天然鈾礦中能夠產(chǎn)生裂變反應(yīng)的U235僅占0.7%，不能做為核燃料使用，必須經(jīng)過各種加工過程將其濃縮到2%-4%U235的產(chǎn)品供反應(yīng)堆使用，經(jīng)反應(yīng)堆運(yùn)行后，乏燃料中的未燃耗的U235和新生產(chǎn)的Pu239需經(jīng)再處理工藝循環(huán)將其回收。鈾礦開采-水冶-濃縮-反應(yīng)堆-化學(xué)處理等構(gòu)成了核燃料工業(yè)的完整系統(tǒng)，在整個(gè)核燃料循環(huán)過程中，大量使用不銹鋼和耐蝕合金材料，如果沒有相適應(yīng)的不銹鋼材料就不可能有現(xiàn)代化的核燃料工業(yè)。

(1)鈾的水冶。

鈾礦經(jīng)過堿或酸洗-溶劑浸出-溶劑萃取-脫硝工序，最終形成U3O8。在上述工藝過程中得不銹鋼材料使用情況如下表。由于用堿浸出，腐蝕性較弱，使用普通鋼即可，但液-氣界面處使用0Cr17Ni14Mo2制作擋板，可防止硫化物飛濺而產(chǎn)生點(diǎn)蝕。在使用硝酸浸出時(shí)，使用抗晶間腐蝕的18-8型奧氏體不銹鋼。當(dāng)用硫酸浸出時(shí)，需使用含鉬或鉬銅復(fù)合的Cr-Ni奧氏體不銹鋼，在存在腐蝕的條件應(yīng)使用沉淀強(qiáng)化的奧氏體不銹鋼。

鈾水冶廠的不銹鋼使用狀況

2)鈾的精煉。

將水冶廠生產(chǎn)的U3O8轉(zhuǎn)換成UF4，再將UF4轉(zhuǎn)換成UF6，在實(shí)際生產(chǎn)中存在濕法和干法兩種工藝。

干法生產(chǎn)UF4的工藝過程中，設(shè)備材料將遭到硝酸、硝酸蒸汽、UO2(NO3)2的腐蝕，所使用的材料視工序環(huán)節(jié)有所不同，見下表：

鈾精制工藝裝備使用的材料

(3)鈾的濃縮。

氣體擴(kuò)散法分離U235，壓縮機(jī)的隔離套使用0Cr35Ni65Al。離心分離高速旋轉(zhuǎn)筒使用馬氏體時(shí)效鋼。

(4)核燃料再處理。

將反應(yīng)堆用過的乏燃料或?qū)⑸a(chǎn)堆照輻的核燃料經(jīng)化學(xué)處理分離U和Pu，并將危險(xiǎn)的的核分裂生產(chǎn)物分離的化學(xué)加工過程稱核燃料再處理，亦稱后處理。

核燃料再處理，當(dāng)前成熟的工藝是水法，其回收過程由燃料元件脫殼、燃料溶解和燃料的分離和回收三部分組成。最后一部分的材料問題可參見鈾的精制部分。在前兩部分，其工藝介質(zhì)具有強(qiáng)烈的腐蝕性，因此核燃料后處理工廠的裝置和管線、泵、閥門幾乎是由不銹鋼和耐蝕合金堆砌而成。因工藝介質(zhì)條件不同所選用的材料也存在差異，見下表：

核燃料再處理脫殼工藝中得耐蝕材料

燃料芯的溶解　通常采用與脫殼相同或相似的溶液進(jìn)行溶解。在溶解金屬鈾、氧化鈾和鈾-鋁燃料時(shí)，廣泛使用硝酸，溶解器材料一般使用0Cr23Ni13Nb，00Cr19Ni10和Carpenter20合金。

高放廢液處理裝置　高放廢液是核燃料再處理循環(huán)中各種廢氣、高放射性廢液的混合介質(zhì)，其腐蝕性非常強(qiáng)烈，常常含有HNO3、硫酸根、鐵離子的成分，處理這種廢液應(yīng)嚴(yán)防設(shè)備泄露，以免污染環(huán)境，裝置的材料為00Cr18Ni9和00Cr25Ni20Nb，后者耐蝕性最佳，正在運(yùn)行的后處理廠均以它為反應(yīng)器(蒸發(fā)濃縮)的結(jié)構(gòu)材料。