自蔓延高温合成法固化高放核废料的研究

自蔓延高温合成技术的发展与应用摘要自蔓延高温合成技术是20 世纪后期诞生的一门新兴的前沿科学,在粉体合成及陶瓷涂层内衬的制备等方面充分显示其优越性。

本文对自蔓延高温合成技术的概念、国内外基本情况进行了阐述,同时简要介绍了自蔓延高温合成的燃烧理论,对利用自蔓延合成技术进行在致密化、焊接、颜料和涂层等方面的应用研究作了简要的说明。

关键词自蔓延合成技术应用1.引言自蔓延高温合成(Self - Propagating High Tem2perature Synthesis ,简称SHS) ,也称燃烧合成(Com2 bustion Synthesis ,简称CS) ,它是一种利用化学反应自身放热使反应持续进行,最终合成所需材料或制品的新技术。

任何化学物质的燃烧只要其结果是形成了有实际用途的凝聚态的产品或材料,都可被称为SHS 过程。

在SHS 过程中,参与反应都可被称为SHS 过程。

在SHS 过程中,参与反应的物质可处于固态、液态或气态,但最终产物一般是固态。

燃烧合成的基本要素:(1) 利用化学反应自身放热,完全或部分不需外部热源;(2) 通过快速自动波燃烧的自维持反应得到所需成分和结构的产物;(3)通过改变热的释放和传输速度来控制过程的速度、温度、转化率和产物的成分及结构。

SHS 技术制备的产品纯度高、能耗低、工艺简SHS 技术制备的产品纯度高、能耗低、工艺简单,用SHS 技术可以制备非平衡态、非化学计量比和功能梯度材料. 其特点为: ①是一种快速的合成过程; ②具有节能效果; ③可提高合成材料的纯度;④产物易形成多孔组织; ⑤燃烧产物的组织具较大的离散性. 因此,探索各种SHS 体系的燃烧合成规律, 获得均匀组织也是保障SHS 产业化的关键.2．SHS 技术的研究进展19 世纪，人们发现一些气——固相或固——固相材料在发生化学反应时具有强烈的放热现象，所放出的热量能使反应自我维持并蔓延直至形成最终产物。

核废料的处理与处置技术研究进展核能作为一种清洁、高效的能源形式，正被越来越多的国家所采用和发展。

然而，核能的发展也伴随着核废料的产生，这对于人类社会和环境安全构成了巨大的挑战。

因此，核废料的处理与处置技术的研究一直是科学家们关注的焦点。

本文将探讨核废料处理与处置技术的研究进展，并对未来的发展方向进行展望。

首先，核废料的处理与处置技术主要分为两个方面：处理和处置。

处理技术旨在减少核废料的体积和危险性，使其能够更安全地储存和运输。

而处置技术则是将处理后的核废料长期安全地储存或转化为无害物质。

目前，处理技术主要包括物理、化学和生物方法。

物理方法主要通过分离、浓缩和固化等手段来处理核废料。

化学方法则利用化学反应将核废料转化为无害物质。

生物方法则是利用微生物的生物降解能力来处理核废料。

这些处理技术在减少核废料的体积和危险性方面取得了一定的成果。

然而，目前最大的挑战是找到一种长期安全的处置技术。

目前，最常见的核废料处置方式是地下封存和转化。

地下封存是将核废料封存在地下深处，通过地质屏障来阻止辐射物质的泄漏。

转化则是将核废料转化为无害的物质，如玻璃或陶瓷。

这些技术在一定程度上解决了核废料的处置问题，但仍然存在一些局限性。

例如，地下封存需要找到合适的地质屏障，而这在某些地区可能是困难的。

转化技术则需要耗费大量的能源和资源，且存在一定的技术难题。

因此，科学家们正在寻求新的核废料处置技术。

一种新的研究方向是利用核废料进行再利用。

核废料中包含大量的可再利用的物质，如铀、钚等。

通过研发新的技术，可以将这些物质回收并重新利用于核能发电或其他用途。

这不仅可以减少核废料的产生，还能够提高核能的利用效率。

另一种研究方向是利用高温等离子体技术处理核废料。

高温等离子体技术可以将核废料分解为原子级别，从而降低其危险性。

这些新的研究方向为核废料的处理与处置提供了新的思路和可能性。

未来，核废料的处理与处置技术还面临着一些挑战。

首先，需要加大对核废料处理与处置技术的研究投入。

核废料存储与处理技术方案研究核废料是核能产生过程中形成的放射性废物，其包括高放射性废物、中放射性废物、低放射性废物等。

这些废物的处理和存储对于人类的生存环境和健康安全有着非常重要的影响。

如何合理地处理和储存核废料成为了一个全球性的难题。

本文将对目前几种常见的核废料处理和储存技术方案进行介绍和分析。

一、废物处理技术方案1.1 硬化技术硬化技术是将高放射性废物与玻璃混合后，在高温下加工成为固体物质，以防止放射性物质外泄，同时也方便储存和处理。

硬化技术主要包括熔体法和固相法。

熔体法是将废物与玻璃一起熔融，然后冷却成为坚固的体材料；固相法是将废物与玻璃进行球磨后，再进行烧结成为坚固的体材料。

硬化技术处理后的高放射性废物体积大幅缩小，处理后的物质不易被移动或扩散，从而减小了对自然环境和人类健康的危害。

1.2 转化技术转化技术是指利用放射性核素的物化性质进行处理。

比如将废物进行加速器驱动下的转变和裂变，可以将核素分解成比较稳定的物质，降低废物放射性污染的危害。

但是，转化技术处理只针对特定的废物类型，而对于某些废物并不适用。

1.3 分离技术分离技术是将放射性物质从废物中分离出来，使其达到可重复利用的目的。

常用的分离方法包括化学合成法、离子交换法等，这些方法可以将很难分离的核素分离出来，通过再利用可以减少核废料产生量和处理成本。

二、废物储存技术方案2.1 浅层埋存技术浅层埋存技术指的是将处理好的废物埋入地下约30米深度以下，然后进行封存。

封存后可保持数十年至数百年的时间内不外泄，适用于低放射性废物处理。

但是，这种技术存在着废物体积较大，安全性难以保证等缺点。

2.2 深层地质处置技术深层地质处置技术是指将核废料封装好后通过高压注入和其他工艺方法，将核废料储存在地下的深层地质中。

深层地质处置技术的储存期限较长，且可以避免废物散布。

但是，这种技术产生的成本和处理量都较为高昂，需要长期的管理和监督。

2.3 永久贮存技术永久贮存技术是指将核废料进行严格封装和包装后，贮存于地表或虚空中。

自蔓延高温合成法自蔓延高温合成法（Self-Propagating High-Temperature Synthesis，简称SHS）是一种在高温下自发进行的化学合成方法。

SHS技术已被广泛应用于材料科学、能源存储、催化剂制备等领域，其独特的特点使其成为一种高效、环保且经济的合成方法。

SHS技术的原理是在适当的反应条件下，通过引入足够的活化能使化学反应自发发生和持续传播。

这种自蔓延的反应过程是基于氧化还原反应、放热反应和传热传质等多种复杂的物理和化学过程相互耦合而成的。

由于SHS反应在高温下进行，因此可以获得高纯度、致密度高、晶粒细小的产物。

SHS技术的优点主要有以下几个方面：1. 高效性：SHS反应通常在数秒至数分钟内完成，反应速度快，能耗低。

与传统的合成方法相比，SHS技术可以显著缩短合成时间。

2. 环保性：SHS技术不需要使用外部能源，反应过程中产生的高温和自身放热能够驱动反应的进行，使其成为一种绿色合成方法。

此外，由于反应过程中不需要溶剂，减少了有机溶剂的使用和废弃物的产生。

3. 可控性：通过控制反应条件、配比和反应时间等参数，可以实现对产物形态、尺寸和组成的精确控制。

这使得SHS技术在材料制备中具有很大的灵活性。

4. 应用广泛：由于SHS技术能够合成各种复杂的无机、有机和金属材料，因此在材料科学和工程领域有着广泛的应用。

例如，SHS技术可以用于制备金属陶瓷复合材料、纳米材料、催化剂和能源存储材料等。

SHS技术也存在一些挑战和限制。

首先，SHS反应的过程比较复杂，需要对反应机理和热力学行为进行深入研究。

其次，由于反应过程中产生的高温和强热释放，需要对反应系统进行良好的隔热和安全措施。

此外，SHS技术在合成大尺寸和复杂形状的材料时也面临一定的困难。

为了克服这些限制，研究者们正在不断改进和优化SHS技术。

例如，引入外部能量源、微波辐射和压力等调控因素，可以进一步提高反应速率和产物质量。

此外，结合计算模拟和实验研究，可以深入理解SHS反应的机理和动力学行为。

自蔓延高温合成法技术研究陈起龙（南通大学机械工程学院，江苏南通，226000）【摘要】对自蔓延高温合成技术(SHS)的最新研究动态进行了介绍,指出SHS技术作为一种制备和合成材料的新技术,以其高效、节能、经济、材料性能优良等优点,现已成为制备新材料的崭新途径,并提出自蔓延高温合成技术今后的研究方向。

【关键词】自蔓延高温合成;新材料;结构材料;功能材料；应用研究中图分类号: TB39; TG148文献标识码: AResearch Situation of Self-propagating H igh-temperature SynthesisCHEN Qi-long（Nantong university college in mechanical engineering ，Jiangsu nantong ，226000）Abstract:The progress on current research of self-propagating high-temperature synthesis is introduced. Due to some advantages, such as high performance, energy-saving, low cost and so on, the SHS process has already been a newmethod of fabricating advancedmaterials and it is suggested that the development ofself-propagating high-temperature synthesis and technology lies in the investigation and developmentofnewmaterials fabricated by the SHS process.Key words:Self-propagating high-temperature synthesis; New materials; Structural materials; Functional materials; Application research1. 自蔓延高温合成技术原理自蔓延高温合成(Self-propagating High-tem-perature Synthesis，缩写SHS)技术，是利用化学反应自身放热，依靠燃烧波自我维持，并通过控制自维持反应速度、燃烧温度、反应转化率等条件，进而获得具有指定成分结构产物的一种新型材料制备技术。

自蔓延高温合成(SHS)法固化核废料研究现状及发展张瑞珠1　郭志猛1　张　1　袁维宝2　卢广峰1(1北京科技大学材料科学与工程学院,北京　100083;2华北水利水电学院,郑州　450008) 摘　要　通过对近年来国内外在核废料固化及自蔓延高温合成技术(SHS )在固化核废料中的应用领域的成果研究分析,对该领域的研究现状进行了综述,指出了该研究领域存在的问题,并探讨其解决措施。

关键词　放射性核废物　固化　分离—嬗变　自蔓延高温合成　钙钛矿作者简介:张瑞珠(1965～),女,博士研究生1主要从事自蔓延高温合成技术的研究1 自1992年人类第1次掌握自持链式核反应以来,核工业在军用和民用方面得到了迅速的发展,目前全球已有428座电站使用核反应堆运行,放射性核技术在科学研究、医学、工业、农业方面的应用也愈趋广泛。

随着核技术应用的发展,所产生的具有放射性的核废物(RAW )的产量也日益增大,它们正严重威胁着地球的生态环境。

放射性废物特别是高放废物(H LW ),它的放射性极高,毒害极大,且某些放射性的核素半衰期很长(达166a )[1]。

进入环境中的长寿命裂变产物在数百年间都具有危害作用,甚至有些核素的危害可持续到几万到几十万年。

目前,全球有27个国家都有反应堆运行,产生的核废物处置是人类面临的严重问题。

核废物不仅对局部环境带来影响,而且还会向世界范围扩散,影响全人类及其后代,所以如何安全地处理和处置这些放射性废物已成为目前解决核污染、进一步开发利用以及实现核能可持续发展的关键。

1　核废物固化研究现状与发展高放废液固化体的研究在美国、西欧等起步较早。

在70年代末到80年代,国际上对高放废液固化的研究重点是固化体的种类选择[2],迄今为止,核废物的处置仍然是一个极为棘手的问题,尚未真正得到圆满解决。

随着全世界对这个问题的关注,并已开展广泛的研究,国际间的合作也日益加强。

目前高效废物(H LW )的处理有2种方法:一是先分离—嬗变(P -T )[3～7],把长寿命、高放射性的锕系核素等分离出来,将其嬗变成短寿命或稳定核素。

核废料处理技术的最新研究进展核能技术是一项重要的能源技术，它为国家的经济和国防，以及人类社会的发展做出了巨大的贡献。

但是核能的利用也带来了一些问题，其中最为显著的就是核废料的处理。

核废料处理是个十分复杂的过程，需要使用各种高端的技术。

而且，处理出来的核废料有时需要长时间的储存和安全保管，这也是个挑战。

因此，核废料处理技术一直是关注的焦点之一。

近年来，国内外的科学家们在这一领域里进行了广泛的研究，不断地取得新的进展。

一. 固化技术固化技术是目前处理核废料的一种主流技术。

固化技术的基本思路是将核废料和适当的固化剂混合，使之成为固态物质。

在这个过程中，固化剂会将核废料中的放射性物质分离出来，同时还会起到一定的保护作用。

固化技术中最为典型的是玻璃基固化技术。

这种技术的基本原理是将核废料和适当的玻璃组分放入高温熔炉中进行混合熔化。

在这个过程中，玻璃基会将废料中的放射性元素和非放射性元素结合在一起，并形成玻璃状的固体。

这种玻璃状的固体具有抗腐蚀、抗辐射的优秀性能，可以使得核废料严密地封存起来。

不过，玻璃基固化技术也存在着一些问题，比如处理效率较低、处理费用较高等问题。

因此，近年来科学家们也在尝试开发其他的固化技术，比如说金属基固化技术、复合基固化技术等。

二. 分离透析技术分离透析技术是一种将废料中的放射性元素分离出来的方法。

在这个过程中，科学家们通过化学反应或者物理分离的方式，将核废料中的不同放射性元素分别分离出来，并将其最终处理成为安全的化学物质。

分离透析技术可以有效地降低核废料的危害性，提高废料的安全性。

不过，这种技术需要使用大量的化学试剂，同时因为不同元素的物理性质差异较大，分离透析技术存在着技术难度较高的问题。

三. 吸附技术吸附技术是一种通过吸附剂将核废料中的放射性元素吸附出来的方法。

这种方法可以减少使用化学试剂的量，同时又可以将核废料中的放射性元素有效地分离出来。

吸附技术中最具代表性的就是石墨烯技术。

燃烧合成固化高放射性废物张瑞珠1)1，郭志猛1)1．北京科技大学材料科学与工程学院，北京， 100083摘要：采用燃烧合成技术（CS）制备了包容高放射性废物的钙钛矿陶瓷固化体，测定了其物理性能。

采用PCT法，Ｘ射线衍射(XRD)、透射电镜分析了固化体的浸出率、微观结构和相组分分析。

试验结果表明：该方法可获得较高的反应温度，可使反应在瞬间完成，而且获得的产物密度高，成分均匀，浸出率低，包容量大等优点，从而达到封闭、隔离高放废物的目的。

关键词：钙钛矿；矿相；高放射性废物（HLW）；固化；燃烧合成（CS）；分类号：TF124.32Combustion Synthesis Solidification High-level WasteRuizhu Zhang 1)， Zhimeng Guo 1）1. Materials Science and Engineer School University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083,China；Abstract: Perovskite ceramics amples with different simulated High-levelwaste(HLW) are fabricated and tested. by the CS-densification .The XRD and SEM/EDS analysis show that the major phase is well concordant with the for mulation design.The samples have good physical properties: density (>4.2•gcm -3),open porosity (<0.2%) and Vickers hardness (>1000kg•mm-2). the largest SrO content is 35(wt)%in the compound with SrO In perovskite. Thus It is a durable materialwith high waste loading and density,which is in favor for final geological disposal.Key words: Perovskite； mineral phase；High-levelwaste(HLW)； aolididication；combustion synthesis (CS)1．引言高放废物（HLW）的处理处置问题是制约核能发展的一个重要因素。

110自蔓延高温合成技术的研究现状与应用展望宋谋胜，冉茂武，孔圆圆，晏登扬（ 铜仁学院 物理与电子科学系，贵州 铜仁 554300 ）摘 要：对自蔓延高温合成技术的基本概念、研究进展及其应用状况进行了介绍，分析了其燃烧过程的热力学和动力学条件，展望了自蔓延高温合成技术的发展前景。

关键词： 自蔓延高温合成； 燃烧理论； 展望中图分类号：TB331 文献标识码：A 文章编号：1673-9639 (2010) 03-0110-061．引言目前，发展高效节能的材料合成技术已成为十分紧迫的任务，而自蔓延高温合成（Self-propagating high-temperature synthesis ，SHS ）技术因其独特的优势已成为材料科学与工程领域较活跃的研究方向之一[1]。

SHS 技术是由德国冶金学家Goldschmidt 首先发现，后在20世纪60年代被前苏联学者Merzhanov 及其同事[2]系统研究而提出，并建立了一系列关于SHS 的热动力学理论。

SHS 的基本原理就是利用外部提供的能量，诱发高放热反应体系的局部发生激烈化学反应（点燃），形成化学反应前沿（燃烧波）；此后，靠近燃烧波峰前沿的坯料在反应体系自身放出大量热量的支持下继续不断进行化学反应，表现为燃烧波以一定的传播速度蔓延至整个反应体系，最后合成所需材料（粉体或固结体）[3]。

自问世以来，SHS 技术作为一种新型的材料合成方法，尤其是高温、难熔和耐磨等粉体材料合成的新工艺，已被广泛地用来合成硼化物、碳化物、硅化物、氮化物、碳氮化物、氧化物、硫化物功能梯度材料、金属间化合物以及陶瓷、金属基复合材料等500多种具有特殊用途的稀有化合物[4]-[5]。

如Kunrath[6]、Xia[7]等将Al 、2O Ti 、C 的混合粉末用SHS工艺制备了Al 基复合材料中的增强颗粒C Ti O Al +32，Choi [8]、严有为[9]等则用C Ti Al −−的混合粉末块合成了Al C Ti /材料，并把它用于Al 锭的晶粒细化，取得了明显的细化效果。

核废料处理技术的研究与应用核能是一种常见的能源形式，核电站的建设和运营也是现代社会发展的必需品。

然而，核电站也会产生大量的核废料，这些废料对环境和人类健康构成严重威胁。

因此，寻找一种高效可行的核废料处理技术成为了当今研究热点之一。

一、什么是核废料？核废料是指核反应过程中产生的放射性物质、元素及其化合物等废物，也可称为核废物。

核废料来源包括核电站、核燃料加工厂、放射性医疗设备使用时产生的放射性废物等。

核废料一般可分为高、中、低三种级别。

高级别核废料的辐射性极强，处理过程十分复杂，中低级别核废料辐射性较弱，处理方法相对简单。

二、核废料的处理技术目前，处理核废料主要有四种方法：隔离、再利用、转化和埋地。

其中，隔离和埋地方法主要针对高级别核废料，转化和再利用方法则主要用于中低级别核废料。

1. 隔离隔离方法是指将高、中级别核废料置于密封的容器中，放置在深的井下或地下设施中，等待辐射减弱期结束后再处理。

这种方法可以避免核废料对人类和环境造成较大的威胁，但需要长期的时间和大量的经费进行维护和管理。

2. 转化转化方法是指使用物理、化学或生物方法将核废料转化为不放射性废物或辐射性活度较低的物质。

这种方法比隔离方法更加安全和环保，但技术含量也更高，需要大量的资金和人力投入。

3. 再利用再利用方法是指将中低级别核废料通过较为复杂的物理、化学或放射学方法变成新的燃料并再次使用。

这种方法可以使相对少量的核能产生更多的电能，同时减轻环境压力。

但是，该方法还面临技术限制和风险管理问题。

4. 埋地埋地方法是将核废料深埋于地下，使其不会对人类和环境造成伤害。

但这种方法仍然存在危险，需要选择合适的地质条件和管理措施。

三、核废料处理技术的研究进展2015年，我国提出了大规模推进核电的13五规划，核废料处理技术也被提上了议程。

我国主要的核废料处理机构有中国原子能科学研究院、中国工程物理研究院等，他们已经取得了一些重要成果。

目前，我国的主要核废料处理技术包括“当量容器一次性封存技术”、“废料复合物低温烧结技术”、“沉积/溶解”技术等。

核能废料处理技术的研究与发展趋势分析近年来，随着核能在全球范围内的广泛应用，核能废料处理成为了一个备受关注的问题。

核能废料的处理涉及到环境保护、安全性和可持续发展等多个方面，因此，研究和发展核能废料处理技术势在必行。

本文将对核能废料处理技术的研究与发展趋势进行分析。

首先，目前核能废料处理的主要方法是储存和处置。

储存是指将核能废料暂时保存在特定的容器中，以待进一步处理。

处置则是指将核能废料永久性地安全存放或转化为无害物质。

然而，传统的核能废料处理方法存在一些问题，比如储存容器的寿命有限、废料的长期安全性无法得到保证等。

因此，研究人员开始寻求更加可持续的核能废料处理技术。

其次，一种有前景的核能废料处理技术是高温气体冷却堆（HTGR）技术。

HTGR技术利用高温气体作为冷却剂，将核能废料转化为高温气体，再通过热交换等方式将其转化为电能。

这种技术具有高效、安全和环保等优势，被认为是未来核能废料处理的重要方向之一。

目前，HTGR技术已经在一些国家得到了初步应用，并取得了一定的成果。

另外，核能废料的转化和再利用也是一个重要的研究方向。

传统的核能废料处理方法中，大部分核能废料都是被储存或处置，导致资源的浪费。

因此，研究人员开始探索将核能废料转化为可再利用的物质的方法。

例如，一些研究机构正在研究将核能废料中的铀和钚提取出来，用于再次发电或制造核武器等。

这种方法可以最大限度地利用核能废料的资源，减少对自然资源的依赖。

此外，核能废料处理技术的研究还涉及到废料的长期安全性问题。

由于核能废料的放射性，其长期安全性是一个重要的考虑因素。

目前，一些研究机构正在研究将核能废料转化为无害物质的方法，以确保废料在长期储存或处置过程中不会对环境和人类健康造成危害。

例如，一些研究人员正在研究将核能废料转化为玻璃或陶瓷等稳定材料的方法，以提高其长期安全性。

综上所述，核能废料处理技术的研究与发展正朝着可持续、高效和安全的方向发展。

通过研究和发展新的核能废料处理技术，可以最大限度地利用核能资源，减少对自然资源的依赖，同时确保核能废料的长期安全性。

核废料处理技术研究与应用一、前言随着现代社会的快速发展，电力需求不断增加，核能作为一种清洁、高效的能源得到了广泛应用。

但是核能产生的废料处理一直是困扰人们的难题。

核废料处理技术的研究和应用是现代化发展不可或缺的一部分。

本文将从核废料产生的原因、核废料的种类和性质、核废料的处理技术及其应用情况等方面进行深入探讨。

二、核废料产生的原因核废料指核能生产和使用过程中产生的放射性废弃物。

核废料的产生主要有两个方面的原因：1.核能发电站的运行会产生核废料。

核反应堆产生的废料分为高、中、低水平放射性废料。

高水平放射性废料是指放射性浓度高、热量大、放射性强和放射性半衰期长、难以降解的废料，主要包括燃料棒、反应堆构件和工具等。

中低水平放射性废料是指不属于高水平放射性废料的一般核废料，包括废液、废气、废物等。

2.核武器的生产和使用会产生核废料。

核武器的生产和使用主要产生放射性尘土、核武器残骸、废弃材料等。

三、核废料种类和性质核废料的种类和性质因不同来源、不同处理方式而有所不同。

一般来说，核废料主要分为以下几类：1.高水平放射性核废料：这类废料的放射性较强，可以持续较长时间，难以降解。

高水平放射性核废料一般是核反应的燃料棒和反应堆内部构件等。

2.中低水平放射性核废料：这类废料的放射性不强，可以降解，但其处理方法相对难度较大。

中低水平放射性核废料一般是核反应的液、气和固体废料。

3.超低水平放射性废料：这类废料的放射性较小，可以直接回收利用或排放到环境中。

超低水平放射性废料主要是核能生产或使用过程中所产生的废弃装置、工具和一般办公设备等。

4.放射性医疗废料：这类废料主要是医疗机构和实验室在临床治疗和科研活动中所用的放射性源、放射性药剂及其使用后的废料等。

它们通常是小剂量的局部放射源，其规模小、数量大，对治疗和科研有很大的作用。

四、核废料处理技术核废料处理技术是指分离、收集、固化和储存核废料的技术。

在处理核废料的过程中，需要遵循浓缩、分离、固化、存储、处理等原则，采取超低辐射、节省能源和减少危险等措施，以确保操作人员、环境和公众的安全。

核废料处理与处置技术的创新与发展核废料是指核能产生或核技术应用过程中产生的具有放射性的固体、液体或气体废物。

由于核废料的高辐射性和长寿命特性，其处理与处置一直是人类在核能开发和利用过程中亟待解决的难题。

随着科技的不断进步和人类对环境保护的日益重视，核废料处理与处置技术的创新与发展成为了全球关注的焦点。

本文将重点探讨核废料处理与处置技术的创新与发展，并分析其带来的积极影响和挑战。

一、目前核废料处理与处置技术的现状目前，核废料处理与处置技术主要包括以下几种方式：1. 重新加工与再利用：通过将核废料重新加工，将可利用的物质资源提取出来，然后用于其他领域。

这种方式能够减少核废料的数量，提高资源利用率，同时减少对环境的影响。

2. 高温熔融法：将核废料与具有高温耐受性的材料一同置于高温熔融炉中，将核废料转化为玻璃状的物质，随后进行长期封存。

这种方式能够有效地隔离核废料与环境，减少对人类和生态系统的伤害。

3. 地下处置：将核废料埋藏在地下深处，利用岩石或钢筋混凝土等物质封存起来，以阻止废料释放到大气和地表水中。

地下处置是目前最常用的核废料处置方式之一，但仍然面临着技术挑战和安全风险。

二、核废料处理与处置技术的创新近年来，科技的不断进步为核废料处理与处置技术的创新提供了良好的契机。

以下是几种创新技术的介绍：1. 高温气体冷却剂堆技术：传统核能反应堆通常使用水作为冷却剂，而这种技术引入了氦气作为高温气体冷却剂，以提高核反应的效率和安全性。

该技术对核废料生成的数量和放射性都有一定的减少作用。

2. 界面电解质领域离子对开发技术：这是一种将核废料中的放射性元素与非放射性元素隔离的技术。

通过界面电解质领域离子对开发，可以有效地分离和回收核废料中的有价值物质，减少对自然资源的浪费。

3. 高能射线处理技术：这是一种利用高能射线将核废料进行处理的技术。

高能射线可以使核废料中的放射性元素发生变异，转化为具有更短半衰期或更低放射性的元素，从而降低核废料的危险性。

放射性废物的SHS固化处理研究及应用
秦志桂;毛仙鹤;陈曼;袁晓宁;刘宁
【期刊名称】《材料导报》
【年(卷),期】2011(025)021
【摘要】采用自蔓延高温合成技术(SHS)固化处理放射性废物是固化方法新的研究方向.分析探讨了SHS固化处理方法的固化机理、研究现状及固化特点.SHS固化具有工艺简单、能量利用效率高、处理过程快速、成本低廉等优点,可针对不同类型的放射性废物选择合适的反应体系,进行产物设计,可直接应用到废物处置点或实现废物就地处置.介绍了近期笔者采用铝热剂自蔓延高温合成固化处理爆炸过程产生的有毒物质和受锕系核素污染的砂土及时两种形态的核废物的模拟固化实验研究.【总页数】6页(P71-75,90)
【作者】秦志桂;毛仙鹤;陈曼;袁晓宁;刘宁
【作者单位】四川大学原子核科学技术研究所,辐射物理及技术教育部重点实验室,成都610064;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;西北核技术研究所,西安710024;四川大学原子核科学技术研究所,辐射物理及技术教育部重点实验室,成都610064
【正文语种】中文
【中图分类】TQ174
【相关文献】
1.放射性废物固化处理的研究及应用现状 [J], 车春霞;滕元成;桂强
2.核电站放射性废物水泥固化处理 [J], 李洪辉;范智文
3.一种高放射性废物固化处理基材的制备方法 [J],
4.核电站放射性废物混合固化处理可行性研究 [J], 郭喜良;杨卫兵;贾梅兰;熊扣红;栾海燕;高超;冯文东;李厚文
5.一种高放射性废物固化处理基材的制备方法 [J],
因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。

目录引言 (1)第一章绪论 (2)1.1 SHS反应铸造技术 (2)1.2 SHS技术的应用 (3)1.3 SHS技术今后的发展趋势 (3)第二章实验条件及实验方法 (5)2.1 实验材料 (5)2.2 差热实验 (5)第三章热力学计算 (11)3.1 自蔓延反应热力学 (11)3.2 自蔓延反应体系绝热温度的计算 (11)3.3 体系绝热温度对自蔓延反应的意义 (13)3.4 绝热温度与反应起始温度的关系 (13)3.5制备预制块 (13)3.5.1预制块配料参数确定 (13)3.5.2 压制预制块 (14)3.6 浇注实验 (15)3.6.1 熔炼设备 (15)3.6.2 温度测量 (15)第四章工艺参数的影响 (16)4.1 工艺参数对Al-Ti-C体系燃烧过程的影响 (16)4.1.1 预热温度对燃烧温度和燃烧速度的影响 (16)4.1.2 预制块密实度对燃烧温度和燃烧速度的影响 (17)4.1.3 反应物颗粒尺寸对燃烧温度的影响 (18)4.2 工艺因素对复合层结合质量的影响 (21)4.2.1 预制块制作的影响 (21)4.2.2 铸造工艺对复合层质量的影响 (22)第五章组织及性能分析 (24)5.1 实验方法 (24)5.2 表面复合材料的组织观察分析 (24)5.3 1500～1800℃激冷产物的组织分析 (25)5.4 复合材料层和过渡层组织的分析 (26)第六章稀土对复合层组织的影响 (27)6.1 稀土的加入对复合层组织的影响 (27)6.2 表面复合材料的硬度 (28)第七章复合层组织存在的缺陷 (30)7.1 组织疏松，有微孔存在的原因 (30)结论 (31)参考文献 (32)谢辞 (34)引言为了得到表面具有优质耐磨性能的复合材料，方法有很多，而考虑到成本以及工艺简单容易进行等方面，我们选择反应铸造，通过自蔓延反应合成这样的材料。

自蔓延高温合成技术与常规生产方法相比具有许多优点: ① SHS法除引燃外无需外部热源，化学反应自行维持，这样耗能少，设备和工艺简单，投资少，成本低，生产效率高，操作简单，可最大限度地利用材料的人工合成中的化学能，节约能源。

燃烧合成固化高放射性废物张瑞珠1)1，郭志猛1)1．北京科技大学材料科学与工程学院，北京， 100083摘要：采用燃烧合成技术（CS）制备了包容高放射性废物的钙钛矿陶瓷固化体，测定了其物理性能。

采用PCT法，Ｘ射线衍射(XRD)、透射电镜分析了固化体的浸出率、微观结构和相组分分析。

试验结果表明：该方法可获得较高的反应温度，可使反应在瞬间完成，而且获得的产物密度高，成分均匀，浸出率低，包容量大等优点，从而达到封闭、隔离高放废物的目的。

关键词：钙钛矿；矿相；高放射性废物（HLW）；固化；燃烧合成（CS）；分类号：TF124.32Combustion Synthesis Solidification High-level WasteRuizhu Zhang 1)， Zhimeng Guo 1）1. Materials Science and Engineer School University of Science and Technology Beijing ,Beijing 100083,China；Abstract: Perovskite ceramics amples with different simulated High-levelwaste(HLW) are fabricated and tested. by the CS-densification .The XRD and SEM/EDS analysis show that the major phase is well concordant with the for mulation design.The samples have good physical properties: density (>4.2•gcm -3),open porosity (<0.2%) and Vickers hardness (>1000kg•mm-2). the largest SrO content is 35(wt)%in the compound with SrO In perovskite. Thus It is a durable materialwith high waste loading and density,which is in favor for final geological disposal.Key words: Perovskite； mineral phase；High-levelwaste(HLW)； aolididication；combustion synthesis (CS)1．引言高放废物（HLW）的处理处置问题是制约核能发展的一个重要因素。

容器内自蔓延高温合成固化过程的热力学数值模拟陶钧;张继军;毛仙鹤;赵建伟;张东亮;蔡溪南【期刊名称】《化工学报》【年(卷),期】2018(069)005【摘要】自蔓延高温合成固化是一种利用氧化还原反应放热处理高放废物煅烧灰、污染土壤等固体放射性废物的方法,在密封容器内对放射性废物采用自蔓延高温合成固化技术可有效提高产物的致密度并控制有害气溶胶的扩散.通过分析自蔓延化学反应机理和过程,建立容器内自蔓延高温合成固化数值模拟模型,对固化过程容器内温度-压力变化特征进行分析.利用COMSOL有限元分析软件,确定模型尺寸、单元类型和边界条件,计算得到点火后7200 s的容器内温度和压力随时间变化曲线.与相同条件的容器内SHS固化实验测量结果对比分析,数值模拟与实测情况一致性较强,能够较好反映SHS固化过程点火、燃烧、熄火、保温的四阶段性特征;模拟结果可作为容器安全性设计的参考数据.【总页数】8页(P1846-1853)【作者】陶钧;张继军;毛仙鹤;赵建伟;张东亮;蔡溪南【作者单位】西北核技术研究所,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024;西北核技术研究所,陕西西安710024【正文语种】中文【中图分类】TQ021.2【相关文献】1.具有金属内衬复合材料纤维缠绕容器固化过程的数值模拟 [J], 任明法;王荣国;陈浩然2.管道内高温合成气喷雾激冷过程数值模拟研究 [J], 汤渊;潘伟童;梁钦锋;许建良;代正华;于广锁;王辅臣3.自蔓延高温合成过程中自组织现象的非平衡热力学分析 [J], 邹正光;付正义;袁润章4.自蔓延高温合成La_(1-x)Sr_xMnO_3过程中杂质产生原因的热力学分析 [J], 祝宝军;陶颖;贡涛;唐元洪;王平5.自蔓延高温合成技术法合成La_(0.7)Sr_(0.3)MnO_3过程的热力学分析 [J], 祝宝军;陶颖;贡涛;唐元洪;杨凡因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。