环境岩土工程学课件-东南大学-潘华良环境岩土工程学概论-7放射性有害废物的处置.ppt

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1、第7章放射性有害废物的处置世界各国对高放废物处置问题提出了许多方案，如太空处置、海洋处置、海岛处置、冰层处置及深地质处置等等。通过各种方案的比较，最终对深地质处置的安全性和现实性达成了共识。1990年12月在伦敦召开的消除核工业废料国际会议上公布的数字表明，近40年来，美、英两国在大西洋和太平洋北部的50多个“墓地”，大约投弃过46×1015贝克放射性废料。虽然这些废料是容器盛装投弃的，但其渗沥性在短期内是很难确定的。1.放射性固体废物的定义放射性固体废物是指任何含有放射性核素或被其玷污，其比活度超过国家规定限值的废物。根据放射性废物分类标准，固体废物中放射性比活度大于7.4×104B

2、q·kg-1的为放射性固体废物。Bq是表示放射性活度单位，1Bq定义为放射性核素每秒衰变一次。比活度:物质中的某种核素放射性活度除以该物质的质量而得的商。放射性固体废物的来源(1)铀矿开采，选矿及水洗过程产生的尾矿。这类废物一般数量大，放射性比活度低，通常就地堆存或回填矿井。(2)核燃料辐照后产生的裂变产物。它是放射性废物产生量最多的环节，主要有被放射性污染的设备、材料、废弃的过滤器、废液处理时形成的泥浆和废弃的防护用品等。(3)反应堆内非核燃料物质经辐照后产生的活化产物。主要包括废离子交换树脂、过滤器上的泥浆、蒸发器残渣、燃料元件碎片及废弃的防护用品等。7.1放射性废物的分类(1)放射

3、性废物按其所含最长的放射性核素的半衰期(Tl／2)长短分为四种：①(Tl／2)≤60天；②60天≤(Tl／2)≤5年；③5年≤(Tl／2)≤30年；④(Tl／2)＞30年。(2)按放射性比活度水平分三级：第Ⅰ级为低放废物；第Ⅱ级为中放废物；第Ⅲ级为高放废物。7.2放射性废物的特点含核素的衰变及随之产生的电离辐射，其辐射强度(活度)只能随时间的推移按指数规律逐渐衰减(半衰期)，任何物理、化学、生物处理方法或环境过程都不能予以消除。放射性废物中同时也含有多种非放射性污染物质。放射性核素与其稳定同位素的化学性质基本相同，因此，去除废物中稳定性元素的常规处理方法亦可用于去除放射性同位素高放射性废

4、物中常含有各种用途广泛的裂变产物同位素，如加以浓集回收，既可降低废物的活度水平，又可用以制造辐射源。7.3放射性废物管理的原则“减少产生、分类收集、净化浓缩、减容固化、严格包装、安全运输、就地暂存、集中处置、控制排放：加强监测”7.4浅地层处置日本把放射性固体废物处置方法归纳为四大类型。1.扩散型对有自然扩散可能性的气态、液态放射性废物通过稀释扩散进行处置。如核电站或核研究中心的放射性废气和废水当其放射性浓度低于法令规定的限值时向环境释放。但不适用于固体放射性废物处置。2.管理型对于放射性水平低而且几乎不含极长半衰期放射性核素的放射性固体废物，依靠其衰减效果而使放射性水平降到不需要安全保

5、障的这段期限内，通过与放射性水平相适应的阶段性管理而进行的处置。例如中低放固体废物的浅地层处置是典型的管理型处置。3.隔离型对于来自使用过的核燃料的后处理所产生的高放废物，由于其产生量很少，放射性很高，而且.还含有相当数量的长半衰期核素，在其放射性衰减使环境污染或放射性影响的担忧充分减轻之前，有必要使其与生活环境长期地充分隔离开，并在稳定的场所安全地隔离。高放废物的深地层处置和放射性废物的海洋处置。4.再利用型对于极低水平的放射性固体废物，在不需要安全保障的限度内，力图考虑再利用。例如，核反应堆等的退役解体所产生的大量混凝土类废物用作造地时的填埋材料，或把极低放射性水平的金属配管类材料作

6、为原料再利用。7.3.3浅地层处置方法1.浅地层处置定义浅地层处置是指地表或地下的，具有防护覆盖层的，有工程屏障或设有工程屏障的浅埋处置，埋藏深度一般在地面下50m以内。通常将废物容器置于处置单元之中。2.适于处置废物的种类(1)含半衰期大于5年、小于或等于30年放射性核素的废物，比活度不大于3.7×1010Bq·kg-1；(2)含半衰期小于或等于5年放射性核素的废物，比活度不限；(3)在300～500年内，比活度能降到非放射性固体废物水平的其他废物；(4)废物应具有足够的化学、生物、热和辐射稳定性；(5)废物不得产生有毒有害气体；(6)废物包装容器必须具有足够的机械强度，以满足运输和处

7、置操作要求；(9)包装容器表面的剂量当量率应小于2mSv／h；(10)废物不应含有易燃、易爆、危险物质，也不含易生物降解及病毒等物质。废物在处置前进行去污、包装、切割、压缩、焚烧、熔融、固化等预处理。7.3.4场地选择1.场地选择原则浅地层埋藏处置场地的选择要遵循两个基本原则：一是防止污染(安全原则)；二是经济合理(经济原则)。(1)处置场应选择在地震烈度低及长期地质稳定的地区；(2)场地应具有相对简单的地质构造，断裂及裂隙不太发育