核废物处置-2

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1、核 废 物 处 置课时：课时：40学时学时 2010.10第二章第二章 放射性废物管理放射性废物管理第一节概述第一节概述第二节放射性废气的净化第二节放射性废气的净化第三节放射形废液的净化、浓缩第三节放射形废液的净化、浓缩第四节放射性固体废物的压缩、焚烧第四节放射性固体废物的压缩、焚烧第五节放射性废物的固化第五节放射性废物的固化第六节放射性废物的包装第六节放射性废物的包装第七节放射性废物的暂存第七节放射性废物的暂存第八节放射性废物的运输第八节放射性废物的运输第九节放射性废物的处置第九节放射性废物的处置第十节核设施退役第十节核设施退役第一节第一节 概述概述 自放射性废物产生后对其进行的处理、处置、

2、自放射性废物产生后对其进行的处理、处置、安全评价和有关目标、政策的制订等活动，称作安全评价和有关目标、政策的制订等活动，称作放射性废物管理。其中放射性废物处理包括废物放射性废物管理。其中放射性废物处理包括废物的控制产生、分类收集、净化、浓缩、压缩、焚的控制产生、分类收集、净化、浓缩、压缩、焚烧烧(减容减容)、固化、包装和暂存等环节、固化、包装和暂存等环节(图图2.1)。旨。旨在尽量减小废物数量和体积，将其加工成适合于在尽量减小废物数量和体积，将其加工成适合于最终处置的适当形式。最终处置的适当形式。 图图2.1 放射性废物处理、处置概图放射性废物处理、处置概图 放射性废物管理的基本目标，是实现安

3、全、经济的放射性废物管理的基本目标，是实现安全、经济的处置，防止放射性核素及其他有害物质以不可接受的量处置，防止放射性核素及其他有害物质以不可接受的量进入生态环境，将废物对人类及其环境的危害降低到允进入生态环境，将废物对人类及其环境的危害降低到允许水平以下，以达到有效地保护人类及其环境的目的。许水平以下，以达到有效地保护人类及其环境的目的。放射性废物管理的放射性废物管理的般原则是：般原则是：(1)一切产生核废物的实践或设施，均应设立相应的一切产生核废物的实践或设施，均应设立相应的废物收集系统，并控制核废物的产生量。废物收集系统，并控制核废物的产生量。(2)处置活动必须按国家有关规定进行。处置活

4、动必须按国家有关规定进行。(3)经适当处理后的低放废液和废气向环境常规性排经适当处理后的低放废液和废气向环境常规性排放，必须事先经环境保护部门批准。放，必须事先经环境保护部门批准。(4)每一个实践或设施都应确定向环境排放的限值，每一个实践或设施都应确定向环境排放的限值，确定这些限值时应进行最优化分析，并留出余地。确定这些限值时应进行最优化分析，并留出余地。(5)除低放废液和废气可有条件地除低放废液和废气可有条件地(其放射性浓度应低其放射性浓度应低于限值于限值)、有控制地向环境排放外，其余核废物必须转、有控制地向环境排放外，其余核废物必须转化为不同类型的固化体。经最优化分析，在保证安全地化为不同

5、类型的固化体。经最优化分析，在保证安全地与生物圈隔离条件下以固体废物形式处置，并长期管理与生物圈隔离条件下以固体废物形式处置，并长期管理和监测。和监测。 第二节第二节 放射性废气的净化、浓缩放射性废气的净化、浓缩放射性废气的净化处理是指将废气有控制地排入放射性废气的净化处理是指将废气有控制地排入大气之前，从中分离或除去放射性组分、化学污染物大气之前，从中分离或除去放射性组分、化学污染物的过程。净化处理的优劣用放射性核素的去除率表征，的过程。净化处理的优劣用放射性核素的去除率表征，其表示气、液相中被除去的放射性核素量占原总量的其表示气、液相中被除去的放射性核素量占原总量的百分比，该值越接近百分比

6、，该值越接近100%，表示净化效果越好。，表示净化效果越好。按来源不同，可将放射性废气分为工艺废气和按来源不同，可将放射性废气分为工艺废气和排风废气两类。工艺废气是由核设施工艺装置（例如排风废气两类。工艺废气是由核设施工艺装置（例如反应堆机械真空泵、稳压器、冷却剂、流水箱、减压反应堆机械真空泵、稳压器、冷却剂、流水箱、减压箱、容积控制箱、蒸气发生器、脱气塔、空气喷射器、箱、容积控制箱、蒸气发生器、脱气塔、空气喷射器、主冷凝器、暂存箱等主冷凝器、暂存箱等)中排出的放射性废气。核燃料中排出的放射性废气。核燃料制造厂产生的高浓度粉尘废气，以及后处理厂产生的制造厂产生的高浓度粉尘废气，以及后处理厂产生

7、的乏燃料元件溶解废气等。排风废气主要指核设施中由乏燃料元件溶解废气等。排风废气主要指核设施中由工作场地通风排出的放射性废气。工作场地通风排出的放射性废气。 放射性废气中的主要成分为惰性气体放射性废气中的主要成分为惰性气体(Kr 、Xe的同位素的同位素)、活化气体、活化气体(13N，16N，17N，19O，18F，37Ar，41Ar)、放射性碘、放射性碘(单质、有机和无机碘单质、有机和无机碘)、固、固体微粒和氚。废气中的有害组分主要为气态裂变体微粒和氚。废气中的有害组分主要为气态裂变产物和放射性气溶胶。绝大多数放射性气态裂变产物和放射性气溶胶。绝大多数放射性气态裂变产物的半衰期小于产物的半衰期小

8、于1d；半衰期大于；半衰期大于1d的放射性核的放射性核素主要有素主要有3H，85Sr，85Kr，139I，133Xe等。放射性等。放射性气溶胶是含有放射性核素的固体、液体微小颗粒气溶胶是含有放射性核素的固体、液体微小颗粒在空气或其他气体中形成的一种分散系。在空气或其他气体中形成的一种分散系。 加压贮存衰变加压贮存衰变 净化放射性废气的贮存净化放射性废气的贮存衰变法，是将废气衰变法，是将废气(主要是工艺废气主要是工艺废气)压缩注入压缩注入衰变箱中贮存衰变箱中贮存60100 d，使废气中的短寿命，使废气中的短寿命核素基本衰变完，然后将净化气体排入大气中。核素基本衰变完，然后将净化气体排入大气中。

9、吸附吸附 吸附法是广泛应用于放射性废气净吸附法是广泛应用于放射性废气净化的工艺技术，例如在核电厂采用活性炭吸附、化的工艺技术，例如在核电厂采用活性炭吸附、净化净化131I，在后处理厂采用渗银分子筛、渗银，在后处理厂采用渗银分子筛、渗银天然丝光沸石吸附、净化天然丝光沸石吸附、净化129I等。吸附剂的比等。吸附剂的比表面越大。其对表面越大。其对131I、 133Xe 、85Kr等核素的吸等核素的吸附量越大。附量越大。 高效过滤高效过滤 放射性废气的高放过滤净化是放射性废气的高放过滤净化是用玻璃纤维、合成纤维等材料作过滤介质，滤用玻璃纤维、合成纤维等材料作过滤介质，滤除废气中除废气中9997以上直径

10、大于以上直径大于0.3m的气的气溶胶微粒，同时完全吸附碘蒸气溶胶微粒，同时完全吸附碘蒸气,从而净化废从而净化废气。该法主要用于净化排风废气。此外，净化气。该法主要用于净化排风废气。此外，净化废气还有低温蒸馏法等。废气还有低温蒸馏法等。 目前，我国环境保护部门目前，我国环境保护部门(1988)推荐采用贮推荐采用贮存衰变法、活性炭吸附法去除废气中的惰性气存衰变法、活性炭吸附法去除废气中的惰性气体，采用浸渍活性炭或金属沸石吸附法除去碘，体，采用浸渍活性炭或金属沸石吸附法除去碘，采用预过滤法和高效过滤法去除放射性微粒。采用预过滤法和高效过滤法去除放射性微粒。第三节第三节 放射性废液的净化、浓缩放射性废

11、液的净化、浓缩 浓缩、净化处理放射性废液一般采用蒸发、离浓缩、净化处理放射性废液一般采用蒸发、离子交换、凝聚沉淀、过滤、反渗透等技术，将废子交换、凝聚沉淀、过滤、反渗透等技术，将废液浓缩减容，对浓缩残液进而固化、处置等，净液浓缩减容，对浓缩残液进而固化、处置等，净化废水则被排入天然水体或复用。废液浓缩处理化废水则被排入天然水体或复用。废液浓缩处理效果用浓缩系数表征，其指浓缩前后废液体积之效果用浓缩系数表征，其指浓缩前后废液体积之比比(1为浓缩、为浓缩、1为稀释为稀释)。蒸发蒸发 蒸发浓缩是将待处理废液送入蒸发器加热管中，同时蒸发浓缩是将待处理废液送入蒸发器加热管中，同时将工作蒸气通入加热管外侧