放射性废料.doc

放射性廢料資料來源：原子能委員會什麼是放射性廢料 廢料是指無法再回收使用，必須丟棄的廢棄物。如果廢棄物釋放出的輻射強度較背景輻射為高，且達到法規限制時，即稱為放射性廢料。放射性廢料必須特別處理，以防止廢棄物的放射性物質對環境或人體造成危害。依來源不同，放射性廢料可以具有完全不同之物理及化學特性，亦可能以氣體、液體、或固體的形式存在。放射性廢料可以廣義的區分為高階放射性廢料及低階放射性廢料。高階放射性廢料為用過核燃料或其經再處理所產生之萃取液或產物，通常包括半衰期較長的核種，故在最終處置上遠較低階放射性廢料為複雜。放射性廢料的輻射強度會隨時間而減少，附圖所示為低階放射性廢料產生後，其輻射強度隨時間衰減的情況。放射性廢料的來源低階放射性廢料可粗分為溼性廢料與乾性廢料，溼性廢料主要包括廢樹脂，廢液濃縮液，及淨化水系統所產生的過濾殘渣。乾性廢料包括污染泥土、保溫材、爐灰、水泥塊及廢金屬等，乾性廢料又大致可以分為可燃性廢料及非燃性廢料兩類。 低階放射性廢料的來源包括： 核能電廠在維護、除污作業、或運轉過程中所產生受放射性物質污染的廢樹脂、濃縮液、衣物、手套、工具及廢棄的零組件，設備，或是淨化水系統所產生的殘渣。核能電廠運轉壽命終了時，各項廢棄核設施拆除過程中，所產生之廢棄物。醫療院所、農業、工業及學術研究單位使用放射性同位素過程中，所產生的廢棄物與使用過但仍具相當輻射強度之輻射源。在台灣，約有510%的低階放射性廢料並非來自核能電廠。 依照英國的經驗顯示，放射性廢料的產生量（約估1%）遠低於其他工業設施所產生之有毒廢棄物（約佔99%）；其中高階放射性廢料的產生量只佔全部放射性廢料總量的4%。 放射性廢料的產量較少，且其所釋出的輻射較易監測，再加上其危害的程度會隨時間衰減的特性，因此放射性廢物的處理與管制，較其他有害廢物為容易。放射性廢料的處理一、低階放射性廢料的處理 為了防止低階放射性廢料中的放射性核種污染環境及對生物造成傷害，處理低階放射性廢料時，需將放射性廢料轉變為較穩定的形態，在經過適當的包裝後，使其所含的放射性核種，無法自廢料中釋出；再將包裝處理後的放射性廢料送往最終處置場堆存。最終處置場可藉多重障礙之設計來阻滯自放射性廢料釋出放射性核種進一步釋放到外界環境中，確保長期置放的過程中，不致對環境品質與人類生活安全造成不良的影響。 低階放射性廢料的處理流程包括 1.廢料體積的縮小（減容） 2.廢料的固化 3.廢料的運輸 4.廢料的最終處置以下所介紹之流程，為核電廠處理低階放射性廢料的標準程序。醫療機構、工業設施，及研究單位所產生之低階廢料亦經由行政院原子能委員會所屬之核能研究所做相同之處理，各類型低階核廢料的處理、運輸，儲存皆由原子能委員會放射性物料管理局監督：廢料體積的縮小（減容） 對不同形態的低階放射性廢料會採取不同的措施以適當的縮小放射性廢料的體積，以降低處理的成本。 1.氣體放射性廢料的減容 核能電廠氣體放射性廢料的處理流程如圖二所示。氣體放射性廢料射性核種會累積在前過濾器、活性碳床及後過濾器中，這些組件內所使用的材料會被污染，成為固體低階放射性廢料。圖中滯留管的功能為延長氣體通過的時間，使氣體內短半衰期的核種有機會衰變。 圖二2.液態放射性廢料的減容 核能電廠低濃度的液態放射性廢料的處理流程如圖三至圖五所示。其處理的方式均為經過層層的過濾，或利用離子交換的技術，將放射性核種自液態放射性廢料中分離，使放射性核種的濃度到達可排放的標準，或者將處理過的液態物質回收利用。處理過程中，亦會產生固體低階放射性廢料。 圖三圖四圖五3.固態放射性廢料的減容 核能電廠固態放射性廢料的處理流程如圖六所示。可燃性廢料採用焚化方式處理，廢料的體積可以減少20至25倍。對非燃性放射性廢料除了採用壓縮方式來減少其體積，將來亦可增設電漿焚化熔融設施來處理。採用電槳焚化熔融爐處理，可將廢料體積減少2倍到10倍，熔融所得的熔岩抗壓強度大於每平方公分1,000公斤。圖六放射性廢料的固化及裝桶 為防止放射性廢料中的放射性核種自廢料外釋，放射性廢料必須固化，即將放射性廢料與較穩定的物質混合成為固體，再經過適當的包裝，以方便放射性廢料的運輸與貯存。 目前國內核能電廠所產生的硫酸鈉濃縮液及粉狀樹脂與過濾殘渣採用水泥固化方法處理。水泥固化依攪拌方式可分為55加侖鍍鋅鋼桶內拌合及桶外攪拌後再裝入桶內兩種方式。不管採用那一種固化方式，粉狀樹脂與過濾殘渣固化前，須經離心機脫水。核一廠採用55加侖桶內拌合固化方式，係將經離心機脫水後之粉狀樹脂與過濾殘渣或濃縮廢液裝入55加侖鍍鋅鋼桶內後，再注加凝結水及水泥，在桶內直接拌合。核二廠採用桶外拌合固化方式，係將經脫水後之粉狀樹脂與過濾殘渣或濃縮廢液在混合進料攪拌裝置內與水泥混合均勻後，再裝入55加侖桶內。目前核三廠固化系統與核二廠類似，由於含有硼，需添加石灰方可獲得好品質之固化廢料體。 為確保固化廢料體品質，每一核設施之固化系統均須提固化流程控制計畫書至主管機關核定，所有固化劑與添加劑使用量、固化操作條件與程序等均須依照固化流程控制計畫執行。 低階放射性廢料的運輸 國內低放射性廢料運輸主要是將各核設施所產生的固化廢料桶運送至蘭嶼貯存場貯存暫存。運輸方式包括陸運與海運兩種。陸運係將符合主管機關規定的固化廢料桶裝載於特種貨櫃中，以拖板車運至台電公司專屬碼頭裝船。海運係由專用船舶將固化廢料桶運至國家低放射性廢料蘭嶼貯存場貯存。 特種貨櫃長4.68公尺、寬3.28公尺、高2.12公尺。牆版及蓋厚為3.8公分，底板厚2.5公分，每一特種貨櫃可裝48個廢料桶，分為上下兩層。底板與中間隔板均焊有錐形墩以固定鋼桶，並黏貼高彈性橡膠以免鋼桶於運送過程中受碰撞而變形脫漆。 海運係利用台電公司低放射性廢料運送專用船舶電光一號輪，該輪全長53公尺，載重650 公噸，可裝載特種貨櫃12只，一航次最多可運送廢料 576桶。船身採雙層船殼並有輻射屏蔽設計，通訊採多重系統，另裝有衛星導航，完全符合航政與原子能主管機關之規定。 為確保運輸安全，整個低放射性廢料運輸作業均有完善的管制作業計畫（包括核設施內、陸運、海運及碼頭作業等）、環境輻射評估及緊急應變計畫。在運輸過程中，主管機關均派員全程監督。 低階放射性廢料的最終處置 選擇最終處置場時最重要的考慮是如何避免或減少因地下水等媒介將放射性核種遷移至人類生活圈。最終處置場可藉多重障壁之設計來阻滯放射性核種的遷移，確保長期置放的過程中，不致對環境品質與人類生活安全造成不良之影響。目前美國、法國、日本、西班牙、瑞典、德國、英國、芬蘭、南非等國皆採用此種方式處置低放射性廢料，且順利運轉中。所謂多重障壁包括放射性廢料固化體、鋼製容器、水泥砂漿、緩衝材料、鋼筋混凝土、回填材料、覆土、排水設施及植被等，其中緩衝材料採用具低滲水性與高吸附性材料，其作用有二，一是利用其低滲水性，使外部滲水不易入侵到廢料固化體，另一是即使外部滲水入侵到廢料固化體，所釋出的放射性核種可利用其高吸附特性加以吸附，使核