放射性废物管理和核设施退役

放射性废物管理和核设施退役,- 1 -,第五章放射性废物管理和核设施退役,放射性废物管理和核设施退役,- 2 -,定 义,放射性废物是指含有放射性核素或被放射性核素所污染、其浓度或比活度大于规定的清洁解控水平、预期不再利用的废弃物。放射性废物管理是包括废物预处理、处理、整备、运输、贮存、处置和核实施退役在内所有的行政和技术的活动。核设施退役是核设施使用期满或因其他原因退出服役。为允许对一座核实施（废物处置库除外）解除部分或全部监管所采取的行政管理行动和技术行动。,放射性废物管理和核设施退役,- 3 -,内 容,第一节 放射性废物管理指导思想和原则第二节 放射性废物的产生和分类第三节 低、中放废物的处理第四节 低、中水平放射性废物的处置第五节 高放废物的处理与处置第六节 核设施退役目标和策略第七节 核设施退役技术第八节 核设施退役的管理,放射性废物管理和核设施退役,- 4 -,第一节 放射性废物管理指导思想和原则,一、放射性废物管理目标（1/2）放射性废物管理是以优化方式，对放射性废物进行全过程管理，实现放射性废物安全处置。保护当代和后代人的健康，保护环境，不给后代带来不适当的负担。,放射性废物管理和核设施退役,- 5 -,第一节 放射性废物管理指导思想和原则 一、放射性废物管理目标（2/2）,排放,排除,豁免,管理控制,处理/整备,核废物和物料,清洁解控,处置,地质处置,近地表处置,排入水体或陆地或再利用,排入大气或再利用,合格废气,合格废水,无限制再循环再利用,有限制再循环再利用,短寿命低、中放废物,高放废物和长寿命低、中放废物,图5-1 放射性废物管理流程图,放射性废物管理和核设施退役,- 6 -,第一节 放射性废物管理指导思想和原则,二、放射性废物管理基本原则（1/2）国际原子能机构（IAEA）在征集成员国意见的基础上，经理事会批准，在1995年发布了放射性废物管理九条基本原则。原则1：保护人体健康原则2：保护环境原则3：超越国境的考虑原则4：保护后代原则5：不给后代增加不适当的负担原则6：建立国家法律框架原则7：控制废物的产生原则8：废物产生和管理间的相依性原则9：确保设施寿期内的安全,放射性废物管理和核设施退役,- 7 -,第一节 放射性废物管理指导思想和原则,二、放射性废物管理基本原则（2/2） 中华人民共和国放射性污染防治法对放射性废气、废液和固体废物的处理与处置，以及监管机制都作了明确规定。国家环境保护总局是我国放射性废物管理的最高审管机构，它负责制定放射性废物管理的政策、法规和标准，行使审批许可证和审管职能。地方环境保护行政主管部门，实施监督检查和监测管理的职能。 废物产生者和放射性废物管理设施营运者对放射性废物管理活动的安全负责。若管理活动由几个营运者相继完成，必须确保责任承担的连续性。,放射性废物管理和核设施退役,- 8 -,第二节 放射性废物的产生和分类,一、放射性废物的产生（1）铀（钍）矿山、水冶厂、精炼厂、铀浓缩厂、钚冶金厂、燃料元件加工厂等；（2）各种类型反应堆，包括核电站、核动力船舰、核动力卫星等；（3）反应堆辐照过燃料元件（乏燃料）的后处理与提取裂片元素和超铀元素的过程；（4）放射性同位素的生产和应用过程，包括中高能加速器的运行，医院、研究所及大专院校的相关研究活动；（5）核武器的生产、试验和爆炸过程；（6）核废物处理与核燃料和核废物运输过程；（7）核设施（设备）的退役过程。,放射性废物管理和核设施退役,- 9 -,第二节 放射性废物的产生和分类,二、放射性废物分类法1按废物的物理性状分类2按放射性水平（辐射强度、放射性活度和浓度）分类3按放射性废物来源分类4按半衰期分类5按核辐射类型分类6按毒性分类7. 按处置方式分类8. 按释热性质分类,放射性废物管理和核设施退役,- 10 -,第二节 放射性废物的产生和分类,三、我国放射性废物分类法和 国际原子能机构（IAEA）推荐的分类法（1/5）1我国放射性废物分类法（我国放射性废物分类标准GB9133-1995）：（1）放射性气载废物的分级 第级（低放废气）：浓度小于或等于4107Bq/m3 第级（中放废气）：浓度大于4107Bq/m3（2）放射性液体废物的分级 第级（低放废液）：浓度小于或等于4106Bq/L 第级（中放废液）：浓度大于4106Bq/L，小于或等于41010Bq/L 第级（高放废液）：浓度大于41010Bq/L,放射性废物管理和核设施退役,- 11 -,第二节 放射性废物的产生和分类,三、我国放射性废物分类法和 国际原子能机构（IAEA）推荐的分类法（2/5）1我国放射性废物分类法（我国放射性废物分类标准GB9133-1995）：（3）放射性固体废物的分级(首先按核素半衰期和辐射类型分为五种，然后按放射性比活度水平分为不同等级。)废物含有半衰期大于30a的辐射核素，单个货包中比活度4106Bq/kg，多个货包平均比活度4105Bq/kg。含有半衰期60d（包括125I）的放射性核素的废物第级（低放废物）：比活度4106Bq/kg第级（中放废物）：比活度4106Bq/kg含有半衰期大于60d,小于或等于5a(包括60Co)的放射性核素的废物第级(低放废物):比活度4106Bq/kg第级(中放废物):比活度4106Bq/kg,放射性废物管理和核设施退役,- 12 -,第二节 放射性废物的产生和分类,三、我国放射性废物分类法和国际原子能机构（IAEA）推荐的分类法（3/5）1我国放射性废物分类法（我国放射性废物分类标准GB9133-1995）：含有半衰期大于5a,小于或等于30a(包括137Cs)的放射性核素的废物第级(低放废物):比活度4106Bq/kg第级(中放废物):比活度 4106Bq/kg， 41011Bq/kg 且释热率2kW/m3第级(高放废物):比活度41011Bq/kg或释热率2kW/m3含有半衰期大于30a的放射性核素的废物（不包括废物）第级(低放废物):比活度4106Bq/kg第级(中放废物):比活度4106Bq/kg，且释热率2kW/m3第级(高放废物):比活度41010Bq/kg或释热率2kW/m3,放射性废物管理和核设施退役,- 13 -,第二节 放射性废物的产生和分类,三、我国放射性废物分类法和 国际原子能机构（IAEA）推荐的分类法（4/5）1我国放射性废物分类法（我国放射性废物分类标准GB9133-1995）：（4）豁免废物对公众成员照射所造成的剂量值0.01mSv/a，对公众的集体剂量1人Sv/a的含极少量放射性核素的废物。,放射性废物管理和核设施退役,- 14 -,第二节 放射性废物的产生和分类,三、我国放射性废物分类法和IAEA推荐的废物分类法(5/5)21990年国际原子能机构推荐了一个按放射性废物处置分类的固体废物分类标准（见表5-1） 2009年又颁布新放射性废物分类表5-1 国际原子能机构固体废物分类标准,放射性废物管理和核设施退役,- 15 -,第三节 低中放废物的处理,一、废气的净化处理与排放监控（1/5）1废气的产生和特性放射性废气主要来自工艺系统或厂房和实验室的排风系统。放射性废气中可能含有放射性气体、气溶胶、颗粒物和非放有害气体。废气中所含的放射性核素随设施而异。,放射性废物管理和核设施退役,- 16 -,第三节 低中放废物的处理,一、废气的净化处理与排放监控（2/5）1废气的产生和特性,放射性废物管理和核设施退役,- 17 -,第三节 低中放废物的处理,一、废气的净化处理与排放监控（3/5）2废气净化技术 废气净化方法很多，常用的有：过滤、吸附、洗涤、滞留衰变等。常用的废气净化设备有:,放射性废物管理和核设施退役,- 18 -,第三节 低中放废物的处理,一、废气的净化处理与排放监控（4/5）3废气净化系统安全要求 （1）根据废气特性，选择合适工艺技术，进行净化处理，达到标准后，才允许向大气排放。（2）废气净化过程产生的二次废物（如废过滤器芯、废活性炭、废滤袋等等）应该合理可达到尽可能少。（3）废气净化系统应该防止泄漏。 （4）废气净化系统可能有烟炭、烟油物的积累，应防止燃爆事故的发生。（5）对滞留衰变贮存系统，应有足够的滞留衰变时间，有足够的贮存容量（ 衰变贮存罐互为备用）。（6）对过滤器要定期检测，适时更换，以保证满足过滤效率。当辐射场强度高时，更换过滤器应远距离操作。,放射性废物管理和核设施退役,- 19 -,第三节 低中放废物的处理,一、废气的净化处理与排放监控（5/5）监测与排放处理后的废气经监测合格由高烟囱排放。烟囱排放设连续监测和取样监测。连续监测在主控室自动记录放射性活度和流量，设置报警阈值，达到报警阈值时，关闭排放。气载流出物的排放必须控制在审管部门批准的限值内，营运单位应按废物管理优化的原则申请排放限值并规定管理目标值。液态流出物的排放也是如此。,放射性废物管理和核设施退役,- 20 -,第三节 低中放废物的处理,二、废液的净化处理与排放监控（1/3）1废液的产生和特性,放射性废物管理和核设施退役,- 21 -,第三节 低中放废物的处理,二、废液的净化处理与排放监控（2/3）2废液的净化处理,放射性废物管理和核设施退役,- 22 -,第三节 低中放废物的处理,二、废液的净化处理与排放监控（3/3）3废液净化系统安全与排放监控,放射性废物管理和核设施退役,- 23 -,第三节 低中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求（1/4） 废气、废液经过净化处理之后，产生的二次废物，如过滤器芯、沉淀泥浆、蒸发残渣或废离子交换剂等，必须固化（固定）起来，转变成耐久、稳定的固化体，才能方便运输与长期贮存或处置。,放射性废物管理和核设施退役,- 24 -,第三节 低中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求（2/4）对固化体的基本要求（1）有足够机械强度，能够承受运输操作的撞击。若破碎成许多小块或形成粉尘,会使放射性核素容易被水浸出或形成气溶胶污染环境。（2）有良好抗水性（浸出率低）。水是浸出和传输放射性核素的重要介质，核素被水浸出率越低，安全性越好。抗水性是固化体重要的品质指标。（3）辐照稳定性好。废物不会产生很多辐解气体，不会显著降低固化体性能。（4）热稳定性好。固化体遇到火源短时间内不着火、不熔解、不分解。自身衰变热不会引起自燃，不会引起固化体性能明显降低。（5）不含有游离液体。包装容器不易被腐蚀，包装容器内气体不易逸出发生燃爆；同时也防止微生物的侵蚀作用。,放射性废物管理和核设施退役,- 25 -,第三节 低中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求（3/4）选择固化工艺应考虑： 固化设备的投资和运行成本低； 工艺过程简单、安全、可靠； 处理废物的适应性强； 废物包容量大，产生的固体废物的重量和体积小。,放射性废物管理和核设施退役,- 26 -,第三节 低中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求（4/4）我国已经开发了很多固化工艺对于低、中放废液，主要是水泥固化、沥青固化和塑料固化；对于高放废液，主要采用玻璃固化。我国已对水泥固化体、沥青固化体、塑料固化体的性能要求制订了标准（GB14569.1，GB14569.2，GB14569.3）。,放射性废物管理和核设施退役,- 27 -,第三节 低中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求1水泥固化 _水泥用作放射性废物固化的基料固化（1/4）水泥固化配方要考虑的因素:,放射性废物管理和核设施退役,- 28 -,第三节 低、中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求1水泥固化 _水泥用作放射性废物固化的基料固化（2/4）表5-2 水泥固化常用的添加剂及其作用,放射性废物管理和核设施退役,- 29 -,第三节 低、中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求1水泥固化 _水泥用作放射性废物固化的基料（3/4）,放射性废物管理和核设施退役,- 30 -,第三节 低、中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求1水泥固化 _水泥用作放射性废液固化的基料（4/4）水泥固化法评价：,放射性废物管理和核设施退役,- 31 -,第三节 低、中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求2沥青固化 _沥青用作放射性废液固化的基料（1/2）,放射性废物管理和核设施退役,- 32 -,第三节 低、中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求2沥青固化 _沥青用作放射性废液固化的基料（2/2）方法评价：沥青固化适用于固化化学泥浆、蒸发残渣、焚烧灰等低、中放废液。沥青固化的废物包容量高，可达40-55 %(质量份数)，固化产品均匀，核素浸出率低（比水泥固化低12个量级）。由于沥青是可燃性有机物，不能承受较高温度和较强辐照，所以沥青固化不适于处理释热率高和放射性比活度大的废物，沥青固化也不适宜固化氧化剂含量高的废物。沥青固化不够安全，容易发生火灾事故。,放射性废物管理和核设施退役,- 33 -,第三节 低、中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求3塑料固化 _塑料用作放射性废液固化的基料（1/4）热塑性塑料固化工艺类似于沥青固化，需要加热熔融。热固性塑料固化工艺类似于水泥固化。但对废物含水量有限制，需要预处理脱水，或者加入乳化剂搅拌乳化。为了控制聚合速度和聚合热释放，需要选择适当的引发剂、催化剂、促进剂和适当的配料比。塑料固化所用的设备是通常的化工设备，根据辐射防护的要求，需要适当的屏蔽，产生的尾气和二次废液需要适当的净化。,放射性废物管理和核设施退役,- 34 -,第三节 低、中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求3塑料固化 _塑料用作放射性废物固化的基料固化（2/4）,放射性废物管理和核设施退役,- 35 -,第三节 低、中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求3塑料固化 _塑料用作放射性废物固化的基料固化（3/4）,放射性废物管理和核设施退役,- 36 -,第三节 低、中放废物的处理,三、废物的固化（固定）处理和固化体性能要求3塑料固化 _塑料用作放射性废物固化的基料（4/4） 塑料固化法废物包容量高，核素浸出率低，比水泥固化体低2 - 3个量级，这对实现长期安全隔离有重要意义，但塑料固化成本较高，目前尚未得到广泛应用。,放射性废物管理和核设施退役,- 37 -,第三节 低、中放废物的处理,四、废物的减容处理1.焚烧减容 处理可燃性废物（1/5） 可燃性废物包括：纤维类物质（如纸、棉织物、木材等），塑料、橡胶类物质，动物尸体，离子交换树脂，活性炭, 污油，废溶剂，废闪烁液等。 焚烧法特点可使减容10-100倍并能减重，大大降低贮存、运输和处置费用；焚烧能把可燃性物质转化为惰性灰烬物质，提高安全性；焚烧还可实现钚和铀的回收。,放射性废物管理和核设施退役,- 38 -,第三节 低、中放废物的处理,四、废物的减容处理 1焚烧减容（2/5） 表5-3 焚 烧 炉 举 例,放射性废物管理和核设施退役,- 39 -,第三节 低、中放废物的处理,四、废物的减容处理 1焚烧减容（3/5）,放射性废物管理和核设施退役,- 40 -,第三节 低、中放废物的处理,四、废物的减容处理 1焚烧减容（4/5） 可燃 不可燃 易爆图5-2 焚烧工艺流程示意图,破碎,焚烧,高温过滤,冷却和过滤,风机,空气或水,二次废液、废物处理,烟筒,灰渣,放射性监测,处置,整备,处置,固化或封装,回收,再利用,监测,分拣,固体废物,放射性废物管理和核设施退役,- 41 -,第三节 低、中放废物的处理,四、废物的减容处理 1焚烧减容（5/5）,放射性废物管理和核设施退役,- 42 -,第三节 低、中放废物的处理,四、废物的减容处理 2湿法氧化减容,放射性废物管理和核设施退役,- 43 -,第三节 低、中放废物的处理,四、废物的减容处理 3压缩减容（1/3）,放射性废物管理和核设施退役,- 44 -,第三节 低、中放废物的处理,四、废物的减容处理 3压缩减容（2/3） 系统安全问题：（1）压缩过程释放出存在于废物货包中的气体，可能导致气溶胶污染，因此需要对排风作净化处理；（2）压缩含较高的废物必须在气密室中进行；（3）压缩中放废物需要屏蔽措施或遥控操作；（4）吸收或附着在固体废物上的液体在压缩过程中会释放出来，应该用适当捕集器收集，收集之后要作适当处理；（5）必须在预处理时分拣出自燃或爆炸性物质，压缩机房要配备灭火设备；（6）大块坚硬不可压缩物应该在预处理步骤中分拣出来，否则会损坏压缩机；（7）克服压缩之后废物的回弹。,放射性废物管理和核设施退役,- 45 -,第三节 低、中放废物的处理,四、废物的减容处理 3压缩减容与焚烧对比（3/3）,放射性废物管理和核设施退役,- 46 -,第三节 低、中放废物的处理,五、废物的包装与贮存（1/5）1低中放固体废物的包装,放射性废物管理和核设施退役,- 47 -,第三节 低、中放废物的处理,五、废物的包装与贮存（2/5） 低、中放固体废物的包装 新修改的处置标准对货包的表面剂量率有所放宽。运输货包按上述规定。包装容器的加工制造要求：设计-满足标准、规范要求；制造-由审定批准的有资质单位进行制造。,放射性废物管理和核设施退役,- 48 -,第三节 低、中放废物的处理,五、废物的包装与贮存（3/5）1放射性物质包装的试验要求,放射性废物管理和核设施退役,- 49 -,第三节 低、中放废物的处理,五、废物的包装与贮存（4/5）1低、中放固体废物的包装,放射性废物管理和核设施退役,- 50 -,第三节 低、中放废物的处理,五、废物的包装与贮存（5/5）2低中放固体废物的贮存,放射性废物管理和核设施退役,- 51 -,第四节 低、中水平放射性废物处置, 低、中放固体废物中的主要核素是90Sr和137Cs，（不含或只含极少量长寿命超铀核素）。 90Sr和137Cs经过10个半衰期放射性水平下降到约为原来的千分之一，一般来说，隔离300年就可以达到安全水平。 国际社会普遍接受低、中放废物采用近地表处置。,放射性废物管理和核设施退役,- 52 -,第四节 低、中水平放射性废物处置,一、低、中放废物处置场的选址和建造（1/4）选址应按拟处置的废物的类型和数量及审管机构的要求进行。选址通常分为区域调查、场址初选、场址确定三个阶段进行。 （第六章还增加规划选址阶段）选址要对地质构造、水文地质、地球化学、地表活动、社会环 境状况和气象条件等因素进行评价。,放射性废物管理和核设施退役,- 53 -,第四节 低、中水平放射性废物处置,一、低、中放废物处置场的选址和建造（2/4）处置场的选址,放射性废物管理和核设施退役,- 54 -,第四节 低、中水平放射性废物处置,一、低、中放废物处置场的选址和建造（3/4）处置场的设计和建造主要原则,放射性废物管理和核设施退役,- 55 -,第四节 低、中水平放射性废物处置,一、低、中放废物处置场的选址和建造（4/4）处置场的设计和建造 处置方针：我国低、中放废物是区域处置，高放废物处置是集中处置。我国已建成两个低、中放废物近地表处置场一、西北处置场，容量20万m3，第一期2万m3，1999年已进入试运行阶段；二、广东北龙处置场，容量8万m3，第一期8800m3，处置库已经过试运行后，获得运行许可。,放射性废物管理和核设施退役,- 56 -,第四节 低、中水平放射性废物处置,二、低中放废物处置场的运行和废物接收（1/1）,放射性废物管理和核设施退役,- 57 -,第四节 低、中水平放射性废物处置,三、处置场的关闭和关闭后的监控（1/5） 正常关闭：当处置场达到设计和许可证规定的废物体积或（和）放射性活度总量之后，处置场就要进入关闭阶段。提前关闭：如果发现处置场在选址、设计或建造时有无法纠正的失误，或者因为严重事故和自然灾害等原因，使处置场不能再继续运行，则处置场要提前关闭。关闭审批：处置场的关闭要提出安全分析报告和环境影响报告，获得审管部门批准后才能进行封闭、回填，最终覆盖及拆除辅助设施等活动。,放射性废物管理和核设施退役,- 58 -,第四节 低、中水平放射性废物处置,三、处置场的关闭和关闭后的监控（2/5）1覆盖层设置 所有的处置单元封闭后，需加覆盖层,放射性废物管理和核设施退役,- 59 -,第四节 低、中水平放射性废物处置,三、处置场的关闭和关闭后的监控（3/5） 2关闭后的监控,放射性废物管理和核设施退役,- 60 -,第四节 低、中水平放射性废物处置,三、处置场的关闭和关闭后的监控（4/5） 2关闭后的监控,放射性废物管理和核设施退役,- 61 -,第四节 低、中水平放射性废物处置,三、处置场的关闭和关闭后的监控（5/5） 2关闭后的监控,放射性废物管理和核设施退役,- 62 -,第五节 高放废物的处理与处置, 高放废物是指乏燃料后处理产生的高放废液和其固化体；准备直接处置的乏燃料；及类似辐射水平或释热水平的其它废物。 国际原子能机构提出的按处置要求分类的固体废物分类标准，规定高放废物释热率高于2kW/m3，且长寿命放射性核素的比活度高于对短寿命废物的限值（4x106Bq / Kg单个货包）。 高放废物的处置必须采用地质处置。,放射性废物管理和核设施退役,- 63 -,第五节 高放废物的处理与处置,一、高放废液的贮存（1/1）,放射性废物管理和核设施退役,- 64 -,第五节 高放废物的处理与处置,二、高放废液的固化（1/6）,放射性废物管理和核设施退役,- 65 -,第五节 高放废物的处理与处置,二、高放废液的固化（2/6）,放射性废物管理和核设施退役,- 66 -,第五节 高放废物的处理与处置,强放废液,脱硝浓缩,玻璃形成剂,煅烧,熔融,澄清,浇注,焊接封盖,去污,贮存,尾气处理,退火,放射性废物管理和核设施退役,- 67 -,第五节 高放废物的处理与处置,二、高放废液的固化（4/6）对于玻璃固化体的要求：1) 有较高废物包容量（废物氧化物包容量一般15wt%）；2) 玻璃固化体致密、无裂纹、无黄相；3) 抗浸出性好；4) 有较好热稳定性、热导率较高、不易析晶；5) 有较好的辐照稳定性等。,放射性废物管理和核设施退役,- 68 -,第五节 高放废物的处理与处置,二、高放废液的固化（5/6） 高放玻璃固化关注的安全问题： 高放玻璃固化涉及高放废液和高温（1050-1200）熔铸，需要远距离操作和远距离维修。 （1）高放废液抽取、泵送和进料的安全； （2）熔炉运行和维修的安全； （3）产品浇注和贮存的安全 (高放玻璃固化体浇注在特制的容器中，经过焊封、去污、检测，然后放进有强制通风或自然通风的贮存设施中，冷却贮存30-50年再作处置。) ； （4）尾气处理的安全等。,放射性废物管理和核设施退役,- 69 -,第五节 高放废物的处理与处置,二、高放废液的固化（6/6）人造岩石固化一种开发中的固化技术人造岩石是通过高温固相反应制备的一种热力学稳定的、多相钛酸盐矿物固溶体，大部分废物元素直接进入矿相的晶格位置，一部分废物元素被还原成金属单质，包容于合金相中。由于放射性元素被牢固地固定在矿物的晶相结构中，人造岩石固化体的抗浸出性、化学稳定性、热稳定性和耐辐射性，都比玻璃固化体好。,放射性废物管理和核设施退役,- 70 -,第五节 高放废物的处理与处置,三、高放废物的分离嬗变（1/2）,放射性废物管理和核设施退役,- 71 -,第五节 高放废物的处理与处置,三、高放废物的分离嬗变（2/2）,放射性废物管理和核设施退役,- 72 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置(1/2),放射性废物管理和核设施退役,- 73 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置(2/2),放射性废物管理和核设施退役,- 74 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置研究开发工作1高放废物库选址2实验室研究和数学模型推算3地下实验室研究4自然类比研究,放射性废物管理和核设施退役,- 75 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置研究开发工作 1高放废物库选址（1/3）高放废物处置处置库多重屏障构想： 多重屏障分为工程屏障（包括高放废物固化体的包装容器、外包装、缓冲介质、回填材料和处置工程构筑物）和天然屏障（基岩和外围土层）两大部分。（工程屏障的屏蔽隔离作用至少可达1 000年，以后的屏蔽隔离作用则主要依靠天然屏障。） 对于基岩，有的国家选花岗岩、凝灰岩、片麻等（结晶岩类），有的国家选盐岩（蒸发岩类），也有选粘土层（泥质岩类）。 现在被人们普遍接受的是深地层巷道布置垂直钻孔叠堆处置法，这是纵深防御多重屏障隔离体系。,放射性废物管理和核设施退役,- 76 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置 1高放废物库选址（2/3）放射性核素到人类生活环境的转移途径： 放射性核素从处置库中的高放废物体转移到人类生活环境，主要媒介体是地下水。 在正常情况下，地下水到达处置库，容器被腐蚀，放射性核素被溶出，输运到食物链，进入到人体，其过程是极其缓慢的， 除了核素本身衰变外，还存在着一系列逆过程，如稀释分散、介质吸附、凝聚、沉淀 、矿化、离子交换等。放射性核素输运量是微乎其微。,放射性废物管理和核设施退役,- 77 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置开发研究 1高放废物库选址（3/3）高放废物处置库破坏的事故风险：（事故的风险几率很小（10-9/年-10-13/年）自然事故：火山爆发、地震、断层、冰川、陨石坠落等人为事故：采矿、钻井、地下水汲取、战争等废物感生作用：热、辐射、应力作用、乏燃料的临界事件等事故风险不确定性：由于水文地质情况的不确定性、自然事件和人为事件的不确定性，以及人口分布和人们生活习性改变的不确定性，事故的风险也存在着很大的不确定性。,放射性废物管理和核设施退役,- 78 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置 2实验室研究和数学模型推算（1/1）,放射性废物管理和核设施退役,- 79 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置 3地下实验室研究（1/1）,放射性废物管理和核设施退役,- 80 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置 4自然类比研究（1/4）,放射性废物管理和核设施退役,- 81 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置 4自然类比研究（2/4）,放射性废物管理和核设施退役,- 82 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置 4自然类比研究（3/4）,放射性废物管理和核设施退役,- 83 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置 4自然类比研究（4/4）,放射性废物管理和核设施退役,- 84 -,第五节 高放废物的处理与处置,四、高放废物的地质处置高放废物安全处置是一项复杂的系统工程，安全评价贯穿于选址、设计、建造到试运行、运行、关闭和关闭后等处置的全过程。!,放射性废物管理和核设施退役,- 85 -,第六节 核设施退役目标和策略,一、退役目标（1/3） 概述,放射性废物管理和核设施退役,- 86 -,第六节 核设施退役目标和策略,一、退役目标（2/3）,放射性废物管理和核设施退役,- 87 -,第六节 核设施退役目标和策略,一、退役目标（3/3）编制退役计划的内容：（1） 核设施的类型和放射性水平；（2） 退役策略和阶段目标；（3） 依据的法律、法规和标准；（4） 核设施运行历史、现状及周围环境状况；（5） 设施的设计、维修和改造情况，包括发生的事件/事故与处理情况；（6） 现有设备条件的可利用状况， 包括水、电、风、暖、气和废物处理、吊运设备等；（7） 放射性和非放射性物质，包括它们的类别、数量和状态等；（8） 临界安全、辐射安全和工业安全问题；（9） 去污和切割拆卸技术的优化选择；（10）废物的处理、整备、贮存、运输方法和处置条件；（11）检测分析技术和设备；（12）管理组织机构的建立和职责分工与人员培训；（13）退役进度考虑；（14）建筑物和场地使用考虑；（15）费用估算和筹资方式；（16）公众的反应和态度。,放射性废物管理和核设施退役,- 88 -,第六节 核设施退役目标和策略,二、退役策略（1/5）国际原子能机构退役分级,放射性废物管理和核设施退役,- 89 -,第六节 核设施退役目标和策略,二、退役策略（2/5）核设施退役策略，取决于三大因素.,放射性废物管理和核设施退役,- 90 -,第六节 核设施退役目标和策略,二、退役策略（3/5）三种策略（strategy）应用情况,放射性废物管理和核设施退役,- 91 -,第六节 核设施退役目标和策略,二、退役策略（4/5）大型反应堆延缓拆除策略的应用 一般先卸出乏燃料和冷却剂，运走乏燃料和可能存留的新燃料组件，处理乏燃料水池，运走其它放射源，对压力容器外的设备进行去污、切割和拆除，封堵压力容器的进出管口。然后在监控之下，封存几十年。 总的倾向是缩短封存时间，因为： （1）系统包容性降低或恶化； （2）辅助系统支持能力的减弱（风、电、水、暖、气）； （3）熟悉设施人员流散； （4）档案资料可能散失； （5）处置费用上涨和通货膨胀； （6）长期监督、维护、检测和保安耗资大。,放射性废物管理和核设施退役,- 92 -,第六节 核设施退役目标和策略,二、退役策略（5/5）核设施退役不管采取什么策略，一般都分阶段实施：（1）前期阶段（准备阶段）；（2）实施阶段；（3）验收阶段。,放射性废物管理和核设施退役,- 93 -,第六节 核设施退役目标和策略,三、退役的组织分工（1/4）1组织机构和职责,放射性废物管理和核设施退役,- 94 -,第六节 核设施退役目标和策略,三、退役的组织分工（2/4）1组织机构和职责,顾问组,计划管理和协调,后勤保障和维修,人力资源和人员培训,去污,切割解体,拆卸和清污,新技术开发,辐射防护和监测,核安全和核保障,工业安全和保卫,质管控制和质量保证,废物处理和整备,废物贮存和处置,清洁解控和再循环再利用,包装运输,财务管理,退役工程领导小组,废物管理部,安全部,实施部,保障部,放射性废物管理和核设施退役,- 95 -,第六节 核设施退役目标和策略,三、退役的组织分工（3/4） 2人员培训,放射性废物管理和核设施退役,- 96 -,第六节 核设施退役目标和策略,三、退役的组织分工（4/4） 3模拟训练,放射性废物管理和核设施退役,- 97 -,第七节 核设施退役技术,一、源项调查二、去污三、切割和拆卸,放射性废物管理和核设施退役,- 98 -,第七节 核设施退役技术,一、源项调查（1/3）1源项调查,放射性废物管理和核设施退役,- 99 -,第七节 核设施退役技术,一、源项调查（2/3）2源项调查方法,放射性废物管理和核设施退役,- 100 -,第七节 核设施退役技术,一、源项调查（3/3）3监测设备和方法,放射性废物管理和核设施退役,- 101 -,第七节 核设施退役技术,二、去污（1/5）去污对退役工作的重要性： 降低放射性水平，减少操作人员的受照剂量； 降低屏蔽和远距离操作的要求，方便拆卸活动； 使得有些物料可以再循环再利用； 减少废物的重量和体积，降低废物贮存、运输和处置的负担。,放射性废物管理和核设施退役,- 102 -,第七节 核设施退役技术,二、去污（2/5）1去污方法（主要五种方法）,放射性废物管理和核设施退役,- 103 -,第七节 核设施退役技术,二、去污（3/5）1去污方法,放射性废物管理和核设施退役,- 104 -,第七节 核设施退役技术,二、去污（4/5）常用化学去污剂,放射性废物管理和核设施退役,- 105 -,第七节 核设施退役技术,二、去污（5/5）2去污应注意的几个问题,放射性废物管理和核设施退役,- 106 -,第七节 核设施退役技术,三、切割和拆卸（1/4）1切割拆卸方案的优化选择,放射性废物管理和核设施退役,- 107 -,第七节 核设施退役技术,三、切割和拆卸（2/4）2切割拆卸技术的选择,放射性废物管理和核设施退役,- 108 -,第七节 核设施退役技术,三、切割和拆卸（3/4）2切割拆卸技术的选择,放射性废物管理和核设施退役,- 109 -,第七节 核设施退役技术,三、切割和拆卸（4/4）3切割拆卸中安全问题 要重视烟尘和气溶胶的污染，特别要重视气溶胶的污染； 要重视火花引发的火灾事故； 水下切割必须在监督下进行； 要防止电击和光致盲； 穿气衣操作要防止中暑、气衣泄漏等事故。,放射性废物管理和核设施退役,- 110 -,第八节 核设施退役的管理,一、退役的废物管理（1/4）,从放射性区域产生的废物,从非放射性区域产生的废物,用普通方法处理,作放射性废物处理,再利用或按普通废物处置,非放废物,放射性废物,较低水平废物,较高水平废物,放射性废物处置场,核设施,监测分类,去污处理,现场辐射监测,图5-4 退役废物管理流程图,放射性废物管理和核设施退役,- 111 -,第八节 核设施退役的管理,一、退役的废物管理（2/4）对实施退役的营运者的要求：1、应该具有收集、检测、处理、整备、运输和处置废物（至少应该具备贮存废物）的能力，能够解决退役过程所产生的废物，包括非预期事件/事故所产生的废物。2、退役单位原则上不应新建核废物处理设施，但如果现有的废物处理系统不能满足处理退役废物的要求时，经审批核准，也可以建。,放射性废物管理和核设施退役,- 112 -,第八节 核设施退役的管理,一、退役的废物管理（3/4） 1废物退役的努力方向 努力方向：废物产生最少化、排放量最少化、工作人员与公众受照剂量最少化退役废物管理应考虑以下因素： 废物最少化和排放最少化，使工作人员、公众受照剂量降低，但废物 处理成本可能会增加，要求作代价-利益分析，进行优化选择。 要严格控制废气和废液的向环境排放。 要重视废物的分类，防止交叉污染，特别要防止废物的扩大化。 废物的包装，尽可能一次到位，满足贮存、运输和处置的要求。 退役前要考虑废物的处置出路，至少要准备好废物的贮存场所。 要警惕偶发的临界事故和爆燃事故。 要重视非放危险物质（如石棉、汞、铍、多氯联苯等）的扩散污染。,放射性废物管理和核设施退役,- 113 -,第八节 核设施退役的管理,一、退役的废物管理（4/4） 2退役过程废物最少化的措施 选择高效去污而二次废物产生量少的去污技术。 尽可能分拣出清洁解控废物、回收可利用废金属（废金属去污之后熔融是行之有效办法）。