放射性固体废物处理技术简介

放射性固体废物处理简介热能0701张海明2010年9月主要内容：•放射性固体废物的定义•放射性固体废物处理的意义•放射性固体废物的分类•放射性固体废物的预处理•主要的处理技术的简介•国家放射性固体废物防治法规放射性固体废物的定义•英文名称：radioactivesolidwaste•定义：具有对大气及生态环境、人类健康等能造成损害或危害的放射性的固体废物。放射性固体废物处理的意义：•核电站在运行过程中会产生大量的放射性废物，其中固体放射性废物数量占有相当的比例。我们必须对这些放射性废物进行有效的管理，以确保人类生存环境的安全和可持续发展。放射性固体废物的分类我国对放射性固体废物的分类：一、''α''废物：被钚或其他超铀元素所沾污的各种不同的材料；二、非''α''废物，其中按其所含寿命最长的放射性核素的半衰期长短分为四种：含有半衰期小于或等于60d的放射性核素的废物；含有半衰期大于60d、小于或等于5a的放射性核素的废物；含有半衰期大于5a、小于或等于30a的放射性核素的废物；含有半衰期大于30a的放射性核素的废物；放射性固体废物的预处理预处理的内容：废物的收集、分拣、去污等。收集：所有的放射性废物必须分类收集。如果可能，应根据本底辐射水平，在废物产生时检测其放射性含量。否则，应将废物放入合适的容器中送到中心检测站进行监测。分拣：把非放射性物质或成分从放射性废物中分拣出来，以及根据要求把放射性废物按标准进行恰当分类。去污：把放射性核素从不希望其存在的部位全部或部分除去，方法一般为机械-物理法、化学法、电化学法、熔炼法。1、机械-物理法利用擦、刷、磨、刮、削、刨、共振等机械作用除去表面的锈斑、污垢或表面涂层、氧化膜层。2、化学法用浓的或稀的化学溶剂与污染的部件相接处，以溶解带有放射性核素的污染物、油漆涂层或氧化涂层达到去污的目的。3、电化学法在含有电解液的槽中，污染物做阳极，电解液做阴极，通过高密度电流100～2000A/，不断更新电解液，可除去金属表面污染物，使其表面变得光滑清洁。4、熔炼法通过加入适当的助溶剂，使放射性核素重新分配。处理技术简介焚烧：对于低比活度的可燃废物来说，焚烧是最有效的减容方式，并且生成的灰烬易于加工成适于处置的稳定形式。焚烧废物的放射性比活度必须控制在不会引起操作人员和公众的受照水平超过国家规定的允许水平。如果焚烧含有大量放射性同位素的可燃废物，要求完善的废气处理系统，投资和运行的成本都比较高。焚烧使废物的有机成分转化成无机产物。焚烧过程中，焚烧系统必须提供放射性核素的密封，避免气体和蒸汽逸出。处理能力为40kg/h的焚烧炉，按每天运行8小时计算，处理50～100放射性废物用时不到30天。据估计，一个能力为40kg/h的焚烧炉需要的总成本可能超过1000万美元。水泥固化：水泥固化放射性废物的应用在核工业和核研究中心已超过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，逐渐硬化成固体，进行贮存或处置。放射性物质的毒性用现有的化学、物理和生物方法都是不能够消除的，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的千分之一，20个半衰期后降到原来的百万分之一。核电站运行过程产生的放射性废物含有铯-137（半衰期30.2a）和锶-90（半衰期28a）等寿命较长的核素，需要安全隔离300至600a。沥青固化：放射性废物的沥青固化技术在核工业的应用已经有40多年，曾有过20个以上的国家使用沥青固化放射性废物。沥青固化是指将加热的沥青与放射性废物一起混合，然后再处置筒内冷却，形成硬的固化体，将放射性废物转化成稳定的状态，以便于废物管理和适合的最终处置。聚合物固化：聚合物固化是将核燃料的循环过程、核电厂运行、同位素生产和核研究活动中产生的湿固体废物转变成稳定的固体形态，减小放射性核素释放到环境中的可能性。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。α废物的处理对于可燃性固体废物，现在通用的处理方法是焚烧和压缩。α废物焚烧炉比一般的放射性固体废物焚烧炉要求高得多，其建造和运行都是极其昂贵的，并且现有的焚烧装置还存在很多问题。压缩法固然经济简便，但是它能获得的减容比比较小，而且几乎不减少质量，不能消除着火危险性，并且有些物质不容易被压缩，因此使用受限制。至今，多数国家将α废物临时储存在废物库中，由于α废物积量日益增多，贮存办法已经不适应要求，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废物的方法，其中湿燃烧法被普遍认为是一种处理α废物的优良方法。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。然后将产生的高放射性残渣进行萃取回收，剩余物质最后再固化或者直接烧结。放射性污染防治法相关摘要•第四十三条低、中水平放射性固体废物在符合国家规定的区域实行近地表处置。高水平放射性固体废物实行集中的深地质处置。禁止在内河水域和海洋上处置放射性固体废物。•第四十四条国务院核设施主管部门会同国务院环境保护行政主管部门根据地质条件和放射性固体废物处置的需要，在环境影响评价的基础上编制放射性固体废物处置场所选址规划，报国务院批准后实施。有关地方人民政府应当根据放射性固体废物处置场所选址规划，提供放射性固体废物处置场所的建设用地，并采取有效措施支持放射性固体废物的处置。•第四十五条产生放射性固体废物的单位，应当按照国务院环境保护行政主管部门的规定，对其产生的放射性固体废物进行处理后，送交放射性固体废物处置单位处置，并承担处置费用。放射性固体废物处置费用收取和使用管理办法，由国务院财政部门、价格主管部门会同国务院环境保护行政主管部门规定。资料来源：《放射性固体废物处理技术》，郭志敏主编，原子能出版社。