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刘奎博士关于电解精炼铀枝晶生长和控制的工作被Journal of Nuclear Materials接收，祝贺！
在乏燃料干法后处理电解精炼过程中，以金属类型的乏燃料作为阳极，绝大部分的铀则通过惰性阴极进行电解回收。铀金属沉积物一般为树枝状枝晶，枝晶的特异性生长使得电解精炼面临和其他电化学池相似的短路问题。除了安全问题以外，短路会显著降低电解效率，减少电解池的铀产出。而增加产出，则需要增大阴极面积并缩短阴阳极间距离，这样更增加了短路的概率，这也使得工业级电解池的结构设计变得异常复杂和困难。因此，研究熔盐电解过程中金属铀枝晶的生长，获得控制形貌相关的技术参数，对未来工业级电解装置的结构和流程化设计具有重要的指导意义。
本研究主要针对电化学技术和阴极材料，如恒电位(PE)、恒电流(GE)、脉冲电位(PPE)、脉冲电流(CPE)，在不同的阴极材料，如W、Mo、石墨、STS、Ni上，考察这些因素对铀金属沉积效率和速率，沉积物铀盐比，枝晶最大和平均生长率的影响。例如，如图一，在6.5wt%浓度条件下得到铀沉积效率和电流密度和过电位的线性关系。发现采用脉冲技术，铀的沉积率只有稳态技术条件下的60-70%。但是，如果只考虑脉冲技术电位施加部分，电位脉冲技术的铀沉积率比恒电位条件高出20%左右，这种现象在电流脉冲没有出现。 同时，脉冲技术可以很大程度上控制铀枝晶的生长速率(图二)。因此，在牺牲一定的时间效率上，电位脉冲技术实际上可以显著地提高铀沉积的经济性和安全性。
文章信息：Kui Liu, Tan Tan, Xuanpu Zhou, Nantao Zheng, Yue Ma, Mingliang Kang*, Biao Wang, Zhifang Chai, Weiqun Shi*. The dendrite growth, morphology control and deposition properties of uranium electrorefining. J. Nucl. Mater. 2021, accepted.