高放废液的固化方法有哪些厂家

Ⅰ 中国的核废料是怎么处理的

【1】核废料可分为低放射性废料与高放射性废料两种。低放射性核废料是指医院、工厂、研究机构以及核电厂等产生包含放射性物质的废弃物，如衣物、纸类、试验器具等。高放射性核废料则主要来自使用过的核燃料。其中铀235约占3%，其余97%主要为铀238以及钚，这些铀238及钚都是未来可回收利用的资源。核废料都可能导致放射性污染，危害人类健康。
【2】 低放射性核废料在处理起来较为简单，主要是经过焚化压缩固化后，装进大型金属罐，以便在浅地层中掩埋。目前，国际上处理高放射性核废料的方式主要有“再处理”和“直接处置”两种选择。“再处理”主要是从核废料中回收可进行再利用的核原料，包括提取可制造核武器的钚等。“直接处置”则是指将高放射性废料进行“地下埋藏”，一般经过冷却、干式储存、最终处置三个阶段。

Ⅱ 高放废物及其处置方法

高放射性废物（High-Level Radioactive Waste，HLW），简称高放废物，是在 20世纪70年代提出的，是指乏燃料后处理第一循环溶解萃取水溶液，或与此相当的浓缩废液等（闵茂中，1998），其中的主要核素有铯、锶及钚、镅、镎等超铀元素。我国放射性废物分类标准（GB 9133-1995）中规定（国家环境保护局，1996）：高放固体废物比活度A＞4×10¹¹Bq/kg，高放废液比活度A＞4×10¹⁰Bq/L，因此它具有高放射性、高放射毒性以及发热量大，且半衰期长的特征，从而对人类生存和生态环境构成了长久和严重的危害。

对于高放废物，视其放射性核素的种类和水平，达到无害化需要数千年、几万年甚至更长的时间。因此，对高放废物的处置并不仅仅是一个工程技术问题，也是一个在特定场址环境下，与其处理工程设施有关的工程安全、环境保护、公众辐射防护和社会可接受性的综合性问题。能否安全处理这些高放废物，是关系到我国核事业可持续发展的不可回避的重大问题，也是我国核工业面临的重大挑战，也是世界各核能大国普遍关注的重大课题（王驹，2009）。

高放废物处置的目的就是把高放废物与人类的生存环境隔绝开来，以防止放射性物质向生物圈迁移，或者至少将其限制在规定的水平。高放废物的安全处置一直是一个世界性的难题，国际上自20世纪 50年代就开始了研究。为了保证高放废物的安全处置，有关国家成立了专门的核废物处置实施机构，并制定颁布了相关的法律、法规，明确了责任和义务，在政策、法规和体制上为高放废物的安全管理和处置奠定了基础。世界各国为消除放射性废物对生态环境的危害，提出了核嬗变法、稀释法和隔离法等方法来处置放射性废物（闵茂中，1998；罗嗣海，2004）。

核嬗变法是指把长寿命放射性核素从高放废物中分离出来，放入反应堆或加速器中用嬗变方法变成短寿命或非放射性核素。该方法可使放射性废物的长期危害降低到最小，实现放射性废物的减害处理。但是由于该法费用十分昂贵，目前还很难实现（闵茂中，1998）。稀释法是将核废物极度稀释至对生态环境无害的水平（闵茂中，1998），稀释法不适宜高放废物。而隔离法就是将核废料与生物圈长期隔离，使放射性核素不能进入生物圈或进入生物圈之前已经不会对其产生危害。隔离法又包括：太空处置、海洋处置、冰层处置及地质处置等。目前，冰层处置与太空处置还仅是一种设想。目前通过对各种方案的分析和对比，许多国家对地质处置的安全性与现实性达成共识，并认为高放废物地质处置是最现实、可行的方法（Laurence，1997）。地质处置是基于多重屏障的概念，即先把液态核废物进行浓缩，然后将浓缩液加以固化，最后进行深埋，利用土壤岩石等地质介质，采用一系列人工手段将核废物固化体与生态环境长期或永久隔离，以防止或减缓放射性物质向生物圈迁移。为实现地质处理的长期隔离，必须依赖于有效的天然屏障和人工屏障。

Ⅲ 高放废物深地质处置系统的工程屏障

一般把废物体（vetrified waste）、废物罐（overpack）、回填材料（buffer）称为工程屏障（王驹，2006b）（图1.2，魏海，2005）。它是高放废物深地质处置系统中隔离放射性废物的第一道防线，即工程屏障可以有效地阻滞地下水和废物固化体接触，以降低固化体中的放射性物质向围岩中迁移的可能性。

图1.3 高放废物包装容器示意图

（据Milnes，1985）

Fig.1.3 Schematic view of the overpack

（Milnes，1985）

1、3—衬填料；2—塞子；4—废物罐；5—废物固化体；6—外包装容器；7—空隙；8—套筒；9—处置单元外包装

（3）工程回填材料

工程回填材料是指在废物容器之间及废物容器与地质体之间填入的材料，它可以作为一道物理屏障，阻滞水流进入废物包装容器，同时也可以视为在吸附过程中与放射性物质相互作用的化学屏障（Torstenfelt B.et al.，1983；刘月妙等，2007）。因此，要求回填材料应具有长期稳定性、力学性、膨胀性、低渗透性、核素迁移的迟滞性、热传导性、耐辐射性和经济性。国外对回填材料的研究已有20 多年（Borje T.，1986；Radhokrishra H.S.，1989；JNC，2000a），如瑞典、美国、日本、法国等侧重对膨润土进行了大量的室内试验与现场测试（Neaman et al.，2005）。已有研究表明，以蒙脱石为主要要成分的高压实钠基膨润土是较理想的回填材料，且在膨润土中加入石英砂有利于增大热传导性。我国于1986年开始研究回填材料，对可作为回填-缓冲材料的膨润土矿床进行全国调查以及相关实验，最终筛选出西北某地的膨润土，因其蒙脱石含量较高、阳离子交换容量和比表面积大、渗透性能低、膨胀性大、导热性能好，可作为首选回填材料（刘月妙，2003；王驹等，2004a）。

Ⅳ 放射性废物地质处置

9.3.3.1 概述

处置和处理是放射性废物管理工作中的两个密切相关而又有明确分工的组成部分。放射性废物处置是指在无回收意向的条件下，将处理好的放射性废物放置于建好的永久存放库(称为处置库)或给定的安放场地，使其在预定的时期内与人类的生产、生活环境隔离。而处理是指减容、分离、焚烧、压缩、固化、包装、运输等一系列环节。

地质处置就是从地质角度选择合适的放置场地，利用地质体的环境屏障作用或地质体与处置工程建筑的综合屏障作用永久地存放和隔离放射性废物的处置方法。地质处置方法不但在理论上已为人们普遍理解和接受，而且在自然环境中，成为无害物质保存在原地，有力地说明一定的地质体具备保存放射性废物的环境能力。

放射性废物处置问题的实质是用工程的和天然的多重屏障系统来有效地隔离影响人类健康与安全的放射性核素向环境迁移扩散。因此选择安全可靠的处置场地和设计、建造贮存库时，必须综合考虑。

9.3.3.2高放废物的地质处置

如何最终安全地处置在核燃料循环过程中产生和积累的高放废物，是核工业发展中的一个重要问题，也是放射性废物地质处置方法研究中的一个重要问题。目前，无论是高放固体废物还是高放废液，一般都是考虑在地壳深部进行处置。

(1)地质处置的影响因素

1)深度:固体放射性废物地下贮存的原理简单，且有一定的优势。建造深650m或更深的地下贮存库无技术困难，但需考虑各种地表作用与自然现象不至于影响所埋藏的废物为准。

2)地下水流作用:地下水是埋藏的废物最易接触的溶剂与载体，故在选择场地时，必须十分重视地下水环境，确保场址周围不可能发生地下水的渗入或者入渗速度很低，在安全期限内不至于产生放射性溶质迁移到人类生活环境中的问题。选择渗透性低的岩石、能使贮存库环境主岩中的地下水流减少到最低限度。

3)区域地质稳定性:场址应尽可能选在构造稳定及地震活动微弱区域的岩石之中。另外，在构造活动性较强的地带内，当这种构造作用并不影响拟定的贮存库岩石及其中所埋藏的废物时，也可以考虑在该地带内选择场址。场址应避开断层及其他岩石裂隙。

4)主岩的环境特征:环境主岩的矿物成分、化学成分及其放射性本底特征是放射性废物处置库环境主岩的重要研究内容之一。具有低渗透性、高吸附性，与放射性废物之间不会发生能引起放射性核素迁移反应的环境主岩，将成为处置库外的可靠环境屏障。同时，埋藏废物库周围的环境主岩要有足够大的范围。

5)工程地质特征:鉴于岩石静压力随深度而增大，故需选择适当的埋藏深度，使岩石静压力不致危及贮存库的坑道。岩石静压力在各处变化很大，所以对每个拟选场址都需查明其工程力学特征，而且，处置库的设计都需因地制宜。美国对田纳西采石场的白云石样品进行注模试验的结果表明，当岩石负荷达70MPa、温度高至200℃时，岩石的变形很小。

6)自然资源环境:废物贮存库绝不应对自然资源产生强烈的影响。贮存库中埋藏的放射性废物和周围的很大一部分环境主岩构成一个较完整体系，这一体系中的任何部分都不得以任何理由进行挖掘，影响其自然资源。

(2)高放废物处置库的岩石环境特征

适用于高放废物地质处置的环境岩石类型比较广泛，涉及侵入岩、变质岩、喷出岩、沉积岩。例如;花岗岩、片麻岩、玄武岩、凝灰岩、流纹岩、页岩、粘土、盐岩等，世界上许多国家都分别作过研究。

高放废物地质处置的环境岩石类型研究内容比较多，除地质学外，还有热学、岩石力学等。具体的研究内容有:岩石待征、同位素地质年龄、孔隙度、渗透率、力学性质等。

(3)地质处置方案

对于长寿命、高水平放射性废物的最终处置问题，最长远的解决办法是将其置入地壳深层中。这种处置的优点一是可按照地质年代计算的长时段中，从所有同人类接近或接触的环境中消除了具有潜在危害的物质;二是有确实的保证，使这些物质在可能重返地表之前早已衰变掉。

目前，已经研究或拟研究的高放固体废物地质处置方案有基岩矿坑处置、层状盐岩层处置、海底坑道处置等。

(4)废液固化

为了解决高放废液长期安全贮存的一些问题，一般以固态贮存较好。固态物更易于运往远处，发生偶然事故或火灾时释出的危险较小，而且在地表或地下长期贮存之后渗入地下含水层的机会大为减少。

通常要求，任何一种将液体废物转化为固态物的处理方法，理论上应符合以下条件:体积显着减小;工艺应比较简单;生成物在所有预料的环境下均应具有化学稳定性;没有自热作用的损耗;生成物应不吸湿而且密实;工艺过程应适于远距离操作和维修;方法应不太贵;生成物的形状应易于运输;最终产物应具有足够强度，能经受跌落及其他偶然的撞击;通过精心设计或采用有效的方法能够保持低的放射性强度。

最重要的转化和固化的方法是:沥青化;水泥化和制成水泥块;罐式般饶;流化床煅烧;喷雾固化;玻璃化;转化成粘上烧结块。目前，各国研究的适合高放废液固化的四种主要方法是:罐式煅烧，喷雾固化，磷酸盐玻璃化和硫化床煅烧。

9.3.3.3 中、低放固体废物的地质处置

中、低放废物包括液体、泥浆及多种材料，如防护服、动物迫骸、玻璃器皿、离子交换树脂、管道阀门及纸张等。大多数中、低放废物来自核电站、研究实验室、医院、工业设施和大学等。

中、低放固体废物的地质处置方法主要有填沟法、包气带法、地面处置、地下坑道处置。

(1)填沟法

填沟法的优点主要是简便易行，但废物渗出的危险较大。从早期的实践看，美国一般在天然地表挖掘浅沟掩埋处置低放废物，有的用填沟法处理。大多数地沟的规模取决于地形、沉积物的类型、岩石特征和其他局部条件。

(2)包气带法

一般说来，由于含水量的降低，包气带岩石的渗透系数比饱水带大大降低，使放射性核素的迁移速度减小。因此，包气带处置是各国在处置中、低放废物中重点研究的方法之一。

(3)地面处置

地面处置一般采用土丘式或工程结构式方案。该方案适用于半衰期很短的放射性核素如日本、法国采取这种方案，但美国人认为这是一种灵活适用但费用昂贵的管理方法。

(4)地下坑道处置

地下洞室和矿坑等均作为地下坑道的同等概念。在地质条件不适合于浅埋方案处置中、低放废物的地区，可以考虑地下坑道处置方案。它适合于处置固体或固化废液和半衰期范围较宽的要求高度隔离的中、低放射性废物。

9.3.3.4 放射性废液的地质处置

放射性废液深井处置是目前研究的方案之一，地下槽贮则是一种非永久性的过渡性地质处置方式，水力压裂法处置放射性废液是一种液入固存的地质处置方案。

Ⅳ 高放废物的简介

高放废物主要是乏燃料后处理产生的高放废液及其固化体、准备直接处置(一次通过式)的乏燃料及相应放射性水平的其他废物。
国际原子能机构按处置要求的分类标准把释热率大于2千瓦/米^3，长寿命核素比活度大于短寿命低中放废物上限值的废物称为高放废物。中国《放射性废物的分类》标准(GB9133-1996)规定：高放液体废物，放射性浓度(A)>4×10^10贝可/升；高放固体废物，A>4×10^11贝可/千克或释热率>2千瓦/米^3(5年4×10^10贝可/千克，且释热率>2千瓦/米^3(T 1/2，2>30年)。 高放废物的体积虽然不足核燃料循环所产生的放射性废物体积的1%，但其所含放射性量超过核燃料循环总放射性量的99%。高放废物中含有镎、钚、镅、锝、碘、锶、铯等放射性核素，其主要特点是放射性持续时间长、核素毒性大和发热性等。高放废物(液体废物)的放射性比活度大3.7×109Bq/L。镎-237、钚-239等半衰期均超过10万年。这些放射性核素一旦进入生物圈，危害极大，尚不能用普通的物理、化学或生物方法使其降解或消除，只能靠自身的放射性衰变慢慢减轻其危害。高放废物要达到无害化需要数千年、上万年甚至更长的时间。因此，必须对高放废物进行充分、彻底、可靠的永久隔离。而如何对高放废物进行安全处置也成为了世界性难题。

Ⅵ 放射性废液的处理方法有哪些

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伴随着核工业的生产研究以及核技术应用的普及和扩大，全世界每年产生的核废物或称放射性废物正逐步增加。按放射性水平分类核废物可划分为低放废物中放废物和高放废物。目前已有较成熟的技术对低中放废物进行最终安全处置，而对于高放废物由于其含有毒性极大半衰期很长的放射性核素对其安全处置是一个世界性难题。
高放废物的最终处置是发展核电与核工业急需解决的问题，近40年来，经过国内外多方面研究公认的是基于“多重屏障原理”的深地质处置方法。即设置一系列天然和人工屏障于废物本身和生物圈之间，以增强处置的可靠性和安全性。这些屏障包括：废物包装(废物,固化材料,废物罐和可能的外包装),工程屏障(处置库工程建筑物和回填材料)和天然屏障(主要指地质介质本身)。高放废物的深地质处置实际上是将高放废物固化体放入地下一定深度（200 ～1 5 00m）的空洞中，固化体周围充填人工屏障（固化体包装容器与缓冲回填材料）,利用人工屏障与天然屏障（天然地质介质）阻滞放射性核素迁移，达到不危害生物圈的目的。
安全处置高放废物战略重视保证核能工业可持续发展，保护人民健康，保护环境。它不仅提出了许多挑战性的科学和技术课，而且在一个更高的层面上对国家核能核废物国防和环境保护事业中大型科学研究的总体规划和组织实施经费保障及工程建设等提出了立法和政策方面的要求。在利用深部岩石洞室作为永久储存库方面，虽然科学家为之奋斗了几十年，迄今未获圆满解决。因为放射性核废物的地质处置是一个关系到国计民生多学科交叉的综合性问题，是一个涉及放射性化学、原子物理、水文地质学、水文地球化学、构造地质学、土木工程学多学科的复杂的系统工程。

参考文献

1. 英N.A.查普曼. The geological disposal of nuclear waste. 核废物的地质处置. 1992年
2. 王驹、陈伟明等. 高放废物地质处置及其若干关键科学问题. 岩石力学与工程学报.2006
3. 温志坚. 中国高放废物深地质处置的缓冲材料选择及其基本性能. 岩石矿物学杂志.2005
4. 王青海、李晓红等. 放射性废物处置中的地质学问题及研究现状. 重庆大学学报.2003
5. 崔玉军、陈宝. 高放核废物地质处置中工程屏障研究新进展. 岩石力学与工程学报.2006
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