放射性廢物處理基本方法
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放射性廢物處理基本方法,放射性廢物如果不處理,其危害極其的大,不僅影響動植物的生長,水體的惡化,甚至危害人類的健康,對後代產生不良的影響,有什麼方法可以解決呢?下面是有關放射性廢物處理基本方法的內容,一起來看看吧。
放射性廢物處理基本方法1
(一)中低放射性廢物處置
鈾礦的開採方式有地下挖掘、露天開採和地下地浸三種。地浸就是將酸性溶液通過鑽孔灌入地下溶解鈾,再抽出溶液,達到採鈾的目的。該方法的優點是成本低,污染主要在地下,應該嚴格控制灌入地下酸性溶液的數量。露天開採鈾礦石剝離的廢石量很大,這些廢石或多或少都含有放射性物質。對於這些廢石的處理辦法是就地回填掩埋,然後覆土造田或植樹造林。
一般每採出1t礦石,要從地下帶出1~6t的矸石。目前我國堆積的鈾礦山廢石總量約2.8×107t,佔地2.5×106m2。這些都屬於低放射性廢物,含鈾量(1~3)×10-4,比一般土壤高4~6倍;其表面氡的析出率爲(7~200)×10-2Bq/(m2·s),比地面高5~7倍。它們不斷向大氣排放氡和細粒狀顆粒物。根據放射性廢物分類標準,這些大多數處於低放射性廢物標準的下限,按規定不算放射性廢物,但應該作爲特殊廢棄物妥善保管。即對放射性比活度在(2~7)×104Bq/kg的廢石和尾礦應築壩存放。超過上述放射性水平的應建庫保存或回填礦井採空區。其他金屬礦產(如錫礦)與放射性礦產共生的礦山廢渣、尾礦等也參照上述放射性礦山的廢棄物處置辦法執行。
我國選礦產生的尾礦累計已有數千萬噸。尾礦處置的關鍵在於尾礦庫的選址和尾礦壩的建設,應該保證底不滲漏,壩(堤)不垮塌,不產生災難性的事故,氡的析出率要低。一般要求穩定期至少保持100a,至少20a不維修,覆蓋尾礦後氡的析出率平均不超過0.75Bq/(m2·h),地下水中放射性核素不超過國家規定。並且在其上部覆蓋黃土1~1.5m,再植樹造林或種草。
放射性研究、應用和生產中的低放射性廢物雖然量少但比活度大,尤其是核電站產生的中低放射性廢物,包括受污染的廢棄設備、化學試劑、樹脂、過濾器芯子、防護品及其他雜物等。通常對廢液體進行蒸發收取殘渣,對固體進行焚燒、壓縮縮小體積,然後裝入容器進行地下深埋(儲存於近地表的土壤層中),稱之爲地層處理。
地層埋藏固體中低放射性廢物地段稱爲處置場。處置場可以設置若干個單元,每個單元之間是分離的,可以是地上墳堆式或地下壕溝式的,如圖7-1所示。要有地表排水系統、滲濾液收集系統、檢測井和覆蓋層,這些設施均應滿足環保要求。
按照我國《低中放射性固體廢物的淺地層處置規定》(GB9132—88)要求,淺地層是指50m深度以上的地層。例如,應在300~500a內,埋藏的放射性物質不向外環境中擴散,對公衆個人的年有效劑量當量不大於0.25mSv。
處置場的選擇,首先是進行區域地質調查,主要是地質穩定性調查,包括地震的可能性、地質構造、工程地質、水文地質及氣象條件和經濟、人文社會條件的調查。然後進行試驗性測試,確定是否符合建廠要求。
對進入處置場的廢物有嚴格的監督檢驗。放射性廢物半衰期應小於30a;比活度小於3.7×1010Bq/kg;不產生有毒氣體,不腐蝕,不爆炸,包裝要有足夠的機械強度,符合規定的體積等。
處置場按照設計進行埋藏,達到負荷後進行關閉。處置場在運行和關閉的相當長的時間內都要進行定期的監督、管理,保證環境安全。
(二)高放射性廢物的深地質處理
高放射性廢物主要是指乏燃料的後處理過程中產生的高放射性廢物及其固化體,其中含有99%以上的鈾裂變產物和超鈾元素。這些元素比活度高、釋放熱量的能力較強、半衰期長、生物毒性大、成分複雜,處理的思路是必須將這些最危險的廢物封閉起來,使之永遠與人類的生存環境長期的嚴格地隔離起來,使其衰變降到無害程度。過去有人提出過多種處置辦法,如宇宙處置、冰川處置、深海處置、岩漿熔融處置等;也有人提出分離與嬗變處置,即將高放射性物質中的超鈾元素分離出來,送入反應堆或加速器照射,使長壽命的子體和有毒子體分解,降低它的半衰期和毒性以後與短壽命子體一起進行簡單處理。以上的這些處理方法都因這樣那樣的問題而使處理成本太高或不安全。比如太空處理,要把它放在不落回地面的宇宙中,其處理成本必然很高;放在據地面500km以內的低空時,要維持其不落回地面的'成本更高,一旦讓它落回地面必將造成很大的生態災難(回到地面時會與空氣劇烈摩擦而變爲高放射性塵埃);又如深海處置是否會對海洋生態(魚類資源)造成損害等也是個很棘手的問題,迴旋加速器處理方案成本很高,並且仍不安全。
在國際上普遍被接受的可行性最終處置方案是深地質處置,即把高放射性物質深埋在地下400~1000m的地質體中,使之永遠與人類的生存環境隔離。埋藏高放射性廢物的地下工程稱爲高放射性物質處置庫。處置庫採用多重屏障系統設計。一般廢物先用玻璃固化後,裝入儲存罐中,入庫後外面充填緩衝材料(一般採用膨潤土)。處置地層主要考慮結構穩定的不透水層,如美國選擇凝灰岩,德國選擇岩鹽,大多數國家選擇花崗岩,但比利時因國土面積所限只能選擇黏土巖。
處置庫的壽命至少要1×104a。這種處置是一個複雜的實施過程。迄今爲止,世界範圍內尚未建成一座地下處置庫。處置庫仍然處於研究階段,主要是進行岩石受熱機械性能研究、核素遷移研究、固化體浸出研究等。
我國高放射性深地質處置從1985年開始選址研究,已有近30a時間。這些研究屬於未來高科技研究的熱門研究,主要進行區域地質調查、水文地質調查和地球物理調查。國家計劃在西北地區的花崗岩中建設處置庫,很可能選擇在沙漠地區的地下,因爲這裏地廣人稀,放在地下1000m處就可以遠離人類的生存環境,不會對公衆的生存環境造成危害。
我國計劃在2015年完成預選,確定地下實驗室場址;2035年建設地下實驗室,進行現場實驗研究,以後擇機建設處置庫。
放射性廢物處理基本方法2
共同特徵:
①含有放射性物質。它們的放射性不能用一般的物理、化學和生物方法消除,只能靠放射性核素自身的衰變而減少。
放射性廢物固化處理裝置
②射線危害。放射性核素釋放出的射線通過物質時發生電離和激發作用,對生物體會引起輻射損傷。
③熱能釋放。放射性核素通過衰變放出能量,當廢液中放射性核素含量較高時,這種能量的釋放會導致廢液的溫度不斷上升甚至自行沸騰。
放射性廢物的危害包括物理毒性、化學毒性和生物毒性。通常主要是物理毒性。有些核素如鈾還具有化學毒性,此外,對於混合廢物含有有毒、有害化學污染物。至於生物毒性,僅來自醫院的個別廢物纔可能摻有。物理毒性指的是輻射作用。大劑量照射可出現確定性效應,小劑量照射會出現隨機性效應。
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