放射性固體廢棄物的處理

放射性固體廢棄物的處理第1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五Part1放射性基礎(chǔ)知識(shí)Part2放射性固體廢棄物基礎(chǔ)知識(shí)Part3放射性固體廢棄物安全處置技術(shù)Part4總結(jié)CONTENTS目錄第2頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五核爆炸核電站第3頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五放射性所謂的放射性是指原子核自發(fā)地放射出射線的現(xiàn)象。這些原子核處于不穩(wěn)定狀態(tài)，在其發(fā)生核轉(zhuǎn)變的過程中，自發(fā)地放出由粒子或光子組成的射線，并輻射出原子核里的過剩能量，同時(shí)本身轉(zhuǎn)變成另一種核素或成為原來核素的較低能態(tài)，常見的射線有α、β、γ射線。其所放出的粒子或光子，會(huì)對(duì)周圍介質(zhì)或機(jī)體產(chǎn)生電離作用，造成放射性污染或危害。有時(shí)放射性也稱為電離輻射。

”“第4頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五放射性放射性核素:能自發(fā)地放射出射線的核素也稱為放射性核素（以前常稱為放射性同位素），也叫不穩(wěn)定核素。目前已發(fā)現(xiàn)的放射性核素近2500種。分類：人工和天然。天然60多種，多為人工?！薄暗?頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五放射性固體廢物第6頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五放射性固體廢棄物

放射性固體廢物，又稱核固體廢物，是指任何含有放射性核素或被其污染的固體物質(zhì)，其中放射性核素的濃度或活度水平超過主管部門確定的豁免值，而且這些物質(zhì)在可預(yù)見的將來無可利用（不包括未處理的乏燃料）。

注：乏燃料：核燃料在反應(yīng)堆中使用時(shí)，由于易裂變核素的消耗、裂變產(chǎn)物及重核素的生成，引起燃料反應(yīng)性的變化，最終使反應(yīng)堆不再能維持臨界，因此核燃料使用到一定程度必須更換。經(jīng)反應(yīng)堆輻射后卸下的燃料也稱為乏燃料或輻照過的燃料。.”“第7頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五放射性固體廢物的來源核固體廢物核燃料循環(huán)非核燃料循環(huán)后端前端1、放射性同位素生產(chǎn)和應(yīng)用2、醫(yī)療、科研、教育、工業(yè)和農(nóng)業(yè)等部門應(yīng)用放射性物質(zhì)3、核設(shè)施退役第8頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五第9頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五放射性固體廢物安全處置技術(shù)

預(yù)處理處理方法處理整備α廢物處理處置方法低、中放和極低放廢物處置高放廢物處置其他安全運(yùn)輸暫時(shí)貯存第10頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五預(yù)處理目的：1、減少有待進(jìn)一步加工處理和處置的放射性廢物的量。2、調(diào)整需要處理、整理和處置的放射性的性質(zhì)，使其更易加工處理和處置?！薄暗?1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五AMET01收集AMET03去污AMET02分揀AMET04回取預(yù)處理第12頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五預(yù)處理收集：所有的放射性廢物必須分類收集。如果可能，應(yīng)根據(jù)本底輻射水平，在廢物產(chǎn)生時(shí)檢測(cè)其放射性含量。否則，應(yīng)將廢物放入合適的容器中送到中心檢測(cè)站進(jìn)行監(jiān)測(cè)。

分揀：1、把非放射性物質(zhì)或成分從放射性廢物中分揀出來2、根據(jù)要求把放射性廢物按標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行恰當(dāng)分類。”“第13頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五預(yù)處理

去污：

把放射性核素從不希望其存在的部位全部或部分除去方法一般為機(jī)械-物理法、化學(xué)法、電化學(xué)法、熔煉法。

利用擦、刷、磨、刮、削、刨、共振等機(jī)械作用除去表面的銹斑、污垢或表面涂層、氧化膜層。

用濃的或稀的化學(xué)溶劑與污染的部件相接處，以溶解帶有放射性核素的污染物、油漆涂層或氧化涂層達(dá)到去污的目的在含有電解液的槽中，污染物做陽極，電解液做陰極，通過高密度電流100～2000A/，不斷更新電解液，可除去金屬表面污染物，使其表面變得光滑清潔。

通過加入適當(dāng)?shù)闹軇?，使放射性核素重新分配。?4頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五預(yù)處理

回?。?/p>

由于歷史原因，初期入庫的廢物體都沒有進(jìn)行規(guī)范的分類包裝，入庫方式也都采用向底坑內(nèi)自由投放的方式，經(jīng)過多年的貯存包裝容器大部分已經(jīng)腐蝕，老化腐爛，致使放射性廢物散落在坑內(nèi)，這些廢物如不進(jìn)行處理，將對(duì)環(huán)境帶來多方面的污染。

回取能力建設(shè)主要目的是對(duì)貯存于廢物庫底坑內(nèi)的各種放射性固體廢物進(jìn)行回取、分揀和包裝處理。第15頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五焚燒”“處理技術(shù)

對(duì)于低比活度的可燃廢物來說，焚燒是最有效的減容方式，并且生成的灰燼易于加工成適于處置的穩(wěn)定形式。

焚燒廢物的放射性比活度必須控制在不會(huì)引起操作人員和公眾的受照水平超過國家規(guī)定的允許水平。如果焚燒含有大量放射性同位素的可燃廢物，要求完善的廢氣處理系統(tǒng)，投資和運(yùn)行的成本都比較高。

第16頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五焚燒焚燒使廢物的有機(jī)成分轉(zhuǎn)化成無機(jī)產(chǎn)物。焚燒過程中，焚燒系統(tǒng)必須提供放射性核素的密封，避免氣體和蒸汽逸出。處理能力為40kg/h的焚燒爐，按每天運(yùn)行8小時(shí)計(jì)算，處理50～100放射性廢物用時(shí)不到30天。據(jù)估計(jì)，一個(gè)能力為40kg/h的焚燒爐需要的總成本可能超過1000萬美元。”“第17頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五典型的放射性固廢焚燒爐第18頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五焚燒爐：

鋼體外殼，內(nèi)襯絕熱和耐火陶瓷材料。燃燒室

助燃?xì)怏w：空氣和氧氣空氣加熱器助燃器助燃燃料：丙烷、天然氣、柴油焚燒爐需要保持一定負(fù)壓焚燒爐設(shè)計(jì)的基本要求：完全燃燒第19頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五一般采用固化技術(shù)固化的定義：在危險(xiǎn)廢物中添加固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃?dòng)固體或形成緊密固體的過程。放射性蒸發(fā)殘?jiān)?、泥漿和廢樹脂等濕固體和焚燒爐灰等干固體，都是彌散性物質(zhì)，需要固化處理。通常，固化的途徑是將放射性核素通過化學(xué)轉(zhuǎn)變，引人到某種穩(wěn)定固體物質(zhì)的晶格中去，或者通過物理過程把放射性核素直接摻入到惰性基材中去。固化目標(biāo)是使廢物轉(zhuǎn)變成適宜于最終處置的穩(wěn)定的費(fèi)物體。”“整備技術(shù)第20頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五水泥固化水泥固化放射性廢物的應(yīng)用在核工業(yè)和核研究中心已超過40年。它是指將放射性廢物與水泥均勻攪拌成糊狀，凝結(jié)后失去流動(dòng)性，逐漸硬化成固體，進(jìn)行貯存或處置。放射性物質(zhì)的毒性用現(xiàn)有的化學(xué)、物理和生物方法都是不能夠消除的，只能按其固有規(guī)律衰變到無害水平。大約經(jīng)過10個(gè)半衰期后放射性水平降到原來的千分之一，20個(gè)半衰期后降到原來的百萬分之一。核電站運(yùn)行過程產(chǎn)生的放射性廢物含有銫-137（半衰期30.2a）和鍶-90（半衰期28a）等壽命較長的核素，需要安全隔離300至600a?！薄暗?1頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五水泥固化組合裝置水泥固化樣品第22頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五瀝青固化放射性廢物的瀝青固化技術(shù)在核工業(yè)的應(yīng)用已經(jīng)有40多年，曾有過20個(gè)以上的國家使用瀝青固化放射性廢物。瀝青固化是指將加熱的瀝青與放射性廢物一起混合，然后再處置筒內(nèi)冷卻，形成硬的固化體，將放射性廢物轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定的狀態(tài)，以便于廢物管理和適合的最終處置。.”“第23頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五瀝青固化第24頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五聚合物固化：聚合物固化是將核燃料的循環(huán)過程、核電廠運(yùn)行、同位素生產(chǎn)和核研究活動(dòng)中產(chǎn)生的濕固體廢物轉(zhuǎn)變成穩(wěn)定的固體形態(tài)，減小放射性核素釋放到環(huán)境中的可能性。聚合物大多為熱塑性塑料和熱固性塑料，前者經(jīng)過高溫狀態(tài)后冷凝能恢復(fù)原來狀態(tài)而后者不能。

”“第25頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五α廢物的處理

至今，多數(shù)國家將α廢物臨時(shí)儲(chǔ)存

在廢物庫中，由于α廢物積量日益增多，貯存辦法已經(jīng)不適應(yīng)要求，而且從安全角度考慮也要求人們?nèi)ヌ幚磉@些α廢物。許多核工業(yè)國家都在研究處理α廢物的方法，其中濕燃燒法被普遍認(rèn)為是一種處理α廢物的優(yōu)良方法。

”“第26頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五α廢物的處理濕燃燒法：是指利用熱濃硫酸和硝酸（250℃）浸煮可燃性固體物質(zhì)，把大部分有機(jī)物變?yōu)闅怏w產(chǎn)物，把大部分無機(jī)物變?yōu)榱蛩猁}和氧化物。然后將產(chǎn)生的高放射性殘?jiān)M(jìn)行萃取回收，剩余物質(zhì)最后再固化或者直接燒結(jié)?！薄暗?7頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五把廢物安放進(jìn)經(jīng)過批準(zhǔn)的設(shè)施中，采用工程屏蔽和天然屏蔽相結(jié)合的多重屏蔽體系為被處置的廢物提供安全隔離，確保：1、包容的短壽命核素衰減到無害水平2、包容的長壽命核素和其他有毒物質(zhì)的釋放量極低，進(jìn)入環(huán)境的濃度處于可接受水平。處置處置第28頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五低、中放固體廢物的處置方案1、陸地淺埋廣泛應(yīng)用2、廢礦井處置（鹽、鐵、鈾礦等）廣泛應(yīng)用3、深巖洞處置（土壤、巖石等）較少用4、海島處置（土壤、巖石）國際上禁止5濱海底處置（處置介質(zhì)為巖石）瑞典芬蘭6、水力壓裂處置（頁巖等）美國禁止中國7海洋投棄（海水）沿海國家采用，現(xiàn)禁止處置方案低、中放和極低放廢物的處置第29頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五中低放處理第30頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五低放最終處置第31頁，共32頁，2023年，2月20日，星期五水力壓裂法選擇地下200~400米適宜場址，應(yīng)用石油工業(yè)成熟的壓裂技術(shù)和設(shè)備，把地中放廢液和水泥及添加劑