所谓乏燃料，就是本该用于核反应堆的核燃料。一般是核电站“燃烧”后留下的核废料。经常在新闻中听到，核废料被深埋在地下，世界各地有很多垃圾填埋场，但据说燃烧后的核燃料中还含有大量的铀和钚。它应该被扔掉而不是被回收吗？

核燃料如何燃烧成乏燃料？

核反应堆一般指裂变反应堆，因为商业聚变还不可能。裂变反应堆利用放射性核的裂变质量损失来产生能量。常见的裂变材料是铀235和钚239。U236，因为236碱基不稳定，会马上裂变成氪92和钡141。当然，这两种元素也有放射性，它们的半衰期不一致，会不断衰变成其他放射性元素。铀235的裂变过程

更有意思的是，在核反应堆中不易裂变的铀238也会变成易裂变的钚239，因为铀238在快中子，但不能产生多余的中子进行连续裂变，不能成为核燃料，但能吸收快中子，变成铀239，铀239经2β衰变后变成钚239，所以钚在废fuel-这就是239的由来。

当然除了这些有用的元素之外，还有其他衰变链中寿命较短的放射性废物，影响不大，但也有放射性同位素会长期造成放射性污染，比如锶-90、铯137、锝99和碘12等，还有铀236，它是中子撞击原子核后没有裂变的产物，是一种难以处理的长寿命放射性同位素。它不会在自然界中发生，通常被认为是乏燃料的标志。值得一提的是，放射性物质的衰变链中有很多物质是稳定的，是铑、钯、银、锆、钌、钼、锝、钌等贵金属，是不是听起来很诱人呢？

乏燃料中的核燃料可以重复利用吗？

不管用量多少，谈毒性都是放屁，没有浓度就讨论使用核燃料不是流氓吗？在讨论利用率之前，让我们先看看乏燃料中可用元素或同位素的浓度。

乏燃料绝大部分是不能燃烧的铀238，占96%以上。其他比例如下：约0.4%

-239为0.8%

-240为0.2%

如果是重水反应堆的核燃料，那么铀235占0.23%，钚239和钚240占0.27%，从反应堆中取出来，并不代表裂变材料已经消耗了，但可以裂变的物质浓度不够，裂变产生的中子倍增效应已经不能让链式裂变继续反应，或者效率太低。到这个时候裂变燃料应该退役了！

核燃料棒

如何处理乏燃料？哪些国家可以处理乏燃料？

有两种处理乏燃料的方法。一种是最笨的办法，就是直接埋在地下。这是最简单的，但似乎有点浪费。毕竟里面还有很多同位素可以利用，但是处理起来就非常困难了。目前，世界上只有法国、俄罗斯、英国、印度、日本、美国、比利时、德国和中国这9个国家可以处理利用乏燃料。

我国乏燃料后处理关键技术亟待完善

磷酸三丁酯萃取法

这是应用最广泛的乏燃料处理方法，可以从乏燃料中分离出铀和钚。1945年被发现对铀和钚有很高的提取效率。通常，PUREX法用于铀和钚的提取和提纯。这种方法的名称来源于平行写作钚（）铀（））。其原理是利用金属离子的特性，形成不溶于水的锆化合物。水溶性铀和钚离子被萃取到有机液相中，但其他裂解产物不能形成锆化合物而留在水溶液相中，因此可以与其他元素分离。

下一步是同位素提纯。这种方法又回到了老路子，因为同位素提纯的方法不多，而离心分离是最常用和高效的方法，它利用同位素之间微小的密度差，通过几十台离心机一步步提纯，成本极高，而且离心机的制造难度很大，离心机是世界上严格控制的设备。

最后要提一下，在日本发生重大事故的东海村工厂，其中一部分业务就是乏燃料处理。年设计处理能力270吨，但每年只有10吨。1999年9月30日，硝酸铀沉淀池中的硝酸铀酰溶液达到临界值，发生了一起危急事故，造成2名工人死亡，666人受到辐射。这是2011年日本福岛核事故前最严重的事故，该事故被评为国际原子能事故等级4级！