核废料固化基材的研究现状

核废料。 目前我国核 电站每年产生 １ ０吨具有高 ５ 度放 射性的核废料 ，预计到 ２ １ 年 这些核废 料 ０ ０
的积存量将达到 １ ０ 屯 ０Ⅱ。 ０ 核废 料 中含 ３ ０余 种元 素，它们 分 别为 Ｕ 、
Ｐ ｕ等锕 系元 素 、裂 变产 物和 一 些 常量 元素 。锕 系
些种 类 的 固化体 产 生 气泡 或 裂 纹 ，这 无 疑会 影 响
固化体 的化学稳定性和机械稳定性。 ２ ２ＨＷ固化基体的主要种类 ． Ｌ 当今 Ｈ Ｗ 固化体 的主要形式为玻璃 ，陶瓷 （ Ｌ 含玻璃陶瓷 ） 、人造岩石和各种性质的水泥等。
２２１玻 璃 固化体 ．．
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摘 要 ：本文 简述 了 核废 料的产 生、基 本特性及 处理过程 ，介 绍 了几种 高放废 料 固化基材 （ 璃、 陶瓷 、人造岩 石、 玻
水泥） 的特 性和研 究现状。 关键词 ：核废料 ；固化基材 ；玻 璃；水泥固化体
Ａ ｓ ａ ｔ： Ｉ ｈ ｓｐ ｐ ｒｂ ｓ ｈ ｒ ｃ ｅｓａ ｄ ｄ ｓ ｏ ａ ｐ ｏ ｅ ｓａ ｏ ｔＮｕ ｌａ ａ ｔ ｏ ｍｓｗｅ ｅ ｄ ｓ ｒ ｅ ｒ ｆ ． ｈ ａ ｂ ｔｒ ｃ ｎ ｔ ｉ ａ ｅ ， ａｉ ｃ ａａ ｔ ｒ， ｉ ｓｌ ｒ ｃ ｓ ｂ ｕ ｃｅ ｒＷ ｓ ｆ ｒ ｒ ｅｃ ｉ ｄ ｂ ｉ ｌ Ａｔｔ ｅ ｓｍｅ ｃ ｎ ｐ ｅ ｂ ｅｙ
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中图分类号 ：Ｘ７３文献标识码 ：Ｂ文章 编号 ：１０ — ９ ５（ ０ ０ — ０ ５ ０ ７ ０ ３ ８ ６ ２ １）５ ０ ５ — ４ １
年 间获 得 了飞 速 发展 。 目前 中 国共 有 浙 江 秦 山 、
１ 高放射性废料 （ Ｌ ） ＨＷ
高放废料的处理 目前是核废料 处理中的最大 难 题 ，这 一 难 题 的解 决 直 接 关 系到 核 能 技 术在 未
来 更 为 广泛 的应 用 。高 放 废 料 主要 产 生 于核 电厂 后 期化 学 处理 和 乏燃 料 （ｐ ｎ ｕ ｌ ｒ ｕ １ Ｓ ｅ ｔＮ ｃ ａ ｅ） ｅ Ｆ 。其 主 要 处理 过 程 是 ：将 核 反 应 堆 所产 生 的含 有铀 、
广东大亚湾 、 岭澳、 江苏田湾 ４ 座核 电站在运行。
２０ ０ ８年 中 国核 电总 装 机 容 量 约 ９ ０万 千 瓦 。 预 ０
计到 ２ ２ 年 ，中国核 电总装机容量将超过 ５ ０ ００ ００ 万千瓦。随着我 国核 电站数量 的增加 ，中国东部 经 济 发 达地 区能 源 短缺 的 巨 大压 力 得 到 了有 效 缓
综 遮
核废料 固化基材 的研 究现状
Ｒｅ ｅ ｒ ｈ ａ ｔ ａ ｉ ｙ ｏ ｕ ｌ ａ ｓｅｆ ｒ ｓ ｓ ａ ｃ ｃｕ ｌ ｉ ｎ ｎ ｃｅ ｒｗａ ｔ ｏ ｍ ｔ
滕伟锋 王晓东 李玲利 。 （． １ 中国建筑材料科学研究总院 ，北京 １０ ２ ； ０ ０４ ２ 中国洛阳浮法玻璃有限责任公司 ，河南 洛阳 ４ １０ ； ． ７ ９ ０ ３ ．中国建 筑材 料检 验 认证 中心 ，北 京 １０ ２ ） ０ ４ ０
全 球 有逾 ４ ０问核 电厂 ，核 电占全 球 电力生 ３ 产 大约 １ ％ ，核 电为人 们 带来 方便 的 同时 ，全球 ７
和 自然界造成严重危害 ，核废料处理 问题 日益显 现 ， 已成 为全 世界 关注 的难题 。
核 电厂每年却制造超过 ２ ２万公吨的核废料，而且 每年 有增 加 趋 势 ，如 何 妥 善 处理 核 废 料 ， 已成 为 核 电国家须迫切解决的问题。 中国 自从 １ ９ 年第一座核 电站 一浙江海盐 ９１ 秦 山核 电站并网发 电以来 ，中国核 电事业在十几
解 ，但 这 些核 电站 在 发 电的 同时 也 产 生 了大 量 的
钚、锶、铯等放射核素的乏燃料进行高浓度强酸 酸 化 处理 ，再 将 其 中 的铀 和钚 进行 回 收利 用 …， 剩余 的酸性液体 用氢氧化钠稀释 中和放入铁箱 中
存 放直 至 其 衰 变 热减 少 到一 定 程度 ，然 后进 行 固 化 封 装 ，最 后 运 送 到 处 置 场 进行 地 质 处置 陧 这 。
些高放废料 的特点是放 射活度高、衰变周期长 、
同时还具有很高的衰变热产生 （ 释热率高于 ２ Ｗ／ Ｋ ｍ。 如其扩散系 Ｓ
。
数大 、水 合性 强尤 其较 难 固化 。 研 究 表 明 ，含 ｗ（ Ｗ ） ３ ％ 的 固 化 体 在 ＨＬ 为 ０
元素及其裂变产物是 ｏ 粒子、 ｐ粒子和 ｙ 射线 ｃ
的发射体 ，它们如果进入生物圈循环 ，将对人类
储存期 的最初数百年中产生的 Ｂ 衰变可使地下处
５ ５
综 述
置 库 的温度 升 高 达 数百 度 。 加上 地 下 潮 湿 空气 或 地 下 水 和 来 自内部 的各种 衰 变 对 固化 体 的损伤 ， 固化 体 的化 学和 机 械 稳定 性 将 受 到严 峻 的考 验 。