放射性固体废弃物的处置专家讲座

放射性固体废弃物处理放射性固体废弃物的处置专家讲座第1页Part1放射性基础知识Part2放射性固体废弃物基础知识Part3放射性固体废弃物安全处置技术Part4总结CONTENTS目录放射性固体废弃物的处置专家讲座第2页核爆炸核电站放射性固体废弃物的处置专家讲座第3页

放射性所谓放射性是指原子核自发地放射出射线现象。这些原子核处于不稳定状态,在其发生核转变过程中,自发地放出由粒子或光子组成射线,并辐射出原子核里过剩能量,同时本身转变成另一个核素或成为原来核素较低能态,常见射线有α、β、γ射线。其所放出粒子或光子,会对周围介质或机体产生电离作用,造成放射性污染或危害。有时放射性也称为电离辐射。”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第4页

放射性放射性核素:能自发地放射出射线核素也称为放射性核素（以前常称为放射性同位素），也叫不稳定核素。当前已发觉放射性核素近2500种。分类:人工和天然。天然60各种，多为人工。”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第5页放射性固体废物放射性固体废弃物的处置专家讲座第6页

放射性固体废弃物放射性固体废物，又称核固体废物，是指任何含有放射性核素或被其污染固体物质，其中放射性核素浓度或活度水平超出主管部门确定豁免值，而且这些物质在可预见未来无可利用（不包含未处理乏燃料）。注:乏燃料:核燃料在反应堆中使用时，因为易裂变核素消耗、裂变产物及重核素生成，引发燃料反应性改变，最终使反应堆不再能维持临界，所以核燃料使用到一定程度必须更换。经反应堆辐射后卸下燃料也称为乏燃料或辐照过燃料。.”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第7页放射性固体废物起源核固体废物核燃料循环非核燃料循环后端前端1.放射性同位素生产和应用2.医疗、科研、教育、工业和农业等部门应用放射性物质3.核设施退伍放射性固体废弃物的处置专家讲座第8页放射性固体废弃物的处置专家讲座第9页放射性固体废物安全处置技术

预处理处理方法处理整备α废物处理处置方法低、中放和极低放废物处置高放废物处置其它安全运输暂时贮存放射性固体废弃物的处置专家讲座第10页

预处理目标：1、降低有待深入加工处理和处置放射性废物量。2.调整需要处理、整理和处置放射性性质，使其更易加工处理和处置。”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第11页AMET01搜集AMET03去污AMET02分拣AMET04回取预处理放射性固体废弃物的处置专家讲座第12页预处理搜集：全部放射性废物必须分类搜集。假如可能，应依据本底辐射水平，在废物产生时检测其放射性含量。不然，应将废物放入适当容器中送到中心检测站进行监测。分拣：1、把非放射性物质或成份从放射性废物中分拣出来2.依据要求把放射性废物按标准进行恰当分类。”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第13页预处理去污:把放射性核素从不希望其存在部位全部或部分除去方法普通为机械-物理法、化学法、电化学法、熔炼法。

利用擦、刷、磨、刮、削、刨、共振等机械作用除去表面锈斑、污垢或表面涂层、氧化膜层。用浓或稀化学溶剂与污染部件相接处,以溶解带有放射性核素污染物、油漆涂层或氧化涂层到达去污目标在含有电解液槽中,污染物做阳极,电解液做阴极,经过高密度电流100～A/,不停更新电解液,可除去金属表面污染物,使其表面变得光滑清洁。经过加入适当助溶剂,使放射性核素重新分配。放射性固体废弃物的处置专家讲座第14页预处理回取:因为历史原因，早期入库废物体都没有进行规范分类包装，入库方式也都采取向底坑内自由投放方式，经过多年贮存包装容器大部分已经腐蚀，老化腐烂，致使放射性废物散落在坑内，这些废物如不进行处理，将对环境带来多方面污染。

回取能力建设主要目标是对贮存于废物库底坑内各种放射性固体废物进行回取、分拣和包装处理。放射性固体废弃物的处置专家讲座第15页

焚烧”“处理技术对于低比活度可燃废物来说,焚烧是最有效减容方式,而且生成灰烬易于加工成适于处置稳定形式。

焚烧废物放射性比活度必须控制在不会引发操作人员和公众受照水平超出国家要求允许水平。假如焚烧含有大量放射性同位素可燃废物,要求完善废气处理系统,投资和运行成本都比较高。

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焚烧焚烧使废物有机成份转化成无机产物。焚烧过程中,焚烧系统必须提供放射性核素密封,防止气体和蒸汽逸出。处理能力为40kg/h焚烧炉,按天天运行8小时计算,处理50～100放射性废物用时不到30天。据预计,一个能力为40kg/h焚烧炉需要总成本可能超出1000万美元。”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第17页经典放射性固废焚烧炉放射性固体废弃物的处置专家讲座第18页焚烧炉:钢体外壳,内衬绝热和耐火陶瓷材料。燃烧室

助燃气体:空气和氧气空气加热器助燃器助燃燃料:丙烷、天然气、柴油焚烧炉需要保持一定负压焚烧炉设计基本要求:完全燃烧放射性固体废弃物的处置专家讲座第19页

普通采取固化技术固化定义:在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体过程。放射性蒸发残渣、泥浆和废树脂等湿固体和焚烧炉灰等干固体，都是弥散性物质，需要固化处理。通常，固化路径是将放射性核素经过化学转变，引人到某种稳定固体物质晶格中去，或者经过物理过程把放射性核素直接掺入到惰性基材中去。固化目标是使废物转变成适宜于最终处置稳定费物体。”“整备技术放射性固体废弃物的处置专家讲座第20页

水泥固化水泥固化放射性废物应用在核工业和核研究中心已超出40年。它是指将放射性废物与水泥均匀搅拌成糊状,凝结后失去流动性,逐步硬化成固体,进行贮存或处置。放射性物质毒性用现有化学、物理和生物方法都是不能够消除,只能按其固有规律衰变到无害水平。大约经过10个半衰期后放射性水平降到原来千分之一,20个半衰期后降到原来百万分之一。核电站运行过程产生放射性废物含有铯-137（半衰期30.2a）和锶-90（半衰期28a）等寿命较长核素,需要安全隔离300至600a。”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第21页水泥固化组合装置水泥固化样品放射性固体废弃物的处置专家讲座第22页

沥青固化放射性废物沥青固化技术在核工业应用已经有40多年,曾有过20个以上国家使用沥青固化放射性废物。沥青固化是指将加热沥青与放射性废物一起混合,然后再处置筒内冷却,形成硬固化体,将放射性废物转化成稳定状态,方便于废物管理和适合最终处置。.”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第23页沥青固化放射性固体废弃物的处置专家讲座第24页聚合物固化:聚合物固化是将核燃料循环过程、核电厂运行、同位素生产和核研究活动中产生湿固体废物转变成稳定固体形态,减小放射性核素释放到环境中可能性。聚合物大多为热塑性塑料和热固性塑料,前者经过高温状态后冷凝能恢复原来状态而后者不能。”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第25页

α废物处理至今,多数国家将α废物暂时储存在废物库中,因为α废物积量日益增多,贮存方法已经不适应要求,而且从安全角度考虑也要求人们去处理这些α废物。许多核工业国家都在研究处理α废物方法,其中湿燃烧法被普遍认为是一个处理α废物优良方法。”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第26页

α废物处理湿燃烧法:是指利用热浓硫酸和硝酸（250℃）浸煮可燃性固体物质，把大部分有机物变为气体产物，把大部分无机物变为硫酸盐和氧化物。然后将产生高放射性残渣进行萃取回收，剩下物质最终再固化或者直接烧结。”“放射性固体废弃物的处置专家讲座第27页把废物安放进经过同意设施中，采取工程屏蔽和天然屏蔽相结合多重屏蔽体系为被处置废物提供安全隔离，确保：1、包容短寿命核素衰减到无害水平2.包容长寿命核素和其它有毒物质释放量极低，进入环境浓度处于可接收水平。处置处置放射性固体废弃物的处置专家讲座第28页低、中放固体废物处置方案1、陆地浅埋广泛应用2、废矿井处置（盐、铁、铀矿等）广泛应用3、深岩洞处置（土壤、岩石等）较少用4、海岛处置（土壤、岩石）国际上禁止5滨海底处置（处置介质为岩石）瑞典芬兰6.水力压裂处置（页岩等）美国禁止中国7海洋投弃（海水）沿海国家采取，现禁止处置方案低、中放和极低放废物处置放射性固体废弃物的处置专家讲座第29页中低放处理放射性固体废弃物的处置专家讲座第30页低放最终处置放射性固体废弃物的处置专家讲座第31页水力压裂法选择地下200~400米适宜场址,应用石油工业成熟压裂技术和设备,把地中放废液和水泥及添加剂制成灰浆注入地下封闭透水性很低页岩层中,待其凝固后与页岩形成一个整体,使放射性废物与人类环境安全隔离。美国在60年代开放,1965年至1985年在田纳西州橡树岭国家试验室压裂42次,处理中放液18900m³,后因事故停顿。国内1981年开始地勘工作,1985年注浆试验成功；1988年经过可行性汇报,1992年经过环评汇报；1993年立项建设,1996年建成后开始