第13讲 放射性废物的处理和处置-1

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1、第13讲放射性废物的处理和处置1放射性废物处理的重要性2放射性废物的来源和分类3放射性废物的主要特点4放射性废气（气载废物）的处理5放射性废液的处理6放射性固体废物的处理7放射性固体废物的处置8高放废物的核嬗变处理1放射性废物处理的重要性放射性废物的定义放射性废物，又称核废物，是指任何含有放射性核素或被其污染的物质，其中放射性核素的浓度或活度水平超过国家规定限值的废弃物。放射性废物以其具有较高放射性、放射毒性区别于其他非放射性有害物质。度量核废物放射性活度的单位为Bq（贝可；1Bq=1次衰变/s）。为使放射性废物变成适于往大气、水体排放

2、或作最终处置的状态所实施的工艺过程称为放射性废物处理。为使放射性核素在衰变到对人类无危害水平以前保持与生物圈隔离所采取的措施称为放射性废物处置。放射性废物中的放射性核素，采用一般的物理、化学及生物学方法不能予以消灭或破坏，只有通过它们自身的衰变（或特殊情况下的核转变）才能使放射性衰减到一定水平。为达到安全处置的目的，通常采用稀释扩散和浓缩贮存两种方式。2放射性废物的来源和分类放射性废物产生于核工业各环节（图1.1），以及使用放射性物质的各部门，即来自核燃料循环和非核燃料循环工艺体系或部门。按照工作部门划分，核废物主要来铀矿山、铀水冶厂、

3、核电厂、核武器制造厂、核舰只和使用放射性物质的科研、教育、医疗、工业、农业等部门；若按放射性总活度计，核工业中产生的核废物，其99%来自核燃料后处理厂。地质勘探铀矿开采铀矿石加工铀精制铀氟化铀同位素分离金属生产原子武器制造燃料元件制造乏燃料后处理金属钚生产反应堆材料制造原子核反应堆同位素应用核电厂核动力船图1.1核工业主要工艺体系方框示意图核电站压水堆核电站石墨气冷堆快中子增殖堆放射性废物的来源（核燃料循环）前端核燃料循环后端核废物来源1.放射性同位素生产和应用非核燃料循环2.医疗、科研、教育、工业和农业等部门应用放射性物质3.核设施

4、退役放射性废物的分类1．按物理状态分类按物理状态不同，可将放射性废物分为放射性固体废物、放射性液体废物和放射性气载废物三类。2．按放射性水平分类放射性物质的放射性水平，可用比活度(固体废物)和放射性浓度(气载废物、液体废物)表示，其物理意义为单位质量(固体)或单位体积(液体、气体)物体的放射性活度，度量单位为Bq／kg、Bq／M3或Bq／L。按放射性水平不同，可将放射性废物分为高放废物(HLW)、中放废物(ILW)和低放废物(LLW)三大类。世界各国划分这三大类废物的放射性水平标准尚不统一。放射性废物的分类⑴高放废物20世纪70年代的定

5、义，是指乏燃料后处理第一循环溶解萃取水溶液．或与此相当的浓缩废液等，即高放废物的产生与乏燃料后处理有关。1981年，美国核管理委员会(NRC)明确规定高放废物包括下列备类核废物，①不予处理的乏燃料；②乏燃料后处理第一循环萃取废液，或随后萃取循环的浓缩废物；③高放废液的固化体。放射性废物的分类⑵中放废物中放废物是指放射性水平介于低放废物和高放废物之间的放射性废物。中放废物主要来自核反应堆、乏燃料后处理第二次和第三次循环溶解萃取液、净化溶剂废液、洗涤废气的废液、去污泥浆和低放废液的浓缩液等。⑶低放废物低放废物包括绝大部分退役废物，核反应堆中

6、的去污水、循环冷却水，医疗和科研用被污染动物的尸体、器官、选矿水，核设施地面排水、洗涤水，放射性废气和气溶胶，污染的塑料、玻璃、劳保用品等。美国将低放废物定义为未列入高放废物、含有放射性比活度小于3.7×102Bq／g的超铀锕系元素的放射性废物(其中不包括铀废矿石和铀尾矿)，特别强调必须是适合于陆地浅埋处置的放射性废物。放射性废物的分类3．按放射性核素的半衰期分类按半衰期不同，将放射性核素分为长寿命(或长半衰期)放射性核素、中等寿命(或中等半衰期)放射性核素和短寿命(或短半衰期)放射性核素等类别。各国划分半衰期长、短的标准也不统一。以含

7、长寿命放射性核素为主的核废物，称为长寿命(或长半衰期)放射性废物；以含中等寿命放射性核素为主的核废物，称为中等寿命(或中等半衰期)放射性废物；以含短寿命放射性核素为主的核废物，称为短寿命(或短半衰期)放射性废物。3放射性废物的主要特点放射性废物的主要特性有放射性、放射毒性和化学毒性等，部分放射性废物还具有发热性、易燃性、易爆性、放出有害气体等性质。一、放射性废物的核素组成根据反应堆中放射性核素的生成方式，可将核废物中的放射性核素分为裂变产物、活化产物和锕系核素三类。其中裂变产物是核燃料中的元素原子核受中子轰击后产生的裂变碎片。锕系核素是

8、由铀俘获中子而产生。活化产物是有堆内的结构材料、冷却剂或燃料包壳俘获中子而产生。放射性废物的主要特性二、放射性废物的放射性、放射毒性核废物最重要特性是其具有放射性和放射毒性。⑴放射性核废物的放射性来自两类元