爱华网核燃料MOX是混合氧化物燃料的简写，目前用得最多的是UO2和PUO2构成的氧化铀钚燃料。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。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。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%。
mox燃料_核燃料MOX -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。
MOX燃料组件
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。20世纪60年代，比利时、法国、美国、意大利、德国、日本和印度等国纷纷建立实验室，开发供增殖快堆使用的MOX燃料，1970-1985年国际上形成了快堆MOX燃料的研究高潮。支持MOX燃料快堆的科学家认为，自然界中存在的易裂变铀235的量很少，仅占铀总量的0.7%左右，依照目前全世界核电厂的发展速度，铀235用完是迟早的事，因此必须在这之前找到铀235的替代燃料。快堆因为能利用另外99%的铀238，大大增加了核燃料的量。而反对的一方则认为，发展MOX燃料快堆首先增加了核扩散的风险，因为它涉及了从乏燃料中提取钚239的技术，这样的技术恰恰可以用来制造核武器，因此美国和欧盟的一些国家对这项技术十分敏感。其次，快堆的经济性一直没有得到证实。从目前来看，从乏燃料中提取钚239所花费的钱要比它生产能源所挣的钱更多，因此从经济上来说是不划算的。虽然自然界中铀235的含量很少，但现在我们开采的大多是高品位富铀矿中的铀235，而低含量低品位的铀矿则很少开采。到富铀矿中的铀235用完之时，开采低品位铀矿的技术应该已经发展成熟，所以届时还轮不上钚239展身手。而当低品位铀再被用完之时，那时的世界早已是另一番景象，核能已被更高科技的能源技术所取代。
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。
在每一座反应堆内，都有诸如铀-235等同位素的裂变，和由于主要是铀-238俘获中子而形成新的较重的同位素。反应堆内绝大部分燃料物质是铀-238。它能形成钚-239，并通过连续的中子俘获形成钚-240、钚-241和钚-242，以及其它的超铀或锕系同位素。（铀-235通过类似过程还形成了非常少量的钚-236和钚-238。）
通常，随着燃料每3年变换一次，绝大部分钚-239都在反应堆内得到“燃烧”。其行为与铀-235相似，裂变也释放出同等的能量。燃耗度越高，乏燃料中存留的钚就越少，但通常反应堆卸出的乏燃料中存留有约1%的钚，其中的2/3就是钚-239。全世界每年产生近100吨存留于乏燃料中的钚。
钚的再循环使从最初的铀得到的能源增加约17%，如果对铀也进行再循环，这一数字将达到约30%。
mox燃料_核燃料MOX -燃料再循环
第一步是将钚与存留的铀（约占乏燃料的96%）和裂变产物以及其他废物（共占约3%）分离。这一工作在后处理工厂进行。
钚，作为氧化物，随后和浓缩工厂留下的贫化铀混合形成新的混合氧化物燃料（MOX，UO2+PuO2）。MOX燃料，由贫化铀和约占7%的钚混合而成，假定这些钚中钚-239约占65%，这种MOX燃料就相当于铀-235浓度约4.5%的铀氧化物燃料。如果使用武器拆卸得到的钚（钚-239超过90%），这种混合结构中仅需要约5%的钚。
乏燃料后处理得到的钚通常尽可能快地用于制造MOX，以避免短寿期的钚同位素的衰变。特别是钚-241向强γ辐射源镅-241的衰变，在分离出5年后的钚由于常规MOX工厂时将增大潜在的职业健康危害。贮存的钚中镅-241的水平以每年0.5%的速度增长。钚-239、钚-240和钚-242都是长寿期，因此在长期贮存中变化很校钚-238是强α辐射源和自生中子源，所以在高燃耗燃料中变得非常重要。
快中子反应堆允许钚不受限制的再循环，而热中子反应堆由于所有的同位素都是可裂变的，同位素降级限制了钚循环的潜力。
从后处理工厂得到的再循环铀被单独再提浓，作为新燃料使用。由于其中含有部分吸收中子的铀-234和铀-236，其浓缩水平稍稍高于开采出的提供相当燃料的铀。
mox燃料_核燃料MOX -MOX使用
MOX首次用于热中子堆是在1963年，但直到20世纪80年代才得到普遍利用。
今天，MOX在欧洲得到了广泛地利用，并且日本已经计划进行利用。欧洲有30座反应堆装载了MOX燃料，还有20座已经得到使用许可证或正在许可证审批程序中。大部分反应堆用1/3的堆芯装载MOX，而有些反应堆将接收高达50%的MOX组件。法国的目标是其所有的900Mwe系列反应堆使用至少1/3的MOX组件运行。日本的目标是到2010年有1/3的反应堆使用MOX，并已批准新建1座完全装载MOX燃料的反应堆。
MOX的利用并不改变反应堆的运行特性，虽然电站必须设计或稍做改动以使用MOX。需要更多的控制棒。对于50%以上的MOX装载，需要进行重大改变，并且反应堆需要进行相应的设计。
MOX的优势之一是通过增加一点钚就能够轻松地提高燃料中易裂变物质浓度，而将铀浓缩至高水平的铀-235则相对昂贵。鉴于反应堆运营者们寻求的是燃料的更深度和更长期的燃烧，将几年前的每吨约3万MW・日的燃耗提高到现在的每吨5万MW・日以上，MOX的利用就变得更加有吸引力。
鉴于铀价格的低廉，后处理分离钚制造MOX进行再循环本身并不经济，但算上减少了要进行管理的乏燃料的体积，就变得十分便宜了。7个UO2燃料组件生成1个MOX组件和一些玻璃固化高放废物，其结果是只占乏燃料处置的体积、数量和费用的35%。
mox燃料_核燃料MOX -MOX生产
目前有3座工厂生产商业性MOX燃料。法国有2座，比利时有1座，正在调试的第4座（120吨/年）位于英国。
一个跨国财团正在俄罗斯建造1座MOX工厂，专门利用武器级钚（2吨/年），并已建议在美国建造1座同类工厂。这些工厂将使脱离军事用途的钚由于在反应堆内“燃烧”而被永久性地销毁。
有几个国家在快中子反应堆内也使用MOX，特别是法国和俄罗斯。这是第一次被开发用于此目的，美国、英国、法国、德国、比利时和日本正在进行试验工作。
目前后处理工厂的产出超过了钚在MOX中的使用速度，结果是有几个国家拥有钚库存。预计这些库存在2005年随着MOX使用的增加而下降之前将达到近200吨。到2010年，预计用于MOX的钚的生产和使用总体上将会更多，除非MOX燃料本身也进行后处理。
mox燃料_核燃料MOX -燃料供应
2008年4月底，法国阿海珐集团（Areva）与日本关西电力公司（Kansai）签署合同，为高浜（Takahama）核电站供应混合氧化物（MOX）燃料。
根据合同，Areva将为高浜核电站3、4号机组提供16组MOX燃料组件。同时，关西电力选择日本原子燃料工业株式会社（NFI）作为该项合同的参与方。近期，Areva与日本电力企业连续签署了几项协议与合同，总价约20亿欧元（32亿美元）。
Areva在阿格（LaHague）后处理厂对关西电力的筏燃料进行后处理回收得到钚，然后在Melox设施进行再循环，之后以MOX燃料的形式运回关西电力。Areva表示，这项合同是日本再循环计划的继续。2006年，Areva已与中部电力（Chubu）、九州电力（Kyushu）、四国电力（Shikoku）等3家日本电力公司签署MOX燃料供应协议。
日本电气事业联合会（FEPC）此前表示，根据“钚热”计划，日本全部9家电力公司将从2010年开始在16~18座反应堆中使用MOX燃料。预计每年将有6吨左右的裂变钚装入发电反应堆中。同时，利用日本乏燃料送往欧洲进行后处理分离出的约40吨反应堆级钚制造的MOX燃料也可能得到应用。不过，由于日本相关地方对MOX燃料利用的担忧延缓了1994年钚热计划的实施。
MOX由铀氧化物和钚氧化物混合构成，是从乏燃料中回收得到。比利时、法国、德国、瑞士由超过30座发电反应堆在使用MOX燃料，通常MOX燃料占全堆芯燃料的1/3。部分机组可以使用50%比例的MOX燃料，还有的先进设计能够实现100%的MOX燃料堆芯。2008年4月23日获准开工的日本大间核电站就是采用了全MOX燃料堆芯设计。
mox燃料_核燃料MOX -主要争议
快堆是实现核燃料增值、提高铀资源利用率、减少长寿命核素的最重要途径。20世纪60年代，比利时、法国、美国、意大利、德国、日本和印度等国纷纷建立实验室，开发供增殖快堆使用的MOX燃料。1970-1985年国际上形成了快堆MOX燃料的研究高潮。截至80年代末，大多数建成的快中子堆（包括实验、原型和难证堆）都成功地使用了MOX燃料。目前，全世界有20多个快中子堆装载了MOX燃料。
在MOX燃料厂的建设方面，截至2008年，国际上共建造了24座MOX燃料厂，生产能力为每年213吨，其中LWR-MOX燃料厂（轻水堆-MOX燃料厂）的FBR-MOX燃料厂（快堆-MOX燃料厂）各占一半。到2012年，预计世界上主要的LWR-MOX燃料生产国法国、日本、英国的年生产能力将达195吨、130吨以及40吨。
支持MOX燃料快堆的科学家认为，自然界中存在的易裂变铀235的量很少，仅占铀总量的0.7%左右，依照目前全世界核电厂的发展速度，铀235用完是迟早的事，因此必须在这之前找到铀235的替代燃料。快堆因为能利用另外99%的铀238，大大增加了核燃料的量。因此，这一思路得到一些学者的支持。
而反对的一方则认为，发展MOX燃料快堆首先增加了核扩散的风险，因为它涉及了从乏燃料中提取钚239的技术，这样的技术恰恰可以用来制造核武器，因此美国和欧盟的一些国家对这项技术十分敏感。其次，快堆的经济性一直没有得到证实。从目前来看，从乏燃料中提取钚239所花费的钱要比它生产能源所挣的钱更多，因此从经济上来说是不划算的。虽然自然界中铀235的含量很少，但现在我们开采的大多是高品位富铀矿中的铀235，而低含量低品位的铀矿则很少开采。到富铀矿中的铀235用完之时，开采低品位铀矿的技术应该已经发展成熟，所以届时还轮不上钚239展身手。而当低品位铀再被用完之时，那时的世界早已是另一番景象，核能已被更高科技的能源技术所取代，钚也许就永无出头之日了。
mox燃料_核燃料MOX -核弹谣言
在这次福岛核危机期间的另外一个谣言就是，日本核电站使用MOX核燃料，为日后的核武生产储备钚。但实际上核燃料MOX的主要作用是建立核燃料循环利用，节省宝贵的天然铀资源；次要作用是防止钚的扩散，与谣言的观点“为核武生产储备钚”恰恰相反！
钚240对核武制造的影响
首先需要了解钚原子弹的制备流程。众所周知，二战末期，美国在日本的广岛和长崎投下了两颗原子弹，其中在长崎投下名为“胖子”的原子弹是一颗钚弹，其裂变物质为钚239，而铀原子弹的裂变物质是铀235。很多人亦清楚，天然铀存在铀235、铀238等铀的同位素，其中只有铀235容易裂变，所以要将天然铀中的铀235提纯至90%以上才可以制成实用化的原子弹。而钚在自然界是不存在的，由铀235和铀238在反应堆中生成，钚同样存在钚238、钚239、钚240、钚242等多种同位素，但现在几乎没有任何一份中文科普资料说明过这些钚同位素对制造钚原子弹的影响。
根据国际原子能（IEAE）的资料，制造原子弹所关心的问题是，钚238、钚240比起钚239具有很高的自发衰变中子数、衰变热和强辐射。高自发衰变中子数可以导致链式反应提前点火，高衰变热和强辐射会使得原子弹的制造加工和保存变得非常复杂。钚240还存在核爆炸临界质量高的问题。简而言之，如果钚238、钚240含量过高，就会在杀死敌人之前，强辐射先杀伤己方的制造工人和士兵，难以控制自衰变热和高自发衰变中子数甚至会导致在己方仓库里爆炸，根本不是一颗实用化的原子弹。
日本目前储存的钚不适合用于核武制造
那么可制成实用化原子弹的钚是怎么制造出来的呢？现在的方法主要是采用重水反应堆（HWR），即采用重水作为中子慢化剂的反应堆。与普通水（称为轻水）相比，重水可以降低中子速度，并且不吸收中子。这种特征更容易触发铀235的裂变，并且使生成的钚中更多的是钚239。
而日本商用核电站所采用的都是轻水反应堆（LWR，包括沸水堆BWR和压水堆PWR）。轻水堆使用过的核燃料棒（乏燃料棒）中的钚，一般而言，钚240的含量为18~30%，并不适合用于制造原子弹。当然，日本人可以将核燃料棒短时间使用后即从反应堆中卸出，这样可以得到等级稍高的钚。但日本的核设施都在IEAE的监管之下，而IEAE从来没有作出过日本非常规使用核燃料棒、或拥有秘密核设施的报告。
所以，日本现储存的大量经分离和未分离的钚是不适合用于核武制造的。不仅仅是现在出现的网络谣言，在过去的中文出版物中，也有不少在这个问题上误导了公众。
MOX燃料主要作用是充分利用核资源
前面已经数次提到了MOX燃料，其中文译名为“铀钚混合陶瓷燃料元件”。MOX燃料中的铀和钚来源于商用反应堆的低浓铀乏燃料棒（乏燃料棒是指使用过的燃料棒）。低浓铀乏燃料棒在使用过后，元件中一般有约3%的有害物质，通过分离，将其中97%的铀钚分离回收，可以再制成供商用轻水反应堆使用的MOX燃料。
在人类社会对电力需求不断扩大的今天，MOX燃料的好处是非常明显的。因为世界范围内已探明的天然铀资源是有限的，此前的测算结果是不足人类使用100年。所以核工业界早就开始寻求对核燃料的循环使用，因为乏燃料棒中的铀235燃烧得并不充分，通过对乏燃料棒的处理可以将未燃烧的铀235提取出来再次使用。而乏燃料棒中还存在钚239，制备MOX燃料就是将这部分钚239也充分利用起来。
核电比例最高的法国率先推广MOX燃料，其第一家MOX燃料工厂在1961年就投入运行。目前在法国、英国和比利时共有4家MOX燃料工厂，年产量超过188吨。日本的MOX燃料就分别来源于英国MDF厂和法国MELOX厂，与此同时也在筹建MOX燃料工厂，预计2015年建成。现在MOX燃料的推广受到制造成本影响，但随着天然铀的逐渐稀缺，MOX燃料的份额有望进一步提升。
MOX燃料可以防止钚扩散
MOX燃料带来的好处不仅限于充分利用核燃料。从反应堆卸出的乏燃料棒一直是核工业界和国际原子能机构头疼的问题，因为乏燃料棒含有大量放射性物质，之前需要处理后深埋。而MOX燃料出现后，大量乏燃料棒可用于制作MOX燃料，能够大大减小废物体积，可以降低处理成本、更好地保护环境。而更让国际原子能机构高兴的是，乏燃料棒制成MOX燃料，再次进入反应堆燃烧后，其中所含的钚已没任何制成原子弹的可能，可以大大节省监控成本。
另外，MOX燃料为处理退役核弹也提供了唯一出路。美俄两国在1991年和1993年分别签署两次核裁军协议，拆毁了数以千计的核武器，两国共得到100吨武器级钚。这些武器级钚如果全部储存起来，会为日后带来核扩散风险，可能落入恐怖分子手中。而将这些武器级钚，混入从乏燃料棒提取的铀钚中，制成MOX燃料，经过反应堆使用后，就会消除其军用风险。所以在1997年，美国宣布与法国、英国、比利时合作，在15年内将50吨武器级钚制成MOX燃料。
所以，MOX燃料不仅不会成为制造核武的渠道，而恰恰是销毁武器级钚的最佳途径。当然，MOX燃料的高自衰变热确实对福岛第一核电站3号堆的抢救造成了困难，但这已经是核电站运行的安全问题了，与核武器无关。
