核废料处理综述
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核废料的处理方法核废料是指在核能利用过程中产生的具有放射性的废物,它们对环境和人类健康都构成潜在的威胁。
因此,核废料的处理方法至关重要。
目前,主要的核废料处理方法包括贮存、转运、再处理和处置等环节。
首先,对于核废料的贮存是非常重要的。
贮存是指将核废料妥善地存放在特定的设施中,以防止辐射泄漏对环境和人类造成危害。
贮存设施需要具备良好的密封性和安全性,以确保核废料不会外泄。
同时,还需要定期对贮存设施进行监测和维护,以确保其长期稳定运行。
其次,核废料的转运也是一项重要的环节。
转运是指将核废料从产生地点运输到处理或贮存地点的过程。
在转运过程中,需要严格遵守相关的安全规定,采取适当的防护措施,以避免核废料在运输过程中造成泄漏或污染。
除了贮存和转运外,再处理也是核废料处理的重要环节。
再处理是指对核废料进行分离、提取和回收,以减少其对环境的影响。
再处理可以将核废料中的可再利用物质进行回收利用,从而减少对自然资源的消耗,同时减少对环境的负面影响。
最后,核废料的处置是核废料处理的最终环节。
核废料的处置需要选择合适的地点和方法,以确保核废料长期稳定地存在于地下或其他特定设施中,避免对环境和人类造成潜在的危害。
核废料的处置需要严格遵守相关的法律法规和安全标准,确保处置过程的安全性和可持续性。
综上所述,核废料的处理方法涉及到贮存、转运、再处理和处置等多个环节。
这些环节需要严格遵守相关的安全规定和标准,以确保核废料的处理过程安全可靠,最大限度地减少对环境和人类健康的影响。
只有通过科学合理的处理方法,才能有效地解决核废料带来的环境和安全问题。
核废料的处理方法核废料是指在核能发电、核武器制造、医疗放射性同位素应用等过程中产生的放射性废物。
由于核废料具有高放射性和长半衰期的特点,处理和处置核废料是一个极其重要的环境和安全问题。
目前,对核废料的处理方法主要包括储存、转运、处理和最终处置等环节。
本文将就核废料的处理方法进行介绍。
首先,对于已经产生的核废料,最常见的处理方法是储存。
储存是指将核废料暂时存放在特定的设施中,以确保其安全、稳定和受控。
储存设施通常包括混凝土贮存容器、钢质贮存容器等。
这些设施需要具备良好的密封性和抗辐射能力,以防止核废料的泄漏和扩散。
同时,储存设施还需要进行定期监测和维护,确保核废料处于受控状态。
其次,核废料还需要进行转运。
转运是指将核废料从产生地点运输到储存或处理设施的过程。
在转运过程中,需要采取严格的防护措施,确保核废料不会对环境和人员造成危害。
此外,转运设施也需要具备防护性能,以应对意外情况的发生。
除了储存和转运,对核废料进行处理也是十分重要的环节。
处理方法主要包括物理处理、化学处理和放射性同位素分离等。
物理处理是指通过物理手段对核废料进行分离、浓缩和固化,以减少其体积和放射性。
化学处理则是利用化学方法对核废料进行转化和固化,以降低其溶解度和毒性。
放射性同位素分离则是利用特定的技术手段将核废料中的放射性同位素分离出来,以减少其放射性。
最终,核废料需要进行最终处置。
最终处置是指将核废料安全地固化或封存在地下设施中,以防止其对环境和人类产生危害。
目前,最终处置方法主要包括地下处置和地表封存两种。
地下处置是将核废料封存在地下深层设施中,以隔绝其与外界的接触。
地表封存则是将核废料封存在地表设施中,通过人工控制和监测来确保其安全。
总之,核废料的处理方法涉及储存、转运、处理和最终处置等多个环节。
这些环节需要严格控制和管理,以确保核废料不会对环境和人类造成危害。
同时,对于未来产生的核废料,还需要加强技术研发和政策制定,以寻求更加安全、有效的处理方法。
核电站如何处理核废料核电站是一种利用核能发电的设施,它产生的核废料是其中一个重要的问题。
核废料的处理是保障核电站安全运行的关键步骤。
本文将探讨核电站如何处理核废料的方法和措施。
一、核废料的分类首先,我们需要了解核废料的分类。
根据放射性强度和半衰期的不同,核废料可以分为3个主要类别:低、中和高放射性废料。
低放射性废料主要指放射性强度较低、半衰期较短的废料。
如使用过的防护服、工作台面擦拭物等,这些废料通常以普通垃圾的形式处理。
中放射性废料指放射性强度较高、半衰期较长的废料。
这类废料需要进行特殊处理,如包装封存、隔离储存和最终处置。
中放射性废料通常是在核电站内部进行处理和储存。
高放射性废料是最危险的废料。
它们产生的放射性强度极高,半衰期非常长。
高放射性废料要求在特殊的条件下进行处理和储存。
二、核废料处理的方法核废料的处理方法可分为物理处理、化学处理和放射性废料处理。
物理处理主要指对核废料进行分离、过滤和固化等步骤。
分离是将核废料与辐射不活跃物质分离开,使得放射性物质能够独立处理。
过滤则是通过过滤器将放射性颗粒物和其他污染物物理上分离。
固化是将核废料与固态材料结合,使其形成固体块,并降低其溶解速度和释放量。
这些物理处理手段可以有效控制核废料的辐射危害。
化学处理是指利用化学方法对核废料进行处理。
例如,通过化学反应将放射性物质转化为不活跃物质或稳定同位素,从而降低其放射性。
化学处理可以减少核废料对环境和人类的威胁。
放射性废料处理是最关键的一步。
一般来说,放射性废料需要经过长时间的储存和处理,直到放射性水平足够低,可以安全释放到环境中。
我们可以使用深地质处置、穴落排放或再处理等方法来处理放射性废料。
深地质处置是将高放射性废料埋入数千米深的地下,利用地质屏蔽效应将其隔离。
穴落排放是将处理后的放射性废料悬浮在水体中,通过合理排放进一步降低其放射性。
再处理则是将废料进行二次利用,从而减少其余留物。
三、核废料处理的挑战和未来发展核废料处理是一个复杂而严峻的问题,面临着许多挑战。
解决核废料的方法核能是一种高效的能源来源,但同时也产生了大量的核废料。
核废料具有高度的放射性和危险性,需要妥善处理和处置,以防止对环境和人类健康造成潜在的危害。
本文将介绍几种解决核废料的方法。
1. 高温氧化法:高温氧化法是一种将核废料置于高温下与氧气反应的方法。
在高温下,核废料中的有机物和无机物会被氧化分解为气体和固体产物。
气体可以通过过滤和净化后排放,而固体产物可以进一步处理或封存。
这种方法可以有效地减少核废料的体积和放射性,但需要高温设备和严格的操作控制。
2. 玻璃化固化法:玻璃化固化法是一种将核废料与玻璃形成化学结合的方法。
核废料首先被处理成粉末或颗粒状,然后与玻璃原料混合,通过高温熔融使其形成玻璃状固体。
这种方法可以将核废料稳定在玻璃中,防止其释放到环境中,同时也降低了放射性。
玻璃化固化法被广泛应用于核电站的废料处理中。
3. 地下封存法:地下封存法是一种将核废料安全地储存于地下设施的方法。
核废料被封装在耐久性和放射性屏蔽性能良好的容器中,然后埋入地下深处。
地下封存法可以确保核废料与环境和人类隔离,防止其对生态系统和人类健康造成危害。
这种方法需要选择合适的地质环境和建设可靠的封存设施。
4. 反应堆后处理法:反应堆后处理法是一种将核废料经过化学处理和物理处理后分离和提取有用物质的方法。
核废料经过反应堆后处理可以分离出可再利用的核燃料和放射性废料。
可再利用的核燃料可以用于再生能源的生产,而放射性废料则需要进一步处理或封存。
这种方法可以最大程度地回收和利用核能资源,并减少核废料的产生。
尽管以上方法可以解决核废料的问题,但每种方法都有其限制和挑战。
高温氧化法需要高温设备和严格的操作控制,成本较高;玻璃化固化法需要合适的玻璃原料和处理工艺,技术要求较高;地下封存法需要选择合适的地质环境和建设可靠的封存设施,安全性和长期稳定性是关键;反应堆后处理法需要高效的分离和提取技术,同时也存在核材料安全和非扩散等问题。
核污染废料怎么处理
核污染废料的处理是一个极为复杂和敏感的问题,需要采取特殊的措施来确保安全处理。
主要的处理方法包括以下几种:
1. 封存和存储:将核污染废料封存在特殊的容器或设施中,例如混凝土浇筑的地下储存设施、封闭金属容器等。
这样可以减少对环境和人类健康的潜在影响,并确保废料的长期安全存储。
2. 体积压缩:通过对核污染废料进行物理处理,如压缩、烧结等,减少其体积,从而降低存储和处理成本。
3. 分离和分离:核污染废料通常包含多种成分,例如放射性物质、化学物质等。
通过分离和分离这些成分,可以更好地处理和处置,减少对环境和人类健康的威胁。
4. 转化和稳定化:通过化学或物理方法,将核污染废料转化为较稳定和无害的形式。
例如,将放射性物质转化为不放射性物质,或将有机物质转化为无害的无机物。
5. 最终处置:核污染废料处理的最终目标是找到一个安全和可持续的处置方式。
目前常用的方法包括牢固地封存在地下深处、将其投放到海洋深处、通过地质屏障来阻止废料的释放等。
需要注意的是,核污染废料的处理必须严格遵守环境和安全监管要求,并经过专业机构的严格评估和批准。
在处理核污染废料时,必须确保不会对环境和人类健康造成进一步的伤害。
核废料的储存与处理核废料是指核能发电产生的放射性废物。
由于其具有较长的半衰期和放射性危害,正确有效地储存和处理核废料成为了当代社会面临的重要问题。
本文将分为四个部分,分别讨论核废料的分类、储存、处理以及应对措施。
一、核废料的分类1. 高中低级别的核废料:高级别核废料具有极高的放射性,需要特殊环境进行储存和处理;中级别核废料放射性较高但可以通过固化等方式进行处理;低级别核废料放射性较低,可通过较简单的方法进行处理。
二、核废料的储存1. 中期储存:利用特殊容器进行封存,隔离放射性物质的辐射;选择合适的地点,例如地下设施,以避免对环境和人类的危害。
2. 长期储存:进行复杂的工程设计,确保核废料长期稳定地储存;选择合适的地质条件,例如岩层稳定、地壳活动较少的地区。
三、核废料的处理1. 固化处理:高级别和中级别核废料可以进行固化处理,将其转化为固体或玻璃状物质;固化后的核废料体积较小,便于储存和运输。
2. 通过物理、化学方法进行处理:利用物理方法如过滤、沉淀等分离和提取核废料;利用化学方法如溶解、反应等转化核废料的性质。
四、应对核废料问题的措施1. 安全管理:加强核废料的安全管理,确保其不被用于非法目的;建立监测体系,定期监测核废料的放射性,及时发现问题。
2. 开展科研:加大对核废料处理和利用技术的科研投入;探索更加环保、高效的核废料处理方法。
3. 国际合作:加强国际合作,共同应对核废料问题;通过信息共享、技术合作等方式加强全球范围内的核废料管理。
综上所述,储存和处理核废料是一项极为关键和复杂的任务。
我们应该充分认识到核废料的危害性,并采取科学、安全的方式储存和处理核废料。
同时,通过加大科研投入、加强国际合作等措施,共同推动核废料管理领域的进步与发展。
核反应堆和核废料处理核能是一种强大且广泛应用的能源形式,其中核反应堆是核能利用的关键设施之一。
然而,核反应堆产生的核废料也带来了严重的环境和安全问题。
本文将探讨核反应堆的工作原理以及核废料处理的方法。
一、核反应堆的工作原理核反应堆是一种利用核裂变或核聚变反应产生能量的设备。
核裂变是指重核(如铀)被中子打击后分裂成两个或更多的轻核的过程,释放大量能量以及中子。
核聚变则是轻核(如氘和氚)在极高温度和压力下融合成更重的核,同样会释放巨大能量。
核反应堆主要由燃料、冷却剂、控制系统和吸收剂等组成。
燃料一般使用铀或钚等可产生核裂变的物质。
冷却剂用于吸收燃料释放的热量,并带走热量以保持反应堆的稳定运行。
控制系统用于控制核反应的速度和强度,以避免核链式反应过程失控。
吸收剂则用于调整反应堆的中子通量,以维持核反应的稳定性。
核反应堆的工作原理可以用以下步骤概括:1. 燃料中的核裂变物质被中子撞击,产生裂变反应并释放大量能量和中子。
2. 中子被吸收剂或燃料中其他物质吸收,调节中子的通量,并控制核反应的强度。
3. 冷却剂带走核反应释放的热量,保持反应堆温度在安全范围内。
4. 控制系统根据核反应过程中释放的热量和中子数量,调节吸收剂和冷却剂的流量,维持反应堆的稳定运行。
二、核废料处理方法核反应堆产生的核废料含有放射性物质,对人类和环境造成潜在威胁。
因此,核废料的处理非常重要。
以下是几种常见的核废料处理方法:1. 高温氧化处理:这种方法将核废料暴露在高温下,以氧化废料中的有机物质,并稳定放射性元素。
通过控制温度和氧化条件,可以减少废料量和体积,并降低放射性物质的活性。
2. 玻璃化固化:这种方法将废料与玻璃形成物质混合,并加热至高温,使其熔化并形成坚固的玻璃状物质。
这种方法可以将放射性物质稳定在玻璃矩阵中,有效地减少辐射风险。
3. 地下存储:将核废料存储在地下储存设施中,避免其与环境接触。
地下存储设施需要具备良好的隔离性、稳定性和安全性,以确保废料不会对地下水和周围环境造成污染。
核废料的处理方法核废料是指核能生产过程中产生的放射性废物,它们对环境和人类健康都构成潜在的威胁。
因此,核废料的处理方法至关重要。
目前,主要的核废料处理方法包括储存、转运、再处理和处置等多种方式。
首先,储存是最常见的核废料处理方法之一。
核废料储存通常分为暂时储存和长期储存两种方式。
暂时储存是指将核废料存放在特定的设施中,等待后续处理。
而长期储存则是指将核废料储存至其放射性衰减至安全水平后再进行处理。
储存是一种比较安全和成本较低的处理方法,但也存在着核废料长期储存安全性和环境影响的问题。
其次,转运是指将核废料从产生地点运输至处理设施的过程。
在转运过程中,需要严格遵守放射性物质的运输规定,确保核废料的安全运输。
转运是核废料处理过程中不可或缺的环节,它关乎着核废料的安全性和整体处理效果。
再处理是指对核废料进行再加工,以减少其对环境和人类健康的影响。
再处理包括物理处理、化学处理和热处理等多种方法。
物理处理主要是通过分离和过滤等手段,将核废料中的放射性物质和稳定物质进行分离。
化学处理则是通过化学反应来改变核废料的化学性质,使其更易处理或降低放射性。
热处理则是利用高温或辐射等方式来降低核废料的放射性。
再处理是将核废料转化为更安全的物质的关键环节,它可以有效减少核废料对环境和人类健康的危害。
最后,处置是指对核废料进行最终的处理和处置。
目前主要的核废料处置方式包括地下处置和海洋处置。
地下处置是将核废料埋藏在地下深处,以防止其对环境和人类健康造成影响。
而海洋处置则是将核废料投放至海洋中,利用海洋的自然环境来稀释和分解核废料。
处置是核废料处理的最终环节,它对核废料的长期安全性和环境影响至关重要。
综上所述,核废料的处理方法包括储存、转运、再处理和处置等多种方式。
每一种处理方法都有其独特的优势和局限性,需要综合考虑,以选择最适合的处理方式。
同时,为了确保核废料处理的安全性和有效性,还需要不断加强技术研发和管理监督,以推动核废料处理技术的不断进步和提升。
核废料处理措施一、背景介绍核废料是核能发电以及核科研等核活动所产生的副产品,其具有高放射性和持久性较长的特点,对环境和人体健康构成威胁。
因此,科学有效的核废料处理措施至关重要。
本文将围绕核废料处理措施展开论述,从综述目前常用的核废料处理工艺及各自的优缺点,同时探讨未来可能的发展方向。
二、常用核废料处理工艺在处理核废料时,通常会综合考虑废料的放射性、物理性质、产生途径以及当前技术水平等因素。
以下是目前常用的核废料处理工艺及其主要特点:1. 高温氧化处理工艺高温氧化处理工艺是利用氧化剂和高温对废料进行氧化分解,将核废料转化为不同物质的工艺。
其主要优点是处理效率高、处理周期短,但需要高温条件和耗能较多。
2. 超临界水氧化工艺超临界水氧化工艺是利用超临界水条件下产生的高温、高压和高氧化性,对核废料进行氧化分解。
其优点是可以降低分解产物中的放射性残留物,并能够处理部分有机废料,但还需要进一步提高处理效率和降低设备成本。
3. 离子交换工艺离子交换工艺是通过将核废料中的金属离子和放射性核素与离子交换树脂中的离子发生置换反应,实现对废料的处理。
该工艺能够有效去除放射性核素,但操作复杂、设备大型且易受负载物质影响。
4. 固化处理工艺固化处理工艺将核废料与特定的固化剂混合后,通过固化剂的固化作用将废料固化成固体块状。
该工艺能够有效降低废料中的放射性,但长期储存和管理固化块仍是一个挑战。
三、未来发展方向尽管目前已经存在多种核废料处理工艺,但仍需要进一步研究和发展更加高效、低成本的处理技术。
以下是未来可能的发展方向:1. 利用先进材料先进材料的研究和应用有望在核废料处理中发挥重要作用。
例如,新型吸附剂和分离膜的使用可以提高对废料中放射性物质的吸附和分离效率。
2. 发展高效离子交换材料针对离子交换工艺中的一些困难,在离子交换材料的研究方面还有很大的发展空间。
通过针对不同核废料的特点设计合适的离子交换材料,可以提高工艺的效率和可行性。
核废料处理方法的综述一、核废料定义核废料[1](nuclear waste material),是指在核燃料生产、加工或核反应堆用过的,含有α、β和γ辐射的不稳定元素,并伴随有热产生的无用材料。
核废料含有一定放射性,可以对生物体细胞的分裂和生长造成影响,甚至杀死细胞。
核废物进入环境后,可以通过呼吸、饮食、皮肤接触等途径进入人体,当放射性辐射超过一定程度时,便可以损害机体的健康。
研究表明,长年受放射性污染的人,癌症、白内障、失明、生长迟缓、生育力降低等病症的发病率要远远高于常人。
另外,如果母亲在怀孕初期腹部受过 x 光照射,她们生下的孩子可能出现胎儿畸形、流产、死产等遗传效应,而且与母亲不受 x 光照射的孩子相比, 死于白血病的概率要大 50%。
因此,核废料具有极大的危害。
二、核废料的分类核废料按物理状态可以分为固体、液体和气体三种;按比活度又可分为高水平(高放)、中水平(中放)和低水平(低放)三种。
高放废料是指从核电站反应堆芯中换下来的燃烧后的核燃料[2]。
中放和低放主要指核电站在发电过程中产生的具有放射性的废液、废物,占到了所有核废料的99%。
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。
三、核废料的特征[3]1.放射性。
核废料的放射性不能用任何的物理、化学和生物等人工方法消除,只能靠自身的衰变而减少,而其半衰期往往长达数千年、数万年甚至几十万年。
也就是说,在几十万年后!这些核废料还能伤害人类和环境。
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。
而且在这些射线当中,有相当一部分具有极强的穿透力,甚至能穿过几十厘米厚的混凝土。
3.热能释放。
核废料中放射性核素通过衰变放出能量,当放射性核素含量较高时,释放的热能会导致核废料的温度不断上升,甚至使溶液自行沸腾,固体自行熔融,比如福岛核电站的堆芯就是这样熔毁的。
核废料处理方法的综述一、核废料定义核废料[1](nuclear waste material),是指在核燃料生产、加工或核反应堆用过的,含有α、β和γ辐射的不稳定元素,并伴随有热产生的无用材料。
核废料含有一定放射性,可以对生物体细胞的分裂和生长造成影响,甚至杀死细胞。
核废物进入环境后,可以通过呼吸、饮食、皮肤接触等途径进入人体,当放射性辐射超过一定程度时,便可以损害机体的健康。
研究表明,长年受放射性污染的人,癌症、白内障、失明、生长迟缓、生育力降低等病症的发病率要远远高于常人。
另外,如果母亲在怀孕初期腹部受过 x 光照射,她们生下的孩子可能出现胎儿畸形、流产、死产等遗传效应,而且与母亲不受 x 光照射的孩子相比, 死于白血病的概率要大 50%。
因此,核废料具有极大的危害。
二、核废料的分类核废料按物理状态可以分为固体、液体和气体三种;按比活度又可分为高水平(高放)、中水平(中放)和低水平(低放)三种。
高放废料是指从核电站反应堆芯中换下来的燃烧后的核燃料[2]。
中放和低放主要指核电站在发电过程中产生的具有放射性的废液、废物,占到了所有核废料的99%。
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。
三、核废料的特征[3]1.放射性。
核废料的放射性不能用任何的物理、化学和生物等人工方法消除,只能靠自身的衰变而减少,而其半衰期往往长达数千年、数万年甚至几十万年。
也就是说,在几十万年后!这些核废料还能伤害人类和环境。
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。
而且在这些射线当中,有相当一部分具有极强的穿透力,甚至能穿过几十厘米厚的混凝土。
3.热能释放。
核废料中放射性核素通过衰变放出能量,当放射性核素含量较高时,释放的热能会导致核废料的温度不断上升,甚至使溶液自行沸腾,固体自行熔融,比如福岛核电站的堆芯就是这样熔毁的。
四、核废料的管理原则[4]1.尽量减少不必要的废料产生并开展回收利用。
2.对已产生的核废料分类收集,分别贮存和处理。
3.尽量减少容积以节约运输、贮存和处理的费用。
4.向环境稀释排放时,必须严格遵守有关法规。
5.以稳定的固化体形式贮存,以减少放射性核素迁移扩散。
五、核废料处理技术的介绍(一)地质处理1.近地表埋藏处置法[5]近地表埋藏处置法是中低放废物处置的主要方法,占处置法80%左右。
它分为近地表简易处置法、近地表工程处置法两种,其中近地表工程处置法居主导地位。
1.1近地表简易处置法近地表简易法是在地表挖掘数米深的沟、坑,将盛装废物的容器、无容器废物固化体堆置其中,或将废物直接固化其中,然后再用粘土或土回填夯实。
此法只在低渗透性的粘土层或降水量非常少的地区效果较好,否则会严重影响处置效果,导致放射性废物泄漏。
这种处置方法对场址选择要求较高,所以,只有美国、墨西哥、英国、瑞典、南非、巴基斯坦、印度、伊朗、日本等少数国家采用,一般是在核废物处置的早期阶段采用的较多。
但有部分已停止运行或关闭。
这样近地表简易处置法在世界各国的使用越来越少,这也是世界各国更加重视核废物处置安全性的最好证据。
1.2 近地表工程处置法近地表工程处置法是在地表挖取几米至数十米深的壕沟,大部分深度在10 m以内,高于地下水位,用混凝土或钢筋混凝土加固壕沟的基底、侧墙。
为防降水或渗透水,构建了排水及监测系统。
然后将封装放射性废物容器堆置其中,最后用土、粘土、沥青、混凝土等充填物覆盖封顶。
另外,一些深度不超过50m的竖井和大口径钻孔等处置设施也属于近地表工程处置法。
此类设施可建在粘土、冰川沉积物、风化页岩、风化凝灰岩、砾石、砂、粉砂等地质体中。
这种处置效果及安全性较好,被世界各国普遍采用。
目前,世界上正在运行的、建设中的以及计划造建的废物处置库绝大多数为近地表工程处置设施,但在欧美及前苏联国家有少量的此类设施已经停止运行或关闭。
2. 废矿井处置法废矿井处置法[2]是利用深度为60~100m的废弃矿井,经过改造,作放射性废物的处置场。
作为处置场的废矿井,必须符合一定的地质条件,如矿井内必须干燥无水、围岩的类型及特性等。
世界上只有瑞士、瑞典、捷克共和国、芬兰、挪威和克罗地亚等少数国家,采用或计划采用这种方法,例如,捷克共和国的理查德Ⅱ矿坑,位于地下70~80 m,矿井很干燥,地质体主要为石灰岩和泥灰岩,主要用来处置研究工作中产生的放射性废物(大多数是短寿命的)。
瑞典的SFR建于海底之下60m处的结晶岩中。
针对不同的低放废物类型、放射性剂量、物质组成和不同的处理需要,设计了不同的岩石硐室;50m深的弹筒状矿坑,用水泥墙加固并增加了一个蒙脱石粘土缓冲带和一套通风系统之后,将放射性活度最强的废物容器置于其中。
芬兰的Olk-iluoto与瑞典的SFR相似,具有两个弹筒状深矿坑,一个处置低放废物,另一个处置发热的中放废物,建于地下60~100m,用破碎的围岩作回填材料,用水泥填封含水裂隙带。
将低、中放废物处置在地下废矿井中,是一种较安全的处置方法。
可供处置低、中放废物的废矿井有:盐矿、铁矿、铀矿、石灰石矿等矿井。
废矿井处置可以利用矿山原有的采矿巷道采空区堆置废物容器。
废矿井处置法的优点是:①不占用大片土地;②可充分利用矿山原有的竖井、地下采空区等,处置成本较低;③处置空间大,据统计,按目前美国每年开采盐矿的数量,只要利用其中1%的采空矿山,便可供处置全美国当年产生的所有核废物;④处置深度较大,安全性较好。
该法的局限性在于,废矿井一般离核设施较远,需长途运输废物,而低、中放废物数量多,一般宜于就地处置。
2.1深岩硐地质处置法深岩硐地质处置法[5]是在地表之下深数百米的稳定岩层中建造处置核废物的设施,使放射性核素与生物圈长期隔离。
此种处置方法既可以处置中低放废物,也可以处置高放废物。
中低放废物处置的深度一般为300~500m,高放废物的处置深一般为500~1 000m。
采用深岩硐地质处置中低放废物效果好,最安全,但费用昂贵,只有少数国家采用。
2.2地下盐穴处理核废料的方法利用盐穴进行放射性工业废料的填埋处理已经在国外得到很好的利用,具有安全性好、费用低、容量大、符合环保、节省地表面积等很多[6]。
优点,随着我国核军事的发展和核能的开发利用,也不可避免的会产生相当的具放射性的工业废料,利用盐穴进行埋藏处理可以有效地减少放射性污染,保护生态环境。
除了进行核废料的埋藏处理外,各类难处理的工业废料也都可以利用该项技术进行处理,利用盐穴进行工业废料的处理是一项具有广泛前景的实用技术,值得在我国进行推广。
3.深度钻孔将核废料埋入地下正成为最受推崇的处理方式之一,深度钻孔这一解决方案仍处在计划阶段[2]。
深度钻孔有其优势一面,可以在距离核反应堆很近的地区进行钻孔,缩短高放射性核废料在处理前的运输距离。
然而,与将核废料送入太空面临的困难一样,钚回收也是一项挑战—将核废料埋入地下3英里(约合4.8公里)是一回事,安全回收则完全是另一回事。
4.深海床处置高放废物的深海床处置,是选择底部沉积物为粘土的深海区,将高放废物容器置入深海(4000~6000m)底部粘土沉积物深处(>20~30m),借海底未固结粘土和海水永久隔离核废物[2]。
该方法与低、中放废物海洋投弃的区别是,后者是将废物容器投弃在海底沉积物表面,一般得不到海底沉积物屏障的保护。
自开发研究以来,该方法是美国和欧洲一些临海国家计划将其作为今后处置高放废物的方法之一。
1972年伦敦倾废公约明文规定,禁止向海洋投弃或向海底植入中、高放废物,但是世界上大部分国家仍希望在共同协商和保证安全的前提下,有控制地将高放废物处置于海底沉积物中。
因此国际上对该处置方法尚有争议。
5.冰冻处理[2]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。
6.使用液压笼[2]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。
7.送入太空实际上,这一方案最早是由原苏联科学院院士卡比察于1959年提出的[2]。
30年后,美国著名物理学家施勒津热尔也独立提出了类似主张。
但由于受当时国际形势和技术条件的限制,各国对核废料的处理基本上都流于应付。
实际资料显示,运载火箭的发射事故率通常在2%左右,为了解决由此而引发的核灾难,专家们在设计建造密封容器方面颇费了一番精力,并决定用高强度的钛钢制作外壳。
表面再敷以多层隔热材料。
但有些技术问题还没有解决。
(二)固化固化主要是用来改善和后续处理相关的安全性,一般是用适当的材料把放射性核废物包裹起来,防止放射性元素的泄漏。
目前,水泥和混凝土作为固化介质应用比较广泛,此外,也有人把沥青和有机聚合物用于固化处理。
相应的,放射性核废物的处理方法也可以分为水泥固化、混凝土固化、沥青固化、有机聚合物固化等[7、8、9]。
放射废物的固化处理包括水泥固化、沥青固化、塑料固化以及人造岩石固化等,它们的主要优缺点比较见下表[7]:1.水泥固化水泥固化是放射性废物处理的一种常用的方法,它为放射性废物以安全稳定的固体状态封存提供了一种经济有效的办法[10]。
水泥固化处理的优点包括:①处理过程简单,低温;②加工技术良好;③固化产品的热稳定性(不易燃烧)、化学稳定性和生物化学稳定性良好;④固化形式是可将放射性废物包容在固化体中,也可通过浇注水泥将其封存起来。
核电站水泥固化处理的放射性废物包括:蒸残液、泥浆、废树脂及用水泥固定的废过滤器芯等。
2.玻璃固化技术韩国开发出一种可将核电厂产生的废物体积最多减少80%的压缩技术,并将在世界上首次实现商用化[11]。
玻璃固化技术是指将放射性废物和熔融状态的玻璃混合后高温加热、缩小体积而制造出稳定的玻璃固体的技术。
被玻璃化的放射性物质在极度恶劣的环境中也不会出现泄漏,因此,该技术可降低放射性泄漏危险。
辐射安全组组长朴渊善透露:“如果使用玻璃固化技术,可将目前平均每个核电厂产生的150 桶(1桶为200L)中、低放废物减少到35 桶。
”3.沥青固化沥青固化是使放射性废物均匀地包裹在沥青中,得到抗浸出性好的固化产品[1]。
沥青固化适用于固化化学泥浆、蒸发残液等低、中放废物。
沥青固化的废物包容量高,固化产品均匀,核素浸出率低。
沥青固化工艺有多种,主要有两种:螺杆挤压法和薄膜蒸发法。
由于沥青是可燃性有机物,不能承受较高温度和较强辐射,所以沥青固化不适于固化释放热率高和辐射强的废物,不适宜固化氧化剂含量高的废物。