核废料分类及处理.

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(1)海洋处置 在海床下贮存,在海洋的大部分区域,海床 都由厚重的粘土构成,最适合吸收放射性衰 变产物。
(2)近地表处置
(3)地质处置 (4)太空处置 宇宙本身就会产生放射性物质,同时也可以充当地 球核废料的一个储存仓库。如果穿越太阳系,或者 坠入太阳之中,核废料便很难对地球上的生物带来 很大威胁。但即使太空发射的安全性达到标准,在 将来的某一天,我们也许需要重新找回这些物质。 钚、铯、锶等本身就是有限资源,如果裂变反应堆 技术先进到一定程度,它们会成为燃料。
(3)化学分离。化学分离过程是使铀、 钚与放射性裂变产物分离以及铀、钚之 间的分离纯化。目前世界各国后处理厂 化学分离工艺都是采用purex溶剂萃取流 程,以30%磷酸三丁酯(TBP)为萃取剂, 以正十二烷或加氢煤油为稀释剂,进行 液-液萃取,一般经过三个溶剂萃取循环, 即共去污分离循环,铀线二、三循环, 钚线二、三循环的标准流程,也有采用 两个萃取循环的流程。 (4)铀、环尾端处理。铀、环尾端处理 是将硝酸铀酰和硝酸钚溶液制成氧化物 产晶,硝酸铀酰采用流化床脱硝制成二
(1)放射性:核废料一般都具有放射性, 其唯一的消除方法是靠自身的放射性核素不 断衰变,普通的物理、化学和生物方法都无 效。 (2)射线危害:核废料放出的射线通过物 质时,发生电离和激发作用,对生物体会引起 辐射损伤。 (3)热能释放:核废料中放射性核素会通 过衰变不断放出热量,所包含的放射性核素越 高,释放出的热能越多,从而导致核废料温 度和盛放核废料的容器温度都不断升高,有 一定的危险性。
放射性废气排入周围环境会使得人体遭受放射性 内照射的危害,吸入受污染的空气,饮食含有放射性 物质的水和食物,会损伤人体健康。因此放射性废气 的排放应严格遵照辐射安全规定的每个核素排放限值, 对其进行严格处理,保证环境不受危害。 工艺系统中的废气主要是比放较高的惰性气体氖 和碘,而厂房排风系统一般含有活化气体和气溶胶以 及危害较大但量少的碘131。一般处理方法是先通过 除尘器、冷凝器、硝酸汞除碘洗涤器和NOx吸收器进 行处理,然后,再依次通过第二除碘洗涤器、含银沸 石除碘吸收器和高效颗粒过滤器进行处理,最后经由 100米以上的大烟囱排入大气。
辐照过的乏燃料后处理的工艺方法 可分为水法和干法两大类。所谓水法, 就是把乏燃料溶解于酸中,再用沉淀、 溶剂萃取、离子交换或吸附等方法使铀、 钚与裂变产物互相分离,因各道工序均 为水相操作。故称为水法。水法已在工 业上得到广泛应用,水法流程对铀、钚 的回收率分别可达99.8%和99.5%以上。
(1)首端处理。首端处理包括机 械处理和化学处理两部分。 (2)机械处理。首端机械处理将 乏燃料组件切割成小短段,使铀从 包壳中裸露出来以便化学溶解燃料 芯体。乏燃料用硝酸在沸腾或非沸 腾温度下浸取,溶解包壳中的二氧 化铀。溶解所得的硝酸铀酰溶液禽 有不溶残渣,需经过澄清过滤除去, 过滤所得的澄清液经调节钚、镎价 态后送去化学分离过程处理。
深矿贮存
冰帽贮存
将其埋入南北极冰帽下与地层岩石紧接处。
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(1)冰冻处理 核废料温度很高。将核废料球放入较为稳定的冰原, 它们会随着周围冰的融化向下移动,之上的融冰则又再 次凝固。这一想法遭到拒绝的原因很多,其中一个原因 便是冰原会发生移动,导致放射性物质会像冰山一样在 海洋中漂浮 (2)使用液压笼 如果在核废料周围建造一个类似三维壕沟的水笼, 地下水便被赋予一条替代路径,不会渗入放射性物质。 未来的核废料处理装置应该可以做到防泄漏,而液压笼 的作用则是防止地下水污染这一最严重的情况发生。
核能的广泛利用必然产生大量核废料。 从核燃料的开采,到燃料元件的制造,再到 核电厂的运行以及乏燃料的后处理和核设施 的退役,都将伴随着核废物的产生。具体如 下: (1)铀(钍)矿山、水冶厂、精炼厂、铀 浓缩厂、钍冶金厂、燃料元件加工厂等 (2)各种类型反应堆,包括研究堆、核电 站、核动力船舰、核动力卫星等 (3)反应堆辐照过的燃料元件(乏燃料) 的后处理与提取裂变元素和超铀元素的过程

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(3)埋入俯冲带 将核废料埋入俯冲带可以让用过 的核燃料棒沿着地球构造板块的“传送带” 移动并最终进入地幔。与海床下储存一 样,埋入俯冲带这种处理方式也违背国 际条约。同时,来自俯冲带海床的岩浆 会随着火山涌出,这也是一个不得不考 虑的因素。

核废料中最难解决,同时危害最大、半 衰期最长的就是乏燃料。乏燃料很自然的成 为核废料管理的重中之重。乏燃料一般都需 要进行后处理才能最终处置。乏燃料后处理 也是保证核电可持续发展的重要环节。通过 后处理可以从辐照后乏燃料中回收有用的铀 和钚,再制成新燃料元件返回热堆或快堆使 用,可以大大提高铀资源的利用率。
放射性废液由于其易浸透、有腐蚀性、不 易贮存等原因,它的处理最为重要。主要的 处理方法简要介绍如下: (1)化学沉淀法 (2)离子交换法 (3)电渗析法
放射性废液固化要固定住废液,能长期 禁锢住放射性核素。通常以辐照稳定性,热 稳定性,机械稳定性和化学稳定性来度量其 性能。 主要的固化处理方法如下: (1)水泥固化 (2)沥青固化 (3)塑料固化 (4)玻璃固化 (5)人造岩石固化,仅具有理论基础
(4)核废物处理与核燃料和核废物运输 过程 (5)放射性同位素的生产和应用过程, 包括中高能加速器的运行,医院、研究 所及大专院校的相关研究活动 (6)核武器的生产、试验和爆炸过程 (7)核设施(设备)的退役过程
核废料多种多样,需根据不同的形态 或者核素的高低而进行不同方法的处理。 大体分为放射性废气处理,放射性废液处 理,固化处理和处理后或未处理的最终处 置方法。
核废料:泛指在核燃料采掘、生产、加工和 乏燃料后处理核设施退役以及核反应堆用过 的不再需要的并具有放射性的废物。
通常所说的核废料包括低放射性核 废料、中放射性核废料和高放射性核废 料三类。 第一种通常是核电站生产过程中被 辐射过的一些物品及一些废气废液; 第二种通常是发电过程中所产生的 一些废液废物; 第三种则是从堆芯中置换下来的乏 燃料,因其利用率仅仅达到了百分之几, 具有很高的放射性。
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