[科普中國]-放射性廢物整備

放射性廢物整備是指形成一個適于裝卸、運(yùn)輸、貯存和/或處置的貨包，而進(jìn)行的操作，包括廢物轉(zhuǎn)化為固態(tài)廢物體、把廢物封裝在容器中和必要時提供外包裝，其目標(biāo)是把廢物轉(zhuǎn)變成符合后續(xù)過程廢物接受準(zhǔn)則要求的廢物體或廢物包，保證搬運(yùn)、運(yùn)輸、貯存和處置過程中的安全。

整備是放射性廢物處置前的一個重要步驟。放射性廢物處置是把放射性廢物放置在一個經(jīng)批準(zhǔn)的專門設(shè)施中，不再回取，使之與人類生存環(huán)境永久隔離的行政和技術(shù)活動的總稱，它是核燃料循環(huán)的最后一個環(huán)節(jié)1。

放射性廢物處置的基本原理是建造一種處置系統(tǒng)，使之能在一定的安全期內(nèi)有效包容放射性廢物。即使放射性廢物會通過自然過程以多種擴(kuò)散形式遷移并稀釋，但稀釋后的濃度不存在不可接受的危害。對鈾礦山廢石一般利用廢礦井就地回填處置，對短壽命中低放廢物一般采用近地表處置、巖洞處置或水力壓裂和深井注入等方式，處置系統(tǒng)的有效期為300～500年；對高放廢物、α廢物、乏燃料和長壽命中低放廢物，提出了宇宙處置、深海處置、海床處置、冰蓋處置、巖石熔化處置等方式，但公認(rèn)的有效可行的方式是深地質(zhì)處置，其處置系統(tǒng)的有效期應(yīng)達(dá)到1萬～10萬年。

放射性廢液的整備放射性廢液在處置之前都應(yīng)轉(zhuǎn)化為某種穩(wěn)定、牢固、惰性的固體形態(tài)，以避免由于自然過程而造成的放射性核素的遷移或擴(kuò)散，從而實現(xiàn)安全處置。目前關(guān)于放射性廢液的整備，世界上大多數(shù)國家都在大力研究和應(yīng)用固化的方法。

放射性廢液固化方法分類放射性廢液固化方法很多，有水泥固化、瀝青固化、聚合物固化、玻璃固化、人造巖石固化等等。使用最多的是水泥固化，最有發(fā)展前景的是玻璃固化。水泥固化、瀝青固化、聚合物固化通常用于固化低于中水平的放射性廢液、化學(xué)泥漿、蒸殘液和廢物樹脂等。玻璃固化主要用于固化高放廢液，人造巖石固化主要用于固化錒系核素廢物。不同類型廢物應(yīng)選用不同固化方法，綜合考慮安全性、可行性和經(jīng)濟(jì)性。

部分固化方法的特點(diǎn)放射性廢液的固化對固化體的導(dǎo)熱性能、機(jī)械強(qiáng)度、浸出性能、化學(xué)穩(wěn)定性、耐輻照性能、抗浸泡性能、抗凍融性能以及固化過程的減容比都有一定的要求。

（1）水泥固化，具有設(shè)備和工藝簡單，操作方便、安全；固化材料易得、價低，能耗小、成本低；固化體機(jī)械強(qiáng)度高，耐熱性好抗輻照能力強(qiáng)；自屏蔽性能好的特點(diǎn)。

（2）瀝青固化，固化體穩(wěn)定性好，但工藝和設(shè)備復(fù)雜，適用于處理放射性水平較高的廢物；但易于燃燒爆炸。

（3）玻璃固化，玻璃固化時，大部分放射性核素在高溫下以氧化物形式和玻璃形成劑熔制成均勻的玻璃體，從而使放射性核素有效地固定。固化體具有較高的抗化學(xué)介質(zhì)侵蝕的能力和良好的輻照穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和機(jī)械穩(wěn)定性。不足之處是玻璃是一種自由能較高的亞穩(wěn)態(tài)物質(zhì)，它有通過析出晶體，釋放能量而到達(dá)穩(wěn)定態(tài)的自發(fā)傾向。析出晶體的玻璃體在抗水浸出等性能上有所下降。

（4）放射性廢物陶瓷固化，使放射性核素作為晶體的組成部分而固定的固化方法,主要有玻璃-陶瓷固化體（合適組成的硼硅酸鹽玻璃固化體經(jīng)熱處理而部分析晶的產(chǎn)物）、過煅燒陶瓷固化體（廢液與硅、鋁、鍶等添加劑一起轉(zhuǎn)化為煅燒物后再經(jīng)高溫處理的產(chǎn)物）、交換劑熱壓陶瓷固化體（用特制的水合氧化物型無機(jī)離子交換劑吸附放射性核素后再經(jīng)熱壓燒結(jié)的產(chǎn)物）等；

硼硅酸鹽玻璃固化體穩(wěn)定性較好、工藝簡單，但有可能析出晶體，改變玻璃性質(zhì)，影響長期貯存的安全性。陶瓷固化體和復(fù)合固化體穩(wěn)定性好，但工藝復(fù)雜，技術(shù)上要求較高。

放射性固體廢物整備對于放射性固體廢物的整備我國國家有關(guān)要求如下2： （1）埋置或包封固體廢物時應(yīng)選用合適的介質(zhì)材料，以保證廢物體盡可能均勻和密實。特別要考慮

某些金屬廢物(如AI,Mg,Zr)與堿性水反應(yīng)產(chǎn)生氫氣的可能影響。

（2）各類廢物應(yīng)選用合適的包裝(必要時包括外包裝)才能進(jìn)行貯存、運(yùn)輸和處置廢物容器應(yīng)符合

GB11506和其他有關(guān)包裝容器標(biāo)準(zhǔn)的規(guī)定。廢物包裝的材料和結(jié)構(gòu)應(yīng)滿足貯存、運(yùn)輸和處置的廢物接

受準(zhǔn)則的要求。

（3）應(yīng)盡可能采用標(biāo)準(zhǔn)包裝容器(如廢物容器、屏蔽容器、運(yùn)輸容器或外包裝)，以便于裝卸、運(yùn)輸、

貯存和處置。

（4） 應(yīng)充分考慮a廢物包裝容器的密閉性。采用高整體容器時，應(yīng)考慮長期輻照對廢物體及容器的

影響。

（5）廢物整備設(shè)施的營運(yùn)者應(yīng)定期對其廢物體和廢物包的長期安全性進(jìn)行評估，以保證在搬運(yùn)、貯

存、運(yùn)輸和處置的正常土作條件下和設(shè)定的事故工況下能包容放射性物質(zhì)。廢物體和廢物包裝的技術(shù)特

性應(yīng)根據(jù)評估的結(jié)果加以改進(jìn) 。

（6）廢物包裝容器應(yīng)由具有制造許可證的單位生產(chǎn)，并按相應(yīng)標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定的要求進(jìn)行檢驗和驗收。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

劉瑞桓 - 高級工程師 - 環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心