核废物处理与处置期末复习

核废物处理与处置期末复习第一章放射性废物内容与原则1.放射性废物：含有放射性核素或被放射性核素污染，其放射性核素的浓度或活度大于审管机构确定的清洁解控水平，并且预期不再使用的物质。

2.放射性废物治理的基本方法：分散稀释（废气排放、废液排放）、浓集隔离（沉淀、过滤、吸附、蒸发、固化、埋藏）。

3.放射性废物管理体系图：4.放射性废物管理模式：5.放射性废物管理的基本原则：保护人类健康、保护环境、超越国界的保护、保护后代、不给后代造成不适当的负担、纳入国家法律框架、控制放射性废物产生、兼顾放射性废物产生和管理各阶段间的相依性、保证废物管理设施安全。

6.实践：为了某种有益目的，增加照射的人类活动。

7.干预：减少业已存在的照射的人类活动。

8.放射性废物的处理与处置和核设施的退役，涉及职业照射、公众照射、潜在照射、应急照射和持续照射。

9.《电离辐射防护与辐射源安全的基本标准》：实践的正当性、防护与安全最优化、个人剂量与限值、干预的正当性和干预措施最优化。

10.放射性元素的衰变的特点：放射性元素的衰变完全不受外界条件的影响：如温度，压力（真空）、电磁场等物理变放射性化，或参加各种生物、化学反应，其结果都不能改变放射性元素固有的衰变规律。

不能通过化学、物理或生物方法消除。

只能通过自身衰变或核反应嬗变降低。

第二章放射性废物的分类1.放射性废物的分类方法：按废物的物理化学形态：气载废物、液体废物、固体废物。

按放射性水平：低放废物、中放废物、高放废物。

按废物来源：核燃料循环废物、核技术利用废物、退役废物、铀（钍）伴生矿脉废物。

按半衰期：长寿命废物、短寿命废物。

按辐射类型：β/γ放射性废物、α废物。

按处置方式：免管废物、可清洁解控废物、近地表处置废物、地质处置废物。

按毒性：低毒组废物、中毒组废物、高毒组废物、极毒组废物。

按释热性：高发热废物、低发热废物、微低热废物。

2.放射源对人体健康和环境的潜在的危害程度分类：由Ⅰ到Ⅴ五类：极度危险源：放射性同位素热电发生器、辐射装置。

高度危险源：工业β照相源。

危险源：固定工业测量源。

低危险源：骨密度仪、静电消除器源。

极低危险源：植入人体源、医疗用源。

3.排除：指有些辐射是不受控制，到达地球表面的宇宙射线所引起的照射，排除在审管控制之外。

4.豁免：指将确认符合规定的豁免准则或豁免水平的辐射实践活动和其一个涉及的辐射源，经审管部门同意后免予遵循辐射防护和辐射源安全标准及规章。

（对公众成员有效剂量低于10μSv/a；所引起的年集体有效剂量不超过1人·Sv）。

5.解控：指经过去污、清污、熔炼等措施，低于或达到解除审管控制的活度浓度限值。

6.放射性废物的主要特点：1).放射性废物成份复杂：放射性废物中的核素一般有裂变产物、锕系核素、活化产物等多种。

2).具有长期危害：放射性废物中含有的放射性物质，其辐射强度只能随时间的推移按指数规律逐渐衰减3).处理难度大：乏燃料后处理产生的高、中放射性废物，不但会对人体产生内外照射危害，核素的衰变还会释放出大量的热量，所以处理放射性废物必须采取复杂的屏蔽和封闭措施，具备通风或冷却条件，作业方式采取远距离操作及维修。

4).处理技术复杂：放射性废物形态复杂（各种浓缩物、沉渣、污泥、废有机材料等），一般情况下放射性核素的质量浓度远低于非放射性污染物的浓度，但其净化要求极高。

第三章放射性废物的产生和废物最小化1.放射性废物的来源：核燃料循环前段废物、反应堆运行废物核燃料循环后段废物、核设施退役废物、放射性同位素和核技术利用废物、伴生放射性矿废物。

2.核循环“前处理”：铀矿开采、铀水冶、铀精制、铀转换、铀富集和燃料元件制造。

3.铀矿开采废物：废石（采矿、选矿）、废气（氡及氡子体、放射性气溶胶、铀尘）、废水（露天开采废水、地下采矿废水、铀矿石堆废水及冲洗车辆水、废石场废水）。

4.核燃料循环“后段”指燃料元件经反应堆“燃烧”之后，对卸出的乏燃料以及放射性废物处理与处置。

5.乏燃料贮存过程中产生的废物：废树脂和废树脂再生液；废过滤器（空气、液体过滤器）。

6.乏燃料后处理的作用：回收利用残留的铀和新生成的钚，有效利用铀资源；转变成公众可接受的易安全处置的形式；可提取有用核素（137Cs、90Sr、99Tc、147Pm、贵金属（钌、铑、钯）和超铀元素）。

7.乏燃料后处理的要求：能接受不同的核燃料；适合连续作业；最少量的直接维修。

8.分离净化方法：湿法和干法9.后处理工艺流程：冷却、首端处理、化学分离（ Purex流程）。

10.Purex流程：11.核设施退役：核设施试用期满或因其他原因停止服役后，为了工作人员和公众人员的安全以及环境保护而采取的活动。

12.IAEA规定的退役“三步曲”：（1）一级退役：监护封存期。

设备倒空、清洗、去污、管线封堵，适当进排风；对厂房内外监测并定期检查。

（2）二级退役：局部拆除期。

设备部分拆除，人员进出不需监测，不需进排风；对防污染屏障抽样监测，定期环境检查，厂址有限制开放。

（3）三级退役：最终处置期。

设施全部拆除，设备全部运走，不需监测检查，厂址无限制使用。

13.退役废物的特点：（1）绝大部分的是低放固体废物；（2）数量和体积庞大，组分复杂；（3）污染较牢固，不易去除，活化产物不可能分离与去除。

14.废物最小化：指废物量（体积和重量）和活度，合理可达到的最小。

是放射性废物管理基本原则之一。

15.废物管理原则：从源头抓起、全过程管理、共同负责任。

10.实现废物最小化方法：优化管理（最重要措施）、减少源项（最有效的方法）、循环利用（最倡导的方向）、减容处理（最先进的手段）。

16.废物最小化的意义：保护人体健康和环境，有重要的环境效益和社会效益，有利于和事业的可持续发展；减少企业处理和处置废物的负担，有重要的经济效益；促进企业文明上产和管理水平的提高。

第四章气载和液体低中放废物的处理1.气载低中放废物的特点：活化和裂变产生的人工核素、天然核素。

伴随常量有害物质：粉尘、NOx、SOx、HF、CO2、CO等。

以放射性气体、气溶胶和悬浮物形式存在。

放射性气溶胶是固体或液体放射性微粒悬浮在空气或气体介质中形成的分散体系，粒径为10-3～103μm，< 0.1μm不沉降，>10μm缓慢沉降。

重要核素：碘、氪、氙、氡、氚、碳、銫和钌。

2.气载放射性废物的处理：处理对象：放射性气体、放射性微尘和放射性气溶胶。

处理目的：是去除或降低放射性污染物，保护工作人员、公众和环境。

衰变式处理方法：通风稀释、衰变贮存、低温回收。

处置式处理方法：干法除尘、湿法除尘、吸附过滤。

3.第五章废物的减容处理——焚烧和压实1.焚烧是将可燃性废物氧化处理成灰烬或残渣。

2.焚烧的主要优点：高度的减容（20～100倍）和减重（10～80倍）。

废物向无机化转变（更安全）。

可回收239Pu和235U。

3.压实减容：借助机械施使废物密实化提高废物的整体密度。

4.压实减容的优点：建造投资和运行费用低，对场址要求不高；设备简单，运行方便，维修保养容易，以实现自动化；二次废物极少。

5.去污因子：废物原始放射性活度与排入环境烟气放射性活度之比。

6.减容比：废物的初始体积与焚烧灰和二次废物总体积之比。

7.焚烧的工艺流程：分拣：挑出有害的物质，使物料具有尽可能均匀的组成和相近的热值。

（手工分拣、磁选、重力分选、风选）手工分拣一般在手套箱中进行。

破碎：方便进料和充分燃烧。

（一般在手套箱中，加保护气氛（N2））进料：批式和连续进料。

焚烧：燃烧室——钢体外壳，内衬绝热和耐火陶瓷材料。

空气加热器——助燃气体：空气和氧气助燃器——助燃燃料：丙烷、天然气、柴油焚烧炉需要保持一定负压焚烧炉设计的基本要求：完全燃烧燃烧不完全的问题：①堵塞炉排或尾气净化系统；②产生含碳量较高的灰渣，降低减容效果。

排灰：70%～90%放射性物质在灰中。

在手套箱中进行，防止气溶胶逸出。

烟气冷却：冷空气稀释、喷水急冷、热交换烟气净化：组分复杂。

含有CO2、水蒸气、烟灰、焦油、酸性气体、二恶英和放射性核素等。

烟气中放射性核素的存在方式：气态、气溶胶、粉尘（飞灰）和高温挥发物。

尾气净化系统通常采用多种设备串联使用。

监测控制：①异常排放、火灾和爆炸；②装备事故电源；③对烟气净化要求很高。

8.湿燃烧法：酸煮解、过氧化氢催化氧化酸煮解机理：用热浓硫酸和硝酸（250℃）浸煮可燃固体废物，将有机物分解成简单的气体组分，把大部分无机物转变为硫酸盐和氧化物。

有机物化学分解：有机物碳化和碳化物氧化。

9.酸煮解优缺点：减容比大（70～100）、能处理高氯废物、处理含钚量高的废物、二次废液少、容易控制和调节、α废物：临界安全、腐蚀性：设备材料要求高。

10.焚烧处理的安全问题：运行安全：①腐蚀；②燃烧不平稳；③燃烧不完全；④着火；尾气净化问题：两个标准（放射性核素排放标准，HCl、SO2、NOx颗粒排放标准；致癌物二噁英，确保烟气释放对环境的影响是可接受的）；辐射防护问题：≤100mSv/h的低放废物；临界安全问题：物料衡算；环境影响评价11.废物压实需要注意的问题：（1）控制废气和废液（2）辐射屏蔽（3）设置安全门和联锁装置（4）压实机噪声消除（5）防止爆炸性物质（6）维修方便。

第六章低中放废物固化技术1.固化的定义：在危险废物中添加固化剂，使其转变为不可流动固体或形成紧密固体的过程。

2.固化的目的：要把放射性核素牢固结合到稳定的、惰性的基材中，满足安全处置的要求。

3.理想的废物固化体的特性：低浸出率、高导热率、高的耐辐射性、高化学稳定性和耐腐蚀性、高的机械强度、高的减容比。

4.中、低放废物常采用水泥固化、沥青固化及塑料固化工艺进行固化，高放废物常采用玻璃或陶瓷固化工艺进行固化。

5.水泥固化原理：水泥是一种无机胶结剂，经水化反应后可形成坚硬的水泥块，能将砂、石等骨料牢固地凝结在一起。

水泥固化放射性废物就是利用水泥的这一特性。

6.不适合水泥固化的废物：放射性水平高、含易挥发核素、金属腐蚀或辐射分解产生气体等。

7.水泥固化优缺点：抗压强度高，自屏蔽能力强，耐辐射和耐热性能好，工艺设备简单，投资少。

增容1.5～2倍，放射性核素的浸出率较高。

8.水泥固化特性：水灰比：掺入的放射性废水与水泥质量之比，0.4～0.5；盐灰比：废物干盐分与水泥质量之比，0.1～0.3；流动性：坍落度，稠度，100～300mm；凝结时间：从和水可塑状态到失去流动性。

初凝时间大于1.5h，终凝时间小于48h ；缓凝剂和促凝剂。

泌水性：水泥浆中泌出部分回流水，游离水应小于1%；水化热：凝固过程发生水合放热反应，可达到160℃，导致水分强烈蒸发，固化体出现气孔和裂缝，破坏固化体结构，使固化体表面产生盐析。

9.水泥固化体性能要求：抗浸出性、机械强度（>7MPa，一般为10～20MPa）、耐辐照性（108Gy（4）热稳定性：<100℃ ）。