第7部分：放废物处理处置

放射性废物处理与处置2010年4月哈尔滨工程大学矫彩山放射性废物处置定义放射性废物处置气体液体固体经过处理合格的废气或废水排放到大气或水体的过程。为了减少放射性废物对人类和环境的危害，把经过整备处理的放射性废物放置在一个不可回取的、有多重屏障的专门设施中，保证放射性核素衰变到安全水平之前与人类生物圈隔离所采取的措施。放射性废物处置概述内容(1)被处置的对象为符合处置要求的废物包；(2)需要按审管要求在选定的场址上建设处置设施；(3)废物处置必须经过审管部门批准；(4)处置意味着不打算回取废物；(5)处置系统的功能是保持废物与人类环境长期隔离，包括限制废物中的放射性核素向环境释放、保护废物不受环境过程的干扰两方面内容。放射性废物处置概述原理贮存衰变也称“包容”(或浓集和约束)，就是在所要求的期间内尽量将废物保存在同一个地方，放射性核素经过充分衰变达到无害化水平。迁移扩散通过自然过程以多种形式向环境进行转移，达到稀释的目的，而且稀释后的浓度不存在不可接受的危害。放射性废物处置概述

处置方案IAEA推荐，短寿命低中放废物（SL-LILW）采取近地表处置；长寿命低中放废物（LL-LILW）和高放废物（HLW）采取深地质处置。近地表处置：深度5~10m，适于T1/2<30a的LILW；深地层处置：深度500~1000m，适于LL-LILW（α废物）及高放废物采用，强调地下实验室建设和现场试验。中深地层处置：将中、低放废物埋层加深，上部覆盖20m厚土壤，降低这些废物返回人类生活环境的可能性及自然灾害影响。放射性废物处置概述处置场址强调就地、就近的原则；积极利用废矿坑、天然溶洞的原则；适用与安全原则；远离人类环境原则。放射性废物处置概述

国家政策与国际合作千秋万代、耗资大、学科面广、周期长；政府政策及资金保证十分必要；民众理解与支持必不可少；国际交流与合作可缩短研究周期，充分利用各国优势。技术与资金优势地质环境优势——多国处置库放射性废物处置概述

资金保障国家处置对象数量围岩估算的总成本单位成本万美元/tHM)捷克乏燃料3724tHM花岗岩469亿捷克克郎47.8芬兰乏燃料5600tHM花岗岩25亿欧元53.0瑞典乏燃料7800tHM结晶岩320亿瑞典克郎47.5美国乏燃料为主97000tHM凝灰岩575亿美元59.3斯洛伐克乏燃料2500tHM结晶岩沉积岩752亿斯洛伐克克郎86.4日本后处理的固化体32000tHM硬质岩石软质岩石27489亿日元28610亿日元73.076.0瑞士后处理固化体或固化体+乏燃料共3000tHM1200tHM已确定后处理,其余待定粘土29亿瑞士法郎74.6英国后处理的固化体+乏燃料约10620tHM4700t乏燃料7400罐固化体按坚硬岩石估算50亿英镑78.8法国后处理的固化体80000m3(B)6000m3(C)粘土岩或花岗岩150亿欧元未计算加拿大CANDU乏燃料73000tHM(3.7百万束)结晶岩162亿加元16.7一些国家废物管理成本有关数据表放射性废物处置概述

资金保障国家费用/比例处置库费用

研发建库废物罐运输运行封闭其它总计①美国亿美元65.854.9132.968.0158.98.286.5575.2比例(%)11.49.522.411.827.61.415.0100.0瑞典十亿克朗7.717.519.63.55.645.5比例（%）17②38.5②43.112100斯洛伐克百万SK93.2202.1105.0163.032.6752比例（%）12.326.814.021.74.3100日本百亿日元33.895.571.58.280.6289.1

比例（%）11.733.024.72.827.8100

各国比例范围11.4~17.031.9~40.821.7~39.41.4~4.31~27.8

注：①表中的总经费不含暂存、核电站退役及中低放处置经费。②瑞典研发经费中含对中低放处置的研发成本,建库经费包含运行与封闭成本。

世界各国处置库费用组成统计表放射性废物处置概述

资金保障建立法定的筹资机制和标准是唯一有效方法。一是从核电的电费中提取主要是用于核电站产生的高放废物的最终处置。美国、瑞士、瑞典、荷兰、芬兰、德国、加拿大等都通过电税电价由电力公司提供，平均每度电增加0.2~0.4厘(美元)。二是由政府财政支出主要用途是处置核军工产生的高放废物以及公益性单位产生的高放固体废物。中低放废物近地表处置

发展概况1.早期海洋处置将科研、医疗、核燃料循环中产生的各种低放废物的水泥固化体或沥青固化体，装在特制的金属桶中倾倒入海洋里。1983年，伦敦倾废公约第七次缔约国协商会议通过决议，实行自愿停止放射性废物的海洋倾倒。2.早期陆地简单浅埋处置“场址决定型”处置或“简易近地表处置”，处置的效果完全取决于处置场址本身的自然条件。易发生处置场的下沉或塌陷，产生“澡盆现象”，导致放射性核素的浸出和向外迁移。 中低放废物近地表处置

发展概况3.现代近地表处置“多重屏障处置”或“工程近地表处置”，始于1969年的法国芒什处置场的运行。近年来一些国家还开展了介于近地表处置与深地质处置之间的岩洞处置活动，包括为废物处置而专门开挖的岩洞，和充分利用天然岩洞及废矿井等两种类型。世界上136个低中放废物处置设施中，工程近地表处置场占67%，简易近地表处置场占22%，岩穴处置库占7%，地质处置库占4%名称LaManche忙什L’Aubu奥布Drigg德里格Rokkasho-Mura青森县六所村ElCabril埃尔卡伯里尔Forsmark福斯玛克国家法国英国日本西班牙瑞典基本构造工程近地表处置库工程近地表处置库简易-工程近地表处置库工程近地表处置库工程近地表处置库近海岸海底岩层（花岗岩）处置库运行情况1969.1~1994.6~1992.11959~1992.12~1992~1988.4~使用年限25a50a直至2050a40a25a25a建造投资1.5亿法郎2.67亿美元—10亿美元6710万美元1.51亿美元控制期300a300a—300a300a300a收费标准480~1480美元/m31600美元/m320~290/m3—1030~3300美元/m32300~4500美元/m3关闭和关闭后照管费用16500万美元———800万美元1400万美元中低放废物近地表处置

多重屏障原则项目天然屏障工程屏障管理屏障构成处置场地质和水文地质单元废物体、废物包装容器;处置单元构筑物和覆盖层围墙、控制出入、检查维护、环境监测等作用期限工程寿期及结束后相当长时期整个工程寿期工程寿期内的前期隔水屏障：顶部覆盖层、混凝土构筑物、某些回填材料、废物包装容器以及其它防排水措施；滞留屏障：废物体、回填材料、包气带岩土介质和含水层岩土介质等。中低放废物近地表处置

技术安全原则(1)选址准则；(2)工程屏障和地质屏障互补性原则；(3)处置工程与邻近的其他工程相互影响评价；(4)废物包接收准则；(5)混凝土构筑物设计准则与工程寿期；(6)废物包堆置的安全要求；(7)多重覆盖层设计准则；(8)多重防排水系统设计准则；(9)回填和覆盖材料的选择；(10)功能的可检查性原则；(11)监护期的设置及可维修性原则。中低放废物近地表处置

工程模式1.陆地浅埋处置包括全地下式、半地下式和全地上式等形式。按工程要求又分为有工程构筑物和无工程构筑物（即裸埋）两种形式。2.岩洞处置

包括废矿井及人工岩洞等形式。优点是占地面积小，特别适合国土小，人口稠密，地质结构稳定的国家。缺点是施工和运行难度比陆地浅埋大，建造和运行经费高。高放废物深地质处置

发展概况1.天然反应堆的启迪大约20亿年前，在西南非洲加蓬OKLO地区发生过天然核裂变反应，曾持续运行了105～106a,共耗去235U