放射性废水的处理方法范例6篇

放射性废水的处理方法

放射性废水的处理方法范文1

关键词:核电厂;放射性废物;去污因子;处理技术

中图分类号:TL941 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)26-0108-03

核能的发展与和平利用是20世纪科技史上最杰出的成就之一,在核能利用中,核电厂的发展相当迅速,已被公认为一种经济、安全、可靠、干净的能源。但是,核电站除了产生一般废物外,还会产生特有的废物——放射性废物,按其自然形态划分为气体废物、液体废物和固体废物。放射性废物对人类具有很大的危害性。

在核电厂反应堆运行过程中,源项主要有三类:一类是裂变产物,另一类是活化和腐蚀产物,还有一类是少量的α核素。所有这些裂变产物和活化产物在冷却剂的下泄和净化过程中都将进入到放射性废物中。在核电站的设计中必须尽可能做到废物最小化,用最科学的方法对废物进行处理,将废物对人类的危害降至最低。

1 放射性气体废物主要处理技术

1.1 核电厂废气主要组成

核反应堆正常运行期间(包括预期运行故障)所释放的气体流出物中所含的放射性物质主要包括反应堆本体一回路的裂变产物(如氙、氦等)和放射性微粒、碳-14、氚、中子照射空气或微尘后生成的放射性核素(如氩-41)、释热元件烧焙时释放出的氪-85、碘-131等。反应堆内气体流出物的放射性主要来自几种重要的放射性物质,这些物质包括放射性惰性气体、气载放射性微粒、气载放射性碘及氚等。

1.2 放射性废气主要处理方法

核电厂放射性废气的主要处理方法如表1所示:

1.3 典型的放射性废气处理流程

核电厂放射性废气处理系统大多采用活性炭延迟技术,与加压贮存工艺相比,其设备少、投资省。处理原理:采用直流常温活性炭延迟系统,基于活性炭对氪、氙等气体有物理吸附功能,当气流通过活性炭时,氪、氙优先被活性碳吸附而与载气氮和氢分离,被吸附的氪和氙还会从活性炭解析,形成不断吸附、解吸的平衡过程。经处理后废气再经过通风系统的吸附过滤器和高效过滤器,最后通过烟囱排入环境。其处理流程如图1所示:

图1 放射性气体废物处理流程

2 放射性液体废物主要处理技术

2.1 核电厂废液主要组成

核电厂废水中,含有的重要核素是58Co、60Co、137Cs、90Sr、3H等。核电厂放射性废液类型通常分为化学废液、工艺废液、地面排水、洗涤废液、去污废液、其他废液等。

2.2 放射性废水主要处理方法

常用的放射性废液的处理方法有化学沉淀法、离子交换法、吸附法、蒸发浓缩法、膜处理法等,根据不同的废液类型选择不同的处理方法。废液主要处理方法归类如表2所示:

2.3 典型的核电厂放射性废液处理流程

核电厂放射性废液处理系统通常采用化学絮凝、深床活性炭过滤、离子交换等方法的组合来处理废水。该工艺克服了国内蒸发法能耗大,厂房占地多、处理费用高等缺点,该工艺在美国已有超过17家核电厂的运行经验。处理所需串联的离子交换树脂床数量由运行人员根据保证足够净化能力又不产生过量废树脂的原则确定。各装置的去污因子如表3所示:

典型的核电厂放射性废液处理流程如图2所示:

图2 放射性液体废物处理流程

工艺废液首先经过加药单元,本单元添加高分子絮凝剂与调整适当的酸碱值,藉由电性中和使废液中微细胶体颗粒核素(Co、Ag、Cr、Mn、Fe等)凝集形成较大的胶羽。随后经过活性炭床,主要过滤去除絮凝后产生的较大颗粒活素、Co、Ag、Cr、Mn、Fe等细小胶体物质与其他核素、微细悬浮固体等。活性炭床装填多种粒径的活性炭,除了去除一般的悬浮固体外,还可过滤对下游离子交换树脂有害的物质,例如油脂、有机物。

经过前面两道工序处理后的工艺废液与地排废水一并经过前置过滤器,过滤器安装在离子交换树脂床上游,用于截留工艺流中粒径超过25微米的杂质颗粒。离子交换床内填充不同类型的树脂,以满足不同的处理需要。放射性离子交换到离子树脂上,进一步降低废水放射性,使废水得到净化。后置过滤器安装在离子交换树脂床下游,用于收集树脂碎片等颗粒物质,避免排出。

经处理后的废水进入监测排放箱贮存、排放,处理后水质能满足国家排放标准。排放总管线上设有辐射监测仪,在废水放射性超过标准限值时报警并自动终止排放。化学废液处理原理与之类似。

3 放射性固体废物主要处理技术

3.1 核电厂固体废物主要处理方法

核电厂产生的放射性固体废物种类繁多,包括湿固体废物和干固体废物。湿固体废物主要有废树脂、浓缩液、淤泥、废液过滤器芯等,干固体废物主要有空气过滤器、可压缩干废物、不可压缩干废物、大件废弃设备等。我国已经开发的放射性固废处理工艺很多,其主要处理方法可归纳如表4所示:

3.2 典型的核电厂放射性固废处理流程

核电厂放射性固体废物处理系统主要的处理物项有可压缩废物、不可压缩废物、HVAC过滤器芯、废过滤器芯(包括一回路过滤器芯和低放废过滤器芯)、活性炭以及大件废物等,其系统的处理工序主要为分拣、烘干、预压缩(挤压)、超级压缩、灌浆等,处理后形成200L的产品桶。200L产品桶再通过检测、擦拭去污后送至暂存库存放,经过一定年限暂存以后,这些废物桶将运至专门的处置场进行最终处置。湿废物产生的浓缩液经过装桶固化工序,最后送至暂存库存放。不同种类的废物采用不同的处理工序,其各种废物具体的处理工序如图3所示:

图3 放射性固体废物处理流程

核电厂产生的不可燃废物、可压缩废物、废过滤器芯等使用超级压缩机进行压缩,超压机由液压站提供一个可变力(4000~15000kN),将废物桶压成压饼。压饼在高度上被压缩到原来桶高的1/10~1/5(取决于废物的内容物和压实度),减容效果优异,达到废物最小化效果。装有压饼或不可压缩废物的桶,在水泥灌浆站灌浆,最终成品桶送至暂存库存放。

移动式处理装置把废物处理各设备紧密布置安装在1台大型集装箱卡车上,可以安全、方便地开往废物产生单位进行服务,且设置安全可靠的物料接口,能实现安全进料和排料以及配备其正常运行所需要的电、热、气、风等接口。

湿废物经过移动式处理装置处理后产生的浓缩液,经过蒸发造粒,采用固化方式处理,固化后减容效果佳,且能彻底安定化处理,与废树脂湿式氧化后的废浆共同固化则减容效率可以再加倍。

4 结语

尽管相关科学研究不断取得进展,但是放射性废物的处理和处置仍然是世界一大难题。各种处理技术各有优缺点和适用范围,因此,在工程实际应用中必须根据各类废物中放射性元素的种类、放射性比活度的高低、废物量的大小及处理后需要满足的要求等,综合考虑一种或几种方法联合使用,并在实际应用中及时反馈经验,持续改进,以期达到理想的处理效果,并为放射性废物的最终处置创造良好条件。

参考文献

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放射性废水的处理方法范文2

   医疗放射性废物是指在放射性核素的医学实践中产生的放射性核素的活度浓度超过国家规定限值的液体、固体和气载废物redlw.com。国际原子能机构( International Atomic Energy Agency , IAEA)提出了放射性废物新的分类体系,将固体废物分为3大类:免管废物、低中放废物(又分为短寿命低中放废物和长寿命低中放废物)和高放废物。免管废物的典型特征为其放射性核素的活度浓度小于或等于清洁解控水平。免管废物尽管从物理角度上认为有放射性,但其放射性含量很少,因此,可使用常规技术和方法使其获得安全处置,无需考虑其放射性 IAEA安全导则中给出了“排除”、“豁免”和“解控”的概念。“排除”适用于来自天然存在的放射性物质照射方面的定量指导;“豁免”是指免除“基本安全标准”中概述的实践要求,“解控”与“豁免”类似,但具体而言,与使获准的实践范围内的放射性物质不再受监督管理机构的进一步控制有关。该导则为监督管理机构提供了这些概念的适用性。我国标准GB 9133-1995《放射性废物的分类》将固体废物分为豁免废物、低放废物、中放废物和高放废物豁免废物定义为对公众成员照射所造成的年剂量值<0. O1 ,对公众的集体剂量不超过1人的含极少放射性核素的废物,低放废物为放射性比活度的固体废物;低放废液为放射性核素的活度浓度(4x1护Bq/L;低放废气为放射性核素的活度浓度。

1 医疗放射性废物的来源

1.1 医学诊断、治疗用放射性进口药品

2010年我国放射性药品钥-99 ( yy Mo)和得-99 m进口量最大,约为4. 80 x 10 `4 Bq,随后逐年增加,2014年达到1. 27 x 10 `5 Bq,增长约3倍;碘-131(`3`I)核素每年进口量在10`4 Bq量级内,2014年有所下降;另外涉及的放射性药品核素还有‘zs I `磷-32 ( 3z P)以及铭-89( }y Sr),见表1。

我国每年进口的放射性药品中,yy Mo和yy,Tc约占63. 00% , I约占33. 00% , `z5 I约占4. 00% oyy"'Tc药物是目前国内SPELT应用最广的药物,可用于心、脑和肿瘤等各种疾病以及人体几乎所有器官的显像诊断,需求量最大。通过对上述放射性药品进口核素以及数量的分析,可推断进口药品中医疗放射性废物主要集中在yy, TC sTc ,及“yS:等核素。的放射性

1.2 医学诊断和治疗过程中产生的放射性废物在医学诊断和治疗活动中产生的医疗放射性废物主要包括沾有放射性的医疗废物、正电子放射性药品和一些长寿命核素。其中沾有放射性的医疗废物主要指乳胶手套、棉签、针管、试剂瓶、接受核医学诊疗后病人的排泄物、放射性废液、病人住院治疗时用过的物品、氛-133放射性废气以及发生放射性污染时去污用的棉纱、动物实验过程中注射过放射性核素的动物尸体、组织以及接受核医学诊疗后病人的排泄物。这些废物主要含Te;正电子放射性药品和一些长寿命核素包括:正电子诊断药品如碳-C ,氮-13、氧一15以及 , SPELT显像诊断用药和治疗用药严粒子源等放射性废物管理。

2 放射性废物管理

2.1 美国放射性废物管理情况美国对医疗放射性废物进行了精细化管理,将放射性医疗废物定义为包括放射性动物尸体、含水放射性溶液、可压缩固体废物和液闪废液等。放射性废物分类为短寿命干固体废物、中长寿命干固体废物、废液闪瓶以及动物尸体等废物redlw.com。对于短寿命干固体废物(半衰期<120 d),首先进行称重记录,然后根据其半衰期将其装人不同的存储容器进行衰变处理,根据核素种类确定需要贮存衰变的时间,当剂量水平和环境水平相当时,可以当作非放射性医疗垃圾处理,见表2。含有中长寿命衰变核素的干废物(半衰期>120 d ),一般采用压缩的方法进行处理,见表3。测量桶的表面剂量使之符合运输的规定。液闪废液作为液体废物进行处理,瓶子使用机器将其压碎,作为干废物处理。动物尸体冷冻包装称重后冷存。在收集之前,确保动物尸体等废物已经冻结包装且体质量不超过10 kg。如果没有冻结,要先冻结包装好再收集。只含 ;H和‘4C这2种放射性核素且两者活度浓度均低于50 nCi/g的动物尸体送至动物焚烧厂作为非放射性污染动物焚烧。含有其他核素的动物储存直到核素衰变到可接受的水平。

2.2 我国医疗放射性废物管理情况

对于医疗放射性废物,比较规范的程序是首先根据核素种类和半衰期的不同,将医疗放射性废物分别装到专用垃圾袋并标明核素名称和日期,垃圾袋满后送到医院的放射性废物专用暂存室,最后向放射性废物处理中心提交申请,送贮到城市库贮存;废液一般先排人专用衰变池进行衰变处理,待环保部门监测达标后,排人医院污水处理站,;对于气体或气载放射性废物,如易挥发的核素,分别通过各自的通风系统,经活性碳过滤器过滤后,排人大气中。具体包括以下几种方式:①由生产单位供给的专用注射室所用药品均放置在防护套内,使用完毕后将废注射器放人防护套内,退回供药公司;其余药物的注射器放人专用防护箱内,产生的一般放射性废物集中处理;②废旧的放射性核素发生器(淋洗柱)一般由生产单位收回;③除去含有放射性核素的动物尸体外,大部分固体废物如注射器、针管、疑似污染口杯、棉球和放免管等一般会放置10个半衰期后按照一般废物处理。④对于医学研究过程中产生的含有放射性核素的动物尸体,比如动物肿瘤部位埋人251粒子源的,考虑251粒子源密封,不会弥散分布到动物全身,实验结束后将动物尸体中的粒子源取出,尸体作为医疗垃圾进行焚烧,注射过“c和‘SF的动物尸体活度小于0.1m,冻存于冰箱内。

放射性废水的处理方法范文3

[关键词]放射性废物库;放射源;探测器;放射源监控管理系统

[中图分类号]TP277;TL941[文献标识码]A

1放射性废物库监控管理现状

我国的原子能事业起步于上世纪五十年代中期,在巩固国防和维护世界和平方面起到了极其重要的作用,现在原子能事业转向为国民经济建设服务,以放射性同位素与核辐射技术为代表的核技术,在我国工业、农业、医疗、卫生、地质勘探和科学研究等领域的应用越来越广泛,同时导致我国产生了不少放射性废物。政府制订出相关放射性废物处置政策、法规,各地建立不同规模的放射性废物库,负责收贮和暂存各行业核技术应用中产生的放射性废物和废放射源,对保护环境和保障公众健康起到了极其重要的作用。

但是,由于放射性废物库管理经验的欠缺以及技术手段的不完善,在一定程度上对环境和公众健康构成了威胁。因此,在促进核能、核技术开发利用的过程中,必须加强对放射性污染的防治,保护环境,保障人体健康。加强对放射性废物和废放射源的监控和管理是当务之急。

放射性废物的监控和管理是一个新的课题,没有固定方案可遵循,没有专用仪器和设备,但我们却要对整个废物库进行不间断地检测,掌握整个库区的放射性水平和安全状况,对任何意外情况都能及时做出报警。这就需要一套功能完善、工作可靠的放射性废物的监控管理系统,提高放射源及危险废弃物安全管理水平。放射性废物库监控管理系统应是针对废物库中的放射性核废物的存在位置、状态、安全、管理的一个综合性的监测管理系统。

2放射性废物库监控管理系统目标及原则

放射性废物库监控管理系统主要解决的是如下几个关键问题:

1)废物库内监测:在库内不间断进行剂量率监测,对放射性污染进行预警。

2)废物库外监测:在库外不间断进行环境剂量率监测,防止放射性污染的蔓延。

3)废物的安全管理:利用门禁、红外、摄像等手段防止放射源丢失、被盗及非法移动。

4)本地及远程报警:当剂量率水平及安全出现异常,及时报警。

5)库房管理:对核废物的出入库进行有效管理。

放射源安全管理的关键是永远保证放射源处于其指定的正确位置,防止人员误入控制区遭遇误照,避免放射源的丢失和被盗。坚持辐射防护“三原则”,即实践的正当性,辐射防护的最优化以及个人剂量的限值。放射性废物库监控管理系统要做到:灵敏、稳定、可靠,多重报警方式,信息传输快捷通畅。

3城市放射性废物库监控及管理系统设计的依据及标准

3.1设计依据

《中华人民共和国环境保护法》;《中华人民共和国放射性污染防治法》;《放射环境管理办法》国家环保局令[90]第3号。

3.2采用标准

《核技术利用放射性废物库选址、设计与建造技术要求》(试行);《电离辐射防护与辐射源安全基本标准》(GB18871-2002);《放射性废物管理规定》(GB14500-2002);《放射性物质安全运输规程》(GB11806-2004)、《使用密封放射源的放射卫生防护要求》(GB16354-1996)、《操作开放型放射性物质的辐射防护规定》(GB11930-89)。

4放射性废物库监控管理系统

4.1概述

放射性废物库监控管理系统主要实现对放射源出入库、集中存放进行日常管理,对放射性废物库内工作场所、放射源存放区域以及库区外环境进行实时监测;并以红外、门禁、摄像等手段相辅助。当所监测区域的辐射剂量率、计数率超过所预设的报警阈值,或者出现放射源非法移动、库门非法开启时,发出报警信号,存储数据和相关信息,并上报上一级主管部门及省级辐射监测站,以保证现场设备的放射源的安全、工艺安全、人员安全和环境安全。

4.2系统组成及各部分功能

放射性废物库监控管理系统由计算机及其管理系统软件、中子放射性检测仪、γ放射性检测仪、通道式γ检测仪、气溶胶快速测量仪、气象站、远距离读卡器、便携式读卡器、电子标签、检测数据显示装置、红外防盗装置、门禁连锁装置、声光报警装置、远程报警装置、便携式辐射测量仪、远程通信设备等组成。

放射性废物库监控管理系统以数据处理控制计算机为核心,采用模块化设计。将各功能模块有机地结合成一个整体,完成剂量率的检测、安防监控、报警、库房管理以及数据存储和上传。放射性废物库监控管理系统框图如图1所示。

4.2.1库区内放射性检测仪

库区内放射性检测仪采用固定式安装,主要包括区域就地二次仪表(含报警灯铃)、区域γ监测仪、区域中子监测仪、通道式γ放射性检测仪、α/β放射性气溶胶快速测量仪。用于检测出、入库以及存储区内的放射源检查和监测。当出现剂量率或者计数率越限时报警装置发出报警信号。

4.2.2库区外放射性检测仪

库区外放射性检测仪也采用固定式安装,主要包括区域就地二次仪表(含报警灯铃)和区域γ监测仪。用于库区外的环境放射性检测。当出现剂量率越限时报警装置发出报警信号。

4.2.3气象站

检测气温、湿度、风向、风力、气压、雨量等气象信息,便于对剂量率监测数据进行综合分析。

4.2.4远距离读卡器、电子标签

远距离读卡器和电子标签配合使用,主要作用是进行库房管理中核废物和管理人员的识别。便于查询在库区中放射源和人员状况。电子标签分为两类:人员和放射源罐,其ID具有唯一性。

4.2.5红外报警系统

红外防盗装置检测库房内人员或物体运动情况。当出现非法的移动时,向数据处理控制计算机和报警装置发出报警信号。

4.2.6门禁系统

当出现非法开关门或者非法闯入时向报警装置发出报警信号。同时将信息上传数据处理控制计算机。

4.2.7视频监控

在放射性废物库周围以及废物库的存储区、工作区,实施不间断的视频图像监控,保证放射源的安全。

4.2.8连锁声光报警装置

当收到报警信息后,判断、确认合理报警,在现场进行声光报警。

4.2.9便携式辐射测量仪

便携式测量仪主要包括:便携式中子检测仪、便携式γ检测仪、个人剂量计、便携式伸缩长杆测量仪。主要用于库区内辐射剂量测量和其他辅助测量。

4.2.10数据处理控制计算机

1)数据处理控制计算机主要对检测仪传输来的监测信息进行集中处理、显示、控制、贮存和打印。同时通过以太网可将数据上传至上级信息管理平台。

2)放射源出入库的自动登记和日常管理。

3)放射源及人员管理。

4)可对放射源出入库向上级部门提出申请。上级部门授权后,通过门禁系统才能实现库门的开启。

5)当出现报警信息后通过远程报警装置发出报警信号。

4.2.11远程报警装置

接收数据处理控制计算机命令,以短信方式向管理员手机发出报警信息。

4.2.12写卡器

增减或修改放射源及人员电子标签。

4.2.13上级信息管理平台

1)查询库房管理信息

2)向数据处理控制计算机进行放射源出入库授权。

4.3系统基本应用方案

库区内设备的布置以及严格的管理措施、合理的系统配置方案及系统应用是保证放射源存储库中放射源及管理人员安全的必备条件。必须对现有的设备合理应用、取长补短,才能充分发挥每种设备的最大功效。

4.3.1管理人员档案管理及其电子标签制备

数据处理控制计算机利用写卡器为库房管理人员制备电子标签,其ID应为终身唯一编号。同时将管理人员的基本信息输入计算机,存入数据库备档。同时赋予管理人员相关的操作权限。管理人员以后进入库区必须携带自己的电子标签才能进行相应操作。

4.3.2系统初次使用时库内现有放射源备档及电子标签制备系统初次使用时,应先将已经库存的放射源进行备档,主要将放射源的种类、活度、剂量、放置位置等重要信息输入计算机,存入数据库,同时也要为放射源制备终身唯一编号的电子标签。并将标签固定于放射源罐。

4.3.3库存放射源统计

利用远程读卡器的自动识别功能。自动识别库区内的电子标签(放射源和人员)的类型和数量,进而明确库存的放射源或者库区停留的工作人员。

4.3.4放射源入库

1)操作人员通过数据处理控制计算机经以太网向上级部门提出申请,在得到上级部门的授权后,方可通过计算控制门禁系统解除对库门的锁定,打开库房门。此时记录打开库房门的时间。

2)管理人员进入库区(携带自己的电子标签,便于远程读卡器自动识别,计算机将存储此信息)。

3)如果是第一次入库的放射源则要进行放射源备档及电子标签制备。

4)运输车辆进入库区,将需要入库的放射源移动到操作台上;远程读卡器自动识别放射源id,放射性检测仪工作检测当前的剂量值;数据处理计算机将当前的数据和历史最近存储数据进行比对,同时在现场显示装置上显示对比结果,确认入库放射源无误,并记录入库的剂量值。

5)将放射源安置于存储区相应位置;

6)车辆离开库区,关闭库门,记录关门时间。

4.3.5库存放射源出库

1)操作人员通过数据处理控制计算机经以太网向上级部门提出申请,在得到上级部门的授权后,方可通过计算控制门禁系统解除对库门的锁定,打开库房门。此时记录打开库房门的时间。

2)管理人员进入库区(携带自己的电子标签,便于远程读卡器自动识别,计算机将存储此信息),将需要出库的放射源取出移动到操作台上;远程读卡器自动识别放射源id,放射性检测仪工作检测当前的剂量值;数据处理计算机将当前的数据和历史最近存储数据进行比对,同时在现场显示装置上显示对比结果,确认出库放射源无误,并记录出库的剂量值。

3)车辆进入库区,装载后退出库区。关闭库门,记录关门时间。

4.3.6剂量率水平监测

1)在库区内的工作区域,以及放射源存储区域,连续不间断的监测剂量率水平的变化,及时作出预警;

2)在库区外不间断进行环境剂量率水平及气象的监测;

3)利用便携式仪表对重点放射源进行监测、排查。

4.3.7视频监控

在放射性废物库周围以及废物库的存储区、工作区,实施不间断的视频图像监控,保证放射源的安全。

4.3.8报警

当遇到下列情况时,触发声光报警装置报警,并上传报警信息。

1)库门非法打开或者没有打开时红外报警装置报警即触发声光报警装置报警。

2)未检测到操作人员进入,但检测到放射源进入或者离开库区。

3)存放区所测剂量率值超过设定域值。

4)库区外所测剂量率值超过设定域值。

5)库门未关,库内长时间没有管理人员。

6)出库放射源未经检测记录直接出库。

7)入库放射源未经检测记录直接入库。

5系统主要设备选型及技术性能

5.1区域监测仪

区域监测仪采集γ探测器测量数据等进行处理、显示、存贮,在巡检方式下应答上位机的呼叫信号,并能够处理上位机命令,将各种测量结果、各仪表的工作状态和报警信号实时传送给数据处理中心。接收上位机的时钟信息,并按该信息调整时钟。

技术参数:

射线类型:Χ、γ;能量范围:60 keV~7 MeV;测量范围:剂量率:10nGy/h~1Gy/h,10nSv/h~1Sv/h;长期稳定性:≤5%;自检功能:开机进行自检和自诊断功能;输入接口:1路RS232、1路RS485,与探测器连接;通讯接口:1路RS485,1个RJ45,1个USB口,可与计算机相连接通讯;通讯协议:支持TCP/IP协议,支持GPRS无线数据传输;报警阈设置:整个测量范围内任意设备,可设置报警、高报、高高报、失效等报警阈值;报警输出:每组报警1对开关量输出,AC220V,7A;数据存储:1G存储空间,1年5 min的历史数据;外壳防护等级:IP64,适合户外安装;备电:备电自动切换,备电电池可以支持工作72小时以上;重量:监测仪(不含电池)10 Kg。

5.2γ辐射剂量率探测器

γ辐射剂量率探测器内置工业级CPU和高压模块,采用英国进口的带能量补偿的ZP1202和ZP1304GM计数管作为探测元器件,在探测器内部进行数据处理和计算,高低量程自动切换,将测量结果通过RS485与外部通讯。具有集成度高、可靠性强、数据可靠、响应时间快的特点。

技术性能:

探测射线类型:X、γ;探测器类型:带能量补偿的双GM管(进口);GM管型号:低量程ZP1202高量程ZP1304(英国);能量范围:50 keV~3 MeV(±30%);参考能量:137Cs,661keV;测量范围:50nGy/h~10Gy/h;50nSv/h~10Sv/h;量程:自动切换;能量响应:≤±30%;响应时间:3 s;角响应:≤5%(4π立体角);基本误差:≤±10%(137Cs,661keV);不确定度:≤±10%;变异系数:≤10%;长期稳定性:≤±10%;重复性:≤±10%;外壳防护等级:IP67;温度范围:-20℃~+60℃;供电:DC12V;安装方式:就地壁挂式;传输距离:≤800 m(探测器到监测仪);设计寿命:大于20年。

5.3中子探测器

中子探测器采用进口H3探测器,内置工业CPU进行数据采集处理,与WF-9200采用RS485通讯,灵敏度高、线性好,寿命长,一致性好,可实现互换性,适用于测量环境级的射线测量。

技术性能:

探测射线类型:中子射线;探测器类型:H3;能量范围:热中子-14 MeV;参考能量:镅铍中子源;测量范围:0.1μGy/h~100000μGy/h;基本误差:≤±15%(镅铍中子源);变异系数(统计涨落):≤10%;长期稳定性:≤±10%(2μGy/h);安装方式:壁挂或就地;外壳防护等级:IP64;探测器尺寸:Φ220×320 mm;供电:DC12V;输出:RS485通讯;重量:11.5 Kg。

5.4移动式人员通道辐射检测仪

采用环境γ宽量程WF-PTM-F数字化塑料闪烁探测器。探测器采用3R3塑料闪烁晶体和光电倍增管作为探测元件,内置工业级CPU和高压模块,采用CW-HV双高压切换技术,有效拓宽了探测器测量范围,实时进行温度补偿,测量数据在探测器内部进行处理,与外部RS485进行通讯,保证了测量精度和环境适应性,具有灵敏度高、测量范围宽、精度高、抗干扰能力强、稳定性好、应用范围广的特点。

技术性能:

探测射线类型:Χ、γ;能量范围:30 keV~10 MeV;参考能量:137Cs,661keV;测量范围:0.01μSv/h~100mSv/h;能量响应:≤30%;响应时间:3S;各向同项响应:≤10%(4π立体角);基本误差:≤±20%(137Cs,661keV);长期稳定性:≤±10%,变异系数:≤10%;壳防护等级:IP65;通讯:RS485;供电:DC12V。

5.5如图2所示系统软件示例

6结束语

本系统已经成功运用到放射性废物库,系统运行稳定、可靠,提高了放射源及危险废弃物安全管理水平。

参考文献

[1]GB/T4075―2003密封放射源一般要求和分级.

[2]GB/T4960.8―2008核科学技术术语放射性废物管理.

[3]GB18871―2002电离辐射防护与辐射源安全基本标准.

[4]GB12711―1991低中水平放射性固体废物包装安全标准.

[5]GB14500―2002放射性废物管理规定.

[6]HJ/T61―2001辐射环境监测技术规范.

[7]国家环保总局.国环办建(84)第029号:建设城市放射性废物库的暂行规定.1984.

放射性废水的处理方法范文4

第二条凡在本省行政区域内应用放射性同位素或辐射技术和开发利用伴生放射性矿物资源,产生放射性废物的单位和个人,均应遵守本办法。

第三条本办法所指放射性废物包括:

(一)废放射源;

(二)受放射性物质污染或经清洁去污处理后仍超过国家标准规定限值的金属、非金属材料、劳保用品、工具、设备等;

(三)放射性核素含量超过国家规定限值的废液、废气;

(四)被放射性污染的动物尸体或植株;

(五)含放射性核素的有机闪烁液(比活度大于37Bq/L);

(六)伴生放射性矿物资源开发利用中产生的尾矿砂和废矿石及有关固体废物(其天然放射性核素比活度大于2×104Bq/kg);

(七)其它放射性废物。

第四条省环境保护行政主管部门对全省放射性废物实施统一监督管理。省辐射环境监测管理机构具体负责全省放射性废物的监督管理和监测工作。

市地、县(市)环境保护行政主管部门,依照本办法规定,对本辖区的放射性废物实施监督管理。

第五条产生放射性废物的单位和个人应采取措施,防止或减少放射性废物对环境的污染。

产生放射性废物的新建、扩建、改建项目(包括转产、退役)以及放射性废渣坝(库)的选址,其环境影响报告书(表),经所在地县以上环境保护行政主管部门审查后,报省环境保护行政主管部门审批;防治放射性污染的设施,未经省环境保护行政主督部门验收合格,其建设项目不得投入生产或使用。

第六条禁止任何单位和个人有下列行为:

(一)将放射性废物混入非放射性废物、垃圾中,或将废放射源混放在各种材料、物品中;

(二)擅自倾倒、堆放、贮存、焚烧、掩埋放射性废物;

(三)擅自转移或接受放射性废物;

(四)丢失、弃置废放射源;

(五)转让、收购放射性废物;

(六)超标准向环境中排放含放射性物质的废水、废气、废渣。

第七条拥有核材料、放射性同位素、密封源(含仪器中配备的放射源)、含天然放射性物质的原材料或产品、放射性废物的单位和个人,必须按本办法的规定,向当地县级以上环境保护行政主管部门如实申报登记。

防治放射性污染的设施,必须保持正常使用,拆除或闲置防治放射性污染设施的,必须事先报经省环境保护部门批准。

第八条向环境中排放含放射性物质的废水、废气、废渣,必须经省辐射环境监测管理机构监测核准。

第九条本办法第三条第(一)项至第(五)项规定的放射性废物,须送河南省放射性废物库集中贮存、处置,进行长期监测管理。

本办法第三条第(六)项规定的放射性废物,必须建造专用贮存钡(库)存放,设立明显标志,并接受环境保护行政主管部门的长期监测和监督管理。

第十条产生放射性废物的单位和个人,需要设置或改变放射性废物暂存场所的,应事先到市地环境保护行政主管部门办理登记手续,并报省辐射环境监测管理机构备案。设置或改变放射性废物暂存场所,应当符合《辐射防护规定》要求。

未经登记备案的现有暂存场所,由市地环境保护行政主管部门责令登记备案。

暂时不用的放射源,本单位不具备存放条件的,必须送省放射性废物库存放。

第十一条在暂存场所存放的放射性废物,必须按规定进行分类包装、加附标记、建立管理档案,明确专人管理,并采取防止放射性废物泄漏污染的安全措施。

放射性废物容器及暂存场所,应设置明显的电离辐射标志和标牌。

第十二条县以上环境保护行政主管部门,应对辖区内产生、贮存(含暂存)放射性废物的单位,进行经常性现场监督检查。被检查的单位和个人应当如实反映情况、提供有关资料。检查人员应当为被检查的单位保守技术、业务秘密。

第十三条进出本省贮存和处置放射性废物,必须报省以上环境保护行政主管部门批准。

第十四条送交省放射性废物库贮存的放射性废物,送贮单位或个人应按下列要求进行预处理:

(一)废物应干燥,游离液体率不大于1%;

(二)废物性能稳定,无挥发性,无易燃、易爆等不稳定性物质,无强氧化剂、腐蚀剂等物质;

(三)试验植株应脱水、干化或灰化;

(四)动物尸体应固化于水泥中或防腐、干化、灰化;

(五)中、高放废液必须转化为不同类型的固化物;

(六)将放射性废物按短半衰期(T1/2≤60天)、中半衰期(60天<T1/2≤53年)和长半衰期(T1/2>53年)的不同性质分别装入专用包装容器内;

(七)包装体外表面的污染控制水平分别为:α<004Bq/cm2;β<04BP/cm2;

(八)包装体表面剂量率应不超过01mSv/h,包装体积不超过30升,重量不超过25公斤。

第十五条送贮放射性废物的单位和个人,应遵守下列规定:

(一)向收贮单位提供放射性废物的暂存记录或废放射源的原始档案(包括该废源原用途、原包装状况及使用情况等);

(二)废放射源应放在包装容器中,损坏的密封源应重新包装,并附说明卡片;

(三)接受省放射性废物库管理人员检查验收,按规定办理入库手续;

(四)按国家及省的有关规定,缴纳放射性废物送贮、处置费用。

第十六条收集、运输放射性废物必须使用专用车辆,并遵守国家有关放射性物质安全运输管理规定,沿途公安、交通管理部门应提供便利条件。

第十七条放射性废物运载车辆表面剂量率应低于02mSv/h,驾驶室内的剂量率应低于0025mSv/h。超过表面污染控制水平时应采取去污措施。

第十八条放射性废物入库后,收运人员、运载车辆和工具应进行表面污染检查,合格后方可离开废物库区。表面污染超过国家标准规定的限值的,必须采取去污措施。

第十九条发生放射性废物污染环境事故的单位和个人,必须及时采取措施消除或减轻污染危害,并在12小时以内向当地环保、卫生、公安部门报告,接受调查处理。对造成事故的直接责任人和单位负责人,视情节轻重给予行政处分,构成犯罪的,依法追究刑事责任。

第二十条任何单位和个人,有权对造成放射性废物污染环境的行为进行检举和控告。

第二十一条违反本办法规定,有下列行为之一的,由县以上环境保护行政主管部门责令限期改正,并给予500元以上5000元以下的罚款:

(一)不按规定申报登记放射性废物或者在申报登记时弄虚作假的;

(二)拒绝接受环境保护行政主管部门现场检查或在被检查时弄虚作假的;

(三)不办理放射性废物暂存场所登记手续或暂存场所、废渣坝(库)不附设标志的;

(四)将放射性废物混入非放射性废物、垃圾中或将废放射源混放在各种材料、物品中的;

(五)擅自倾倒、物、贮存、掩埋、焚烧放射性废物的;

(六)发生事故不按规定报告的。

第二十二条违反本办法规定,有下列行为之一的,由省环境保护行政主管部门责令限期改正,并处5000元以上20000元以下罚款:

(一)超标准向环境中排放含放射性物质的废水、废气、废渣的;

(二)丢失、弃置废放射源的;

(三)转让、转移、收购、接受放射性废物的;

(四)进出本省贮存和处置放射性废物未办理报批手续的。

第二十三条违反本办法第五条规定的,按照国家或省建设项目环境管理有关规定处理。

第二十四条不按时交纳放射性废物贮存、处置费的,由省环境保护行政主管部门责令限期交纳;逾期仍不交纳的,每日加收应交费用总额3%的滞纳金。

第二十五条被处罚的单位和个人并不免除其消除污染、排除危害和赔偿损失的责任。

第二十六条破坏放射性废物库、渣坝(库)及暂存场所设施,依照治安管理处罚条例处理;构成犯罪的,依法追究刑事责任。

放射性废水的处理方法范文5

关键词:环境保护;辐射技术;环境污染;电子束;污泥处理;固体废弃物处理

辐射作为一种常见的自然现象和生活现象广泛存在于我们的生活当中,最为常见的辐射来源于我们生活中的家用电器,例如电脑、手机以及微波炉等。上述电器所发射出的辐射属于低能辐射,这些辐射虽然广泛存在于我们周围,但无法被有效地收集和利用,而辐射技术主要应用高能射线,主要由伽玛射线、电子束、射线等组成,并被人们广泛地应用在各个领域和行业中。辐射技术在环境保护当中的应用也十分具体,主要被应用在环境保护和环境污染的治理当中,环境污染包括光学污染、空气污染、固体污染以及工业废水污染等,辐射技术在上述污染的治理当中均起到了极大的作用。尤其是在工业污染当中,以二氧化硫污染、水污染、固体废弃物污染等为主,此类污染不单影响环境,对周围居民的健康和生命具有非常大的危害,通过辐射技术对上述污染进行治理,能够极大地改善工业污染对环境的影响,应用价值极高。

1辐射技术概念与应用概述

1.1辐射技术的定义

辐射技术来源于辐射化学,辐射化学的主要原理是将辐射源放置在流动的水源当中,使辐射源所发射出的射线或粒子能够改变水源的水质,从而使受到污染的水水质得到改善。随着研究的深入,人们将辐射技术应用到环境保护当中,使其成为环境保护中的主要应用技术之一。辐射技术的主要原理是利用高速运动的电子或射线,对不同种类的污染物进行辐射,使污染物自身发生化学反应或物理反应,降低污染物当中的有毒物质或污染物质,使其被分解为不具有污染的物质或容易被处理的物质,从而达到治理污染的目的。辐射技术现已被广泛地应用在食品加工、卫生医疗、饮水处理等领域当中,主要由x射线、r射线等组成。目前我国常用的辐射技术主要包括加速电子和γ射线两种。

1.2辐射技术的应用现状探究

目前辐射技术在我国环境保护当中应用非常广泛,且得到了迅速的推广和发展。辐射技术的应用优势在于能够在常温常压的环境下应用,操作便捷且利用效果好,能够在短期内对环境污染产生较为良好的治理效果,能够保证并对环境带来较大的影响,因此我国各级部门、各行业也对该技术开始重视。目前我国在大气污染治理、水污染治理、固体废弃物处理等方面都应用了辐射技术,对我国的工业生产污染治理带来了新的道路与发展方向。

2辐射技术在环境保护中的应用

2.1电子束的应用

电子束技术是辐射技术中较为常用的技术之一,电子束有高速的特点,在工作过程中具有较强的穿透力,且开关灵活,能够有效地观察到受照射物品的特性、情况以及是否出现问题。例如在船舶制造业当中,高速电子束能够有效检测出生产出的船舶是否出现空隙,并通过高速电子束确定船舶当中钢板空隙的位置,如果船舶的船体钢板中具有漏点和空隙,则该船舶的使用寿命大大缩短,甚至是造成出现不合格的产品,无法在水中正常航行。这一技术的应用有效地延长了船舶的使用寿命,从而达到节约资源的目的,降低金属资源等资源的浪费。

2.2污泥的处理作用

在我国的工业生产当中,污泥是包含了工业废水废料以及泥沙等工业废物的污染物。污泥当中包含大量的细菌、寄生虫以及污染物,如果未经过处理就排放到自然环境中,对周围土地、居民以及牲畜都会产生巨大的影响,许多地区由于污泥污染无法适应人畜生活,造成耕地荒废,不但增加了该地区的环境压力,还对自然环境造成了极大的破坏。利用辐射技术能够杀灭污泥中的细菌、寄生虫,使工业排出物的污染性降低,一些污泥经过辐射技术的处理不但清除了污染物,并且对该地区的土壤有一定的增肥效果,辐射技术中主要以核辐射对污泥治理的效果好,核辐射能够减少污泥的粘性,提高污泥的脱水能力和沉降能力。

2.3固体废弃物处理中的应用

除了工业废物排放外,人们在日常生活中也经常产生许多固体垃圾,这些都可归类于固体废弃物当中,尤其是建筑垃圾以及塑料制品,对周围环境的影响较大。通过辐射技术对固体废弃物进行辐照,能够有效分解垃圾中的有机物,并且将分解后的垃圾作为动植物饲料或肥料进行使用。

2.4等离子照射技术的应用

等离子照射技术在我国的应用较多,其应用效率高、运营成本低、效益好等优势是等离子照射技术广泛应用的主要原因。尤其是在使用过程中,等离子照射技术不会导致二次污染的发生,得到我国政府的重视和应用。等离子照射技术主要是通过气体放电、燃烧等方法使污染物产生化学反应,将污染物中的有毒物质分解,并将上述物质重新形成为无污染的物质,使有毒污染物能够得到再利用。

3辐射技术在环境污染中的应用

3.1辐射技术在水污染中的应用

工业生产过程中会排出大量的污水,其主要成分包括大量的有机污染物,其中苯环、甲氯农药、多氯联苯、氯酚等。上述污染物使得污水具有非常强的脂溶性和毒性,造成水体污染、土壤污染。毒素通过水体进入到动物、植物和人体内,最终导致人体受到巨大的损伤。污水中有机污染物的危害在于会杀死水中的微生物,即使通过污水处理也无法达到正常的水质,而传统化学物理方法进行污水处理时,仅仅能将污染物从水中分离,分离后会出现污泥,污泥的污染性更强,依旧需要进行处理。辐射技术能够使水出现电离反应,放入水中的氢原子、过氧化氢等具有高氧化性的物质分解水中的有机污染物,尤其是多氯联苯、氯酚化合物等降解程度难的有机污染物,从而彻底减少或消除水中的污染物,达到治理污水的目的。

3.2辐射技术在废气污染中的应用

除了污水外工业生产排放量较大的污染物当中包括废气污染,废气污染会直接影响到大气环境,造成大气污染。工业生产所排放的废气中主要包含二氧化硫和一氧化氮,上述两种气体均具有非常强的毒性,经过研究发现将一氧化氮与人体血液进行实验,发现人体血液中的血色素能够与一氧化氮相结合,在人体内反映出亚硝基血色素,该成分会使人体中毒。除此之外,二氧化硫也是威胁人体健康,导致植物损伤的主要气体,可见工业生产废气治理的重要性。传统的废气污染治理方法是碱淋洗法、双碱法进行治理,但收效甚微。通过辐射技术进行废气污染治理效果显著,辐射技术能够有效地使一氧化氮得到充分的降解,其原理是通过电子束进行照射,所发射的能量与大气中的水、氮以及二氧化碳吸收,产生出大量的自由基与废气污染中的一氧化氮反应。辐射技术对于一氧化氮的降解效果很高,能够有效地减少工业废气中一氧化氮的污染,改善大气环境。

3.3辐射技术在固体废弃物治理中的应用

目前最难处理的固体废弃物为塑料制品,塑料制品的分解难度极高,通过自然分解则需要较长时间的分解过程,且对周围环境造成巨大的污染,如果通过高温燃烧进行塑料制品的处理,则会产生有害气体,造成其他污染。辐射技术在固体废弃物治理中的应用效果极高,主要应用等离子辐照技术,例如日本采用г射线将塑料制品进行处理后再进行粉碎,其治理效果较好。除塑料制品外,废纸、木屑等纤维素含量较高的固体废弃物,也通过辐射技术得到有效的治理,例如美国将加酸处理和辐射技术结合应用,将上述废弃物中的葡萄糖有效回收,并且将剩余物质作为牲畜饲料应用,其治理效果较好。

4结语

辐射技术在环境保护和污染治理当中的应用优势明显,在水污染处理、固体废弃物处理、大气污染的治理等方面的应用十分成熟,尤其在污泥、塑料、工业废气的处理当中,具有成本低、效果好、对环境无二次影响等优势,具有非常大应用效果的同时,也具有非常大的发展前景,能够结合现有的污染处理方法,将污染物更加高效、环保的处理和应用。随着科学技术的不断革新,污染物的处理方法不断进步,辐射技术的使用设备也逐步改良,一方面提高了辐射技术的试用效果;另一方面有效地降低了辐射技术的使用成本,可见辐射技术在环境保护中的应用价值越来越高。通过本文的研究可以看出,辐射技术能够在治理污染的同时,减少污染物中有毒物质的排放,并且与传统污染治理方法不同的是,辐射技术不会在治理此类污染的同时,产生其他种类的污染,减少了二次污染的发生率。与此同时,许多污染物在治理过程中或治理完成后,能够产生具有环境保护功能或提高环境清洁能力的物质,例如在水污染、污泥污染以及固体废弃物的污染治理过程中,均能够产生如土壤肥料、清洁自由基等物质,在减少自然污染的同时,提升了环境自身的抗污染能力。虽然辐射技术具有极强的污染处理能力,但该技术尚未完全开发,具有一定的不足和缺点,所以无法大面积地推广使用,且辐射技术虽然能够治理污染,但依旧无法通过单一的手段进行治理,需要与其他环保技术进行结合,以保证污染治理的彻底性和有效性。可见辐射技术的未来发展方向,是进行技术的进一步提高和发展,并与其他技术进行有效的结合,才能够在环境保护当中起到更大的作用。

参考文献

[1]王立,窦利军.辐射技术在环境保护中的应用要点[J].技术与市场,2014,21(8).

[2]关丽辉,于静.环境保护中辐射技术的应用解析[J].吉林农业,2014,23(24).

放射性废水的处理方法范文6

关键词:放射性废物;水泥固化;玻璃固化;陶瓷固化

中图分类号:V444.3+8 文献标识码:A 文章编号:

1前言

核能的利用已成为继化石燃料(包括煤、石油和天然气等)和水力资源之后的第3种主要能源[1]。核能的开发和利用给人类带来巨大的经济效益和社会效益,但也产生了大量的放射性废物,给人类的生存环境带来了较大的威胁。现在的科学技术仍不能将这些放射性核素重新利用,只能把它们当废物处置。因此,如何安全有效地处理放射性废物,使其能够与生物圈最大限度的隔离,已成为核工业、核科学面临的重要课题,是影响核能持续健康发展的关键因素。

2 放射性废物固化

固化体在深地质下,要承受高温高压的环境[3],因此,放射性废物固化体应具备两个基本条件:(1)能对核素进行长期的固化,达到相关标准测试评定的要求。(2)具有长期的耐久性。同时,考虑到固化体的运输,这些材料还要求有一定的抗机械性力学性能。现在,世界各国根据以上条件研究和使用的固化体材料较多,有了以下几种固化方法。

2.1水泥固化

水泥固化至今已有40多年的历史,已是一种成熟的技术,被很多国家的核电站、核工业部门以及核研究中心广泛采用,在德国、法国、美国、日本、印度等国都有大规模工程化应用[4]。它被广泛用于蒸残液、泥浆、废树脂等中、低放废物的处理。近年来,水泥化学、新水泥系列、混合材、外加剂及混凝土用纤维等方面取得了许多进展,这对于指导放射性废物水泥固化的研究和应用有很大的帮助。

水泥固化的机理[5]:固化有放射性废物的水泥固化体是一个不均匀的多相体系,由固相、少量液体和空气组成。其中,固相主要由各种水化产物、残余熟料和废物等构成,而少量液体则存在于体系的孔隙中。整个体系对于核素的滞留作用主要有三种:固溶作用、吸附作用和包容作用。前两种是化学作用,与水化产物及核素的化学性质有关,核素离子与水泥水化产物反应生成新的矿物质或者在混合材表面吸附;包容是物理作用,与固化体的孔结构有关,水泥致密的孔结构会在空间上阻碍核素的扩散。

现今用的水泥固化基材主要有:(1)硅酸盐水泥(PC),这是以硅酸钙为主要成分的熟料制成的水泥的总称,在世界范围内长期用来固化液体和湿固体危险废物,国内也大多用硅酸盐水泥进行放射性废物实践。(2)硫铝酸盐水泥(SAC),这类水泥是由我国自主开发的品种,具有抗冻、耐腐蚀、抗渗、低碱度等优点。(3)碱活化矿渣水泥(AASC),又称碱矿渣水泥,是指矿渣与碱金属化合物共同磨细组成的一种水硬性胶凝材料,碱性物质作为活化剂,使潜在水硬性的矿渣表现出凝胶性质。与PC相比,AASC的水化产物对核素离子的固溶和吸附作用更强,而且AASC的孔隙率远小于PC,对核素的包容作用更好,核素浸出率更低。向AASC其中掺入黏土类材料,可使固化体水化产物中生成沸石类物质,从而提高对Sr、Cs的吸附性能[5]。

水泥固化与其他固化方法相比,原料易得,设备简单,生产能力大,成本低,无废气净化问题,固化生产过程二次污染少,迄今为止仍是核电站应用最广泛的一种固化工艺。而由于水泥固化体多孔性导致的核素浸出率等问题正随着固化配方和工艺的深入研究不断改进,水泥固化用于放射性废物处理具有巨大的社会效益和经济效益。

2.2玻璃固化

最近几年,我国加强了对玻璃固化体的浸出机理的研究,建立了静态浸泡、动态浸泡、高温静态浸泡等一系列的浸泡实验方法。已经研究了温度、pH、浸泡剂流速、浸泡剂类型、容器腐蚀产物、各种回填材料等各种环境因素对固化体浸出的影响。通过实验建立起的一套经验方程和数学模型,能够比较好地预测固化体中长期的浸出行为。研究表明玻璃固化体的浸出受温度的影响较为明显,在较低温度时(60~70 ℃以下),玻璃固化体浸出的反应速率是由离子交换反应控制的;较高温度时则以网络溶解反应控制整个反应的速率。求出表观活化能则可以很方便地看出由于温度变化而导致反应机理的改变[17]。

玻璃固化体有很强的放射性和很高的释热率,在法国拉阿格的高放玻璃固体罐一般要冷却贮存40~50年才进行处置[18]。因此,制定高放废物货包放置的接受准则,还只是在酝酿阶段,接受准则的建立是一项艰巨的任务。

目前,人们已经认识到玻璃固化高放废液的缺点[19]:首先,玻璃是一种过冷过饱和固溶体,从热力学上讲,析晶必然发生,析出的晶体绝大多数是水溶性的,不利于最终深地质处置;其次,玻璃体对核素的包容量偏低,对锕系核素的包容量更低。玻璃固化体的包容量低、长期稳定性差成为高放废物最终处置的世界性难题。增加废物的包容量、提高固化体的长期化学稳定性是目前的研究方向。

2.3陶瓷固化

陶瓷固化(即矿物固化)是用人造岩石(SYNROC)作为核废液的固化材料,SYNROC是是Synthetic rock的简称,由澳大利亚Ringwood等首次提出的一种固化体,其实质是一种陶瓷。人造岩石固化体被誉为“第二代高放废物固化体”,因为它具有比玻璃固化体更好的长期热和化学稳定性、更高的密度和废物包容量。陶瓷固化体是从地球化学观点出发,根据“类质同象”、“矿相取代”、“低温共熔”原理开发研制的一系列固化体。这种固化体材料针对锕族核素的固化体呈现出了优良的性能,具有巨大的发展潜力。

陶瓷固化体它们有一些共同点:(1)化学组分复杂(类质同象广泛);(2)晶体结构对称性低(抗辐射损伤);(3)结构紧密;(4)化学键性复杂;(5)结晶能力强。目前,陶瓷固化普遍存在原料价格昂贵、工艺复杂、对特定的放射性废物需要设计特定的矿相并采用与之相适应的固化处理工艺等问题,使得放射性废物的处理工艺受到放射性废物的物质状态、化学成分等因素的限制,给研究工作及工程化应用带来了诸多困难。

3结论与展望

水泥固化,玻璃固化和陶瓷固化在处理放射性废物方面各有优缺点,但都不能完全达到处理放射性废物的要求。水泥固化与其他固化方法相比,设备简单,生产能力大,成本低,无废气净化问题,原料易得,固化生产过程二次污染少,但水泥固化体多孔性导致的核素浸出率低;玻璃固化可以同时固化高放废液的全部组分,但固化体的包容量低、长期稳定性差;陶瓷固化体有长期热和化学稳定性、更高的密度和废物包容量,但原料价格昂贵、工艺复杂。而理想的固化体要求同时具有优越的化学稳定性、机械稳定性、热稳定性、较高的货载量,要求设备简单,生产能力大,投资和运行费用低,无废气净化问题,原料易得,固化生产过程二次污染少。因此,对于放射性废物的固化研究还需要长期的探索。

参考文献:

[1]姜圣阶, 任凤仪. 核燃料后处理工学[M]. 北京:原子能出版社, 1995: 1

[2]郭永海, 王驹. 高放废料深地质处置及国内研究进展[J]. 工程地质学报, 2000, 63(5): 1004

[3]FERGUS G F Gibb. High-temperature, very deep, geological disposal: a safer alternative for high-level radioactive waste. Waste Management, 1999, 19: 207