放射性废物处理处置-西南科技大学-考试重点

放射性废物处理处置-西南科技大学-考试重点放射性废物可以被解除审管控制，不再需要特殊的处理和管理。16.放射性废物的治理应该遵循废物最小化的原则，即尽可能减少废物的产生和处理。同时，放射性废物的管理必须以安全为核心，确保对人类和环境的危害最小化。17.放射性废物可以根据不同的分类方法进行分类，包括按物理、化学形态、放射性水平、毒性和释热性等进行分类。不同的分类方法可以帮助人们更好地管理和处理放射性废物。18.放射源可以根据对人体健康和环境的潜在危害程度进行分类，包括极度危险源、高度危险源、危险源、低危险源和极低危险源等。对不同类型的放射源需要采取不同的管理和控制措施。19.低中放废物和免管废物的限制条件包括公众成员年剂量和释热率等，而高放废物和α废物的限制条件则更加严格。对不同类型的放射性废物需要采取不同的处理和管理方法。20.排除和豁免是放射性废物管理中的两个重要概念。排除指的是一些辐射不必受到控制的情况，而豁免则是指符合豁免准则或豁免水平的辐射实践活动和/或涉及的辐射源可以免予遵循辐射防护和安全标准。这些概念可以帮助人们更好地理解放射性废物管理的相关规定和标准。21.最终，放射性废物管理的目的是确保人类和环境的安全和健康。在管理和处理放射性废物时，必须遵循科学、合法、公正、透明的原则，采取最佳的技术和措施，以最小化对人类和环境的危害。16.极低放废物是指放射性水平略高于豁免水平的低放废物，虽然放射性污染水平超过审管机构规定的清洁解控水平，但由于放射性水平很低，不需要按照低放废物的标准处置。可以放宽要求，采用简易包装和简易填埋，可以处置在浅土地填埋场中。经过覆土压实和短时间的监控（一般为30年），场址就可以开放使用。17.从数量上看，放射性废物主要产生于铀采冶场址；从放射性活度来看，主要集中在乏燃料后处理厂。在核燃料循环中，99％以上的反射性物质包含在乏燃料元件的包壳中。如果乏燃料进行后处理，95％以上的放射性核素计入后处理所产生的高放废液中。18.核燃料循环是指核燃料的生产、使用、贮存、后处理提取铀和钚、再制造核燃料、直接处置乏燃料、放射性废物处理与处置等一系列工艺过程。实际可用的裂变核素有两个体系：铀-钚循环和钍-铀燃料循环。19.核燃料循环的前段包括铀矿开采、水冶、精制、转换、富集和燃料元件制造。废气的处理除了释放一般矿井所含有的有害物质（矿尘）外，还释放危害性很大的氡及氡子体以及放射性气溶胶和铀尘。废气处理的主要目的是除尘降氡。20.地浸是将配制好的溶浸液通过钻孔注入地下矿体内，将天然埋藏条件下的矿体中的铀浸出，并通过抽出孔将浸出液抽出，输送到水冶厂。地浸需要满足的条件包括矿体要疏松、渗透性好，上下盘围岩隔水性能好，地下水埋深和流量要符合地浸条件。21.堆浸是将破碎成一定粒度的铀矿石堆置在预先铺设好的底板上，间隙式喷淋配好的溶浸液。溶浸液在矿堆内渗透时通过毛细作用和分子扩散作用浸出金属铀，并收集浸出液。堆浸需要满足的条件是为提高堆浸的效果产率，铀矿石应破碎成适当的粒径。22.原地爆破浸出是使用爆破法将矿体在原地破碎成一定粒度的矿块，然后注入配制好的溶浸液，将铀浸出，输送到水冶厂处理。23.尾矿砂中95％的镭留存在其中，由于数量巨大，必须作为一类特殊废物进行妥善治理。尾矿砂应建坝存放，并建造安全稳固的尾矿库，尾矿坝的底部和周边必须采取防渗漏措施，尾矿库要防垮坝和防尾矿流失等事故。采取工程措施和人工植被相结合的治理方法，可以保护尾矿坝体铀水治废气，其中222Rn的影响最大。24.铀精制是指进一步纯化铀水冶厂产生的粗产品“黄饼”或U3O8，以达到要求的核纯度。TBP水分子通过半透膜向淡溶液侧扩散，从而实现除盐和浓缩的过程。优点是处理效率高，可获得高品质水，不需要加入化学药剂，操作简单，适用于处理各种含盐废液。缺点是能耗较高，设备成本较高，需要定期更换半透膜，处理量有限。常用的吸附过滤器包括碘吸附器，它利用活性炭浸渍KI或其他化合物来吸附碘。低中放废液的净化处理可以采用沉淀法，其中镭可以通过共沉淀载带的方式得到净化。沉淀法的优点是工艺简单，设备成本低，适用于处理各种废液，但缺点是去污因子和减容倍数较小，且难以实现连续运行和自动化操作。蒸发浓缩法可以处理不同含盐量的废液，处理能力大，去污因子高，但耗能多，投资和运行费用高，系统复杂，运行和维修要求高。离子交换法可以获得较高的去污因子和较好的处理效果，但不适用于非离子型液体，存在胶体会带来麻烦，再生时会产生较多的二次废物。电渗透技术可以在淡室内进行离子交换剂的交换和再生，处理效率高，不需要加入化学药剂，适用于各种含盐废液，但能耗较高，设备成本较高，处理量有限。除此之外，存低温回收85Kr和干湿法除尘也是常用的废液处理方法。反应提供氧化剂。处理含氟废物时，还可以加入氢氟酸。湿法氧化可以有效地减少废物体积和毒性，但操作复杂，需要耗费大量能源和化学试剂。反渗透技术是一种处理低中放废液的有效方法。在反渗透过程中，浓溶液通过半透膜进入稀溶液中，达到浓缩的目的。这种方法适用于盐含量较低、pH在3~12之间、温度不高于45℃的废液，去污因子达10~100，浓缩液体积占料液的10%左右。反渗透已广泛用于海水和咸水淡化以及民用水处理。在使用反渗透技术时，需要注意防止泄漏，使用可靠和无泄漏的高压泵，定期清洗和更换膜组件，并且不能使用脏水作为供料进行废水预处理。超滤技术的工作压力较低，通常在0.1~1.4MPa之间。对于有机废液的处理，可以采用TBP/煤油焚烧处理或热解焚烧。在TBP热解过程中，生成的P2O5可以与Ca(OH)2反应生成焦磷酸钙。煤油、丁烷和丁醇等废液可以通过高温过滤器进入后燃烧室进行燃烧。采用热解焚烧TBP可以避免生成磷酸的腐蚀和尾气处理困难问题。TBP可以通过真空蒸馏回收再利用，也可以通过水洗、加浓磷酸分离，或者通过水泥固化进行处理。焚烧和压实是常用的放射性废物处理方法。焚烧可以将可燃性废物氧化处理成灰烬或残渣，从而减少贮存和处置所占用的场所，提高废物的整体密度。压实则是通过机械力使废物密实化，从而减少废物的体积。焚烧可以回收239Pu、235U等贵重易裂变物质。在进行焚烧处理时，需要分拣、破碎、进料、焚烧、排灰、烟气冷却和烟气净化等步骤。烟气净化是焚烧过程中必不可少的环节。烟气中会含有二噁英、NOx和P2O5等酸性气体，需要采取相应的措施进行处理。对于二噁英，可以采用急骤冷却的方法，将烟气迅速冷却到200℃左右与飞灰发生异相催化反应生成二恶英，或者通过过滤器进行处理。对于含氟塑料的焚烧，需要注意烟气中会含有HF、F2等酸性气体，这些气体具有强腐蚀性，需要采取相应的措施避免对烟气净化系统设备的腐蚀。湿法氧化是一种对含氯和超铀废物进行处理的有效方法，但操作复杂，需要耗费大量能源和化学试剂。1.氧化反应常用硝酸作为氧化剂来氧化碳化物，同时也可以将有机物形成的SO2氧化成SO3。2.离子交换树脂催化的过氧化氢氧化反应是一种自由基链式反应。3.水泥固化不能用于处理放射性水平高、易挥发核素、会产生气体或导致金属腐蚀的废物。水泥固化的特性包括水灰比、盐灰比、流动度、凝结时间、泌水性和水化热。水泥固化体的性能要求包括抗浸出性、机械强度、耐辐照性和热稳定性。4.沥青固化不能用于固化高放废液，因为沥青的融化温度低，不能容纳裂变产物的衰变热量过大；辐射作用会使沥青固化体中的水分和碳氢有机物分解，产生燃爆性气体；沥青包容高浓度的硝酸盐会加速沥青的氧化。沥青固化技术的优点包括工艺设备和固化材料易获得，可处理多种废物，固化产品浸出率低；缺点包括必须严格控制温度，固化体基质易老化，易受微生物浸蚀，受辐照易发生辐射分解，遇水易肿胀。5.热塑性固化包括聚乙烯固化和聚氯乙烯固化。环氧树脂固化的聚合温度不大于100度，产生二次废物少，工艺简单。玻璃固化技术可以用于处理含较多硼和钠的核电站废物。改进树脂固化的方法包括降低树脂的肿胀应力，增加水泥基体的抗胀强度，添加钢纤维。6.水力压裂法是一种将水泥固化处理与处置结合于一体的方法，类似于水泥固化，但是在深地下进行。水力压裂选用石油工业成熟的压裂技术和设备，将低中放废液和水泥及添加剂制成的灰浆注入地下封闭的透水性很低的页岩层中，凝固后与页岩形成一个整体，使放射性废物与人类环境安全隔离。7.高放废液具有放射性强、毒性大、半衰期长、发热率高、酸性强和腐蚀性大等特点。高放废液的贮存需要采用双壁或有托盘的贮槽，装有冷却蛇管以保持高放废液处于60℃以下，防止高放废液的自释热致沸；同时装有空气搅拌装置，不断搅动贮槽。高放废液的处理是核废料处理的重要环节之一。在处理过程中，需要注意防止高放废液产生沉淀和热点。贮槽厂房需要具备充足的通风和空气净化能力，以确保辐解所产生的氢等燃爆性气体浓度低于允许下限。为了保险起见，还需要建立备用贮槽和可靠的倒槽措施。高放废液中含有许多核素种类和形态，以及许多非放射性物质。处理过程中需要考虑这些因素。磷酸盐玻璃溶制温度较低，可接纳较多的硫、钼和铬，但高温磷酸盐玻璃的腐蚀性大，热稳定性差，容易析晶，核素浸出率高。彭硅酸盐玻璃熔铸稳定在1100~1200度，提高熔铸温度可以提高玻璃固化体的稳定性，但同时也会增加尾气处理的要求，炉体腐蚀加大，因此需要控制温度不高于1200度。焦耳加热陶瓷熔炉法是一种处理量大、工艺相对简单、熔炉寿命长的处理方法。不足之处在于熔炉体积较大。冷坩埚法腐蚀性小，熔炉寿命长，可处理多种废物，退役容易。不足之处在于冷坩埚热效率低，耗能较大，且多以煅烧物形式进料。玻璃固化体需要具备良好的化学、机械、热、辐照稳定性。玻璃固化是一种化学包容，基础玻璃氧化物包括网络生成体氧化物、网络外体氧化物和中间体氧化物。粘度、电导率和析晶等特性会影响固化、贮存和运输工艺。消除黄相的方法包括提高熔铸温度以增大SO3的挥发量，降低玻璃固化体的高放废液的包容量，搅动玻璃熔融体以混合成分，以及改进配方等。浸泡实验可分为静态浸泡、动态浸泡和快速浸泡硬，用于测试玻璃固化体的化学、机械、热和辐照稳定性。α辐照对玻璃体的影响包括贮存能、氦释放、浸出率高和体积变化等。人造岩石固化是一种热力学稳定的、多相钛酸盐陶瓷固化体。与玻璃固化体相比，它具有更好的热稳定性和热导率。然而，它需要高温高压操作，生产工艺复杂，设备条件要求高，生产成本也较高。分离-嬗变是一种通过化学分离将高放废液中的超铀元素和长寿命裂变产物分离出来的方法，用于制造燃料元件或靶件。成本，减少工作人员受照剂量，但需要长期维护和监管，可能会增加环境和公众安全风险)；封存(适用于无法拆除或拆除成本过高的核设施，需要长期监管和维护，可能会增加环境和公众安全风险)。在核应堆或加速器中，通过核反应使放射性核素嬗变成短寿命核素或稳定元素。分离整备是将高放废液分离成小体积高放废液和大体积低中放废液两部分，对前者实行玻璃固化，可以做深地质处置；对后者进行玻璃固化或其他固化，可以做近地表处置。去污是用物理、化学或生物的方法去除或降低放射性污染过程。去污并未从根本上消除放射性核素，只是放射性核素存在的位置或方法发生了改变，去污过程会产生二次废物去污效果：余污率、去污率、去污因子和去污指数。放射性污染形成的机制包括沉积和附着作用、吸附和离子交换作用、表面静电作用、扩散渗透作用。污染可以分为附着性污染、弱固定性污染和强固定性污染。去污方法包括机械物理法、化学法、电化学法、熔炼法、生物法和激光法。超声去污利用超声的空气效应、加速度效应、声流效应对清洗液和污垢的直接和间接作用，使污垢层分散、乳化、剥离，达到去污目的。激光去污不需要清洗液，是干式去污法，在极短时间内将光能转变成热能的“干式清洗”。等离子去污是低温等离子体，将附着在物体表面的污垢物除去。可剥离膜去污法利用化学去污剂和成膜剂做成的具有多种官能团的高分子膜进行去污。电化学去污是利用电解或电抛光技术，在电回路中的直流电作用下发生阳极溶解除去金属表面的薄膜层，相当于电镀的相反过程。废金属熔炼通过加入适当的助溶剂，使放射性核素进行重新分配。AP-AC法的第一步用碱性KMnO4氧化溶解Cr2O3，第二步自用柠檬酸铵除去残留腐蚀膜。核设施退役是对使用期满或因其他原因而退出服役的核设