核燃料MOX是混合氧化物燃料的简写,目前用得最多的是UO2和PUO2构成的氧化铀[yóu]钚[bù]燃料。它包含多个可增殖的可衰变氧化物,特别是PuO2(氧化钚)与UO2(氧化铀)的混合燃料(UO2来源广泛,包括天然的、经过再加工的,以及核废料当中的)。钚是一种自然界不存在的 人造放射性同位素,铀燃料在反应堆中燃耗时会产生钚。在核燃料循环中,如何有效合理地利用钚,一直是原子能和平利用的重要任务。MOX可以利用乏燃料中的钚。一般情况下,乏燃料中钚的含量为1%,其中2/3的物质具有放射性,钚239占50%,钚241占15%, 增殖反应
福岛核电站3号机组使用的核燃料是铀钚混合氧化物(MOX),核电站 发电使用后的燃料叫乏燃料,乏燃料中含有未被用尽的铀和产生的钚,MOX燃料就是通过把乏燃料中含有的铀和钚经过处理后提取出来做成的,这种做法可以大大提高天然铀资源的利用率,从而提高核电站的经济效益。最初利用铀的链式反应生产钚是为了军事目的,即生产核武器。但随着高富集铀生产技术的发展以及钚量的增加,钚除用于制备核武器外,还可以制成核燃料,用作和平目的,其中最有效的利用就是钚铀混合氧化物燃料,即MOX燃料。每年全世界大约有70吨可用来生产MOX燃料的钚被当作核废料倾倒,其中2/3的物质具有放射性。快堆中常用的核燃料是钚239,而钚239发生裂变时放出来的快中子会被装在反应区周围的铀238吸收,又变成钚239。这就是说,在堆中一边消耗钚239,又一边使铀238转变成新的钚239,而且新生的钚239比消耗掉的还多,从而使堆中核燃料变多,实现增殖。 目前,各国发展的主要是用MOX作燃料,用液态钠作冷却剂的快中子增殖堆,它的倍增时间是30多年。也就是说,只要添加铀238,每过30多年,快堆核电站就可翻一番。理论上快堆可以将铀238、铀235及钚239全部加以利用,并将铀的利用率提高到60%-70%,比热堆中的压水堆高140倍,比重水堆高70倍以上。
MOX是通过“燃烧”反应堆乏燃料中存留的钚以提供能源和发电的一种途径。MOX提供了当前使用的新燃料的20%,并且这一比例仍在不断上升。MOX还提供了一种燃烧武器级钚以生产电力的方法。