 為生產鈽金屬而專門設計或製造的設備
注釋
該流程通常包括氧化鈽的氟化,通常以高腐蝕性的氫氟酸來生產氟化鈽,而後用高純鈣金屬還原生成金屬鈽和氟化鈣殘渣。該流程所包括的主要功能是氟化(例如,包括採用貴重金屬製造的或作為內襯的設備)、金屬還原(例如,使用陶瓷坩堝)、殘渣回收、產品處理、通風、廢物管理和流程控制。流程系統經過特別的設計,以避免發生臨界和輻射效應,以及使得毒性危險最小。其它流程包括草酸鈽或過氧化鈽的氟化,然後還原至金屬。