核废料分类及处理课件

Click to edit Master title style,Click to edit Master text styles,Second level,Third level,Fourth level,Fifth level,*,*,单击此处编辑母版标题样式,单击此处编辑母版文本样式,第二级,第三级,第四级,第五级,*,*,A,1,核废料分类及处理现状,A,2,核废料定义,核废料：泛指在核燃料采掘、生产、加工和,乏燃料后处理核设施退役以及核反应堆用过,的不再需要的并具有放射性的废物。,A,3,核废料分类,通常所说的核废料包括低放射性核,废料、中放射性核废料和高放射性核废,料三类。,第一种通常是核电站生产过程中被,辐射过的一些物品及一些废气废液；,第二种通常是发电过程中所产生的,一些废液废物；,第三种则是从堆芯中置换下来的乏,燃料，因其利用率仅仅达到了百分之几，,具有很高的放射性。,A,4,核废料特征,（,1,）放射性：核废料一般都具有放射性，,其唯一的消除方法是靠自身的放射性核素不,断衰变，普通的物理、化学和生物方法都无,效。,（,2,）射线危害：核废料放出的射线通过物,质时,发生电离和激发作用,对生物体会引起,辐射损伤。,（,3,）热能释放：核废料中放射性核素会通,过衰变不断放出热量,所包含的放射性核素越,高，释放出的热能越多，从而导致核废料温,度和盛放核废料的容器温度都不断升高，有,一定的危险性。,A,5,核废料来源,核能的广泛利用必然产生大量核废料。,从核燃料的开采，到燃料元件的制造，再到,核电厂的运行以及乏燃料的后处理和核设施,的退役，都将伴随着核废物的产生。具体如,下：,（,1,）铀（钍）矿山、水冶厂、精炼厂、铀,浓缩厂、钍冶金厂、燃料元件加工厂等,（,2,）各种类型反应堆，包括研究堆、核电,站、核动力船舰、核动力卫星等,（,3,）反应堆辐照过的燃料元件（乏燃料）,的后处理与提取裂变元素和超铀元素的过程,A,6,（,4,）核废物处理与核燃料和核废物运输,过程,（,5,）放射性同位素的生产和应用过程，,包括中高能加速器的运行，医院、研究,所及大专院校的相关研究活动,（,6,）核武器的生产、试验和爆炸过程,（,7,）核设施（设备）的退役过程,核废料来源,A,7,核废料处理,核废料多种多样，需根据不同的形态,或者核素的高低而进行不同方法的处理。,大体分为放射性废气处理，放射性废液处,理，固化处理和处理后或未处理的最终处,置方法,。,A,8,放射性气体处理,放射性废气排入周围环境会使得人体遭受放射性,内照射的危害，吸入受污染的空气，饮食含有放射性,物质的水和食物，会损伤人体健康。因此放射性废气,的排放应严格遵照辐射安全规定的每个核素排放限值，,对其进行严格处理，保证环境不受危害。,工艺系统中的废气主要是比放较高的惰性气体氖,和碘，而厂房排风系统一般含有活化气体和气溶胶以,及危害较大但量少的碘,131,。一般处理方法是先通过,除尘器、冷凝器、硝酸汞除碘洗涤器和,NOx,吸收器进,行处理，然后，再依次通过第二除碘洗涤器、含银沸,石除碘吸收器和高效颗粒过滤器进行处理，最后经由,100,米以上的大烟囱排入大气。,A,9,放射性废液处理,放射性废液由于其易浸透、有腐蚀性、不,易贮存等原因，它的处理最为重要。主要的,处理方法简要介绍如下：,（,1,）化学沉淀法,（,2,）离子交换法,（,3,）电渗析法,A,10,核废料固化,放射性废液固化要固定住废液，能长期,禁锢住放射性核素。通常以辐照稳定性，热,稳定性，机械稳定性和化学稳定性来度量其,性能。,主要的固化处理方法如下：,(1),水泥固化,(2),沥青固化,(3),塑料固化,(4),玻璃固化,(5),人造岩石固化，仅具有理论基础,A,11,A,12,核废料处理后的处置,(1),海洋处置,在海床下贮存，在海洋的大部分区域，海床,都由厚重的粘土构成，最适合吸收放射性衰,变产物。,A,13,(2),近地表处置,(3),地质处置,(4),太空处置,宇宙本身就会产生放射性物质，同时也可以充当地,球核废料的一个储存仓库。如果穿越太阳系，或者,坠入太阳之中，核废料便很难对地球上的生物带来,很大威胁。但即使太空发射的安全性达到标准，在,将来的某一天，我们也许需要重新找回这些物质。,钚、铯、锶等本身就是有限资源，如果裂变反应堆,技术先进到一定程度，它们会成为燃料。,核废料处理后的处置,A,14,深矿贮存,A,15,冰帽贮存,将其埋入南北极冰帽下与地层岩石紧接处。,A,16,”,“,新兴核废料处置技术,（,1,）冰冻处理,核废料温度很高。将核废料球放入较为稳定的冰原，,它们会随着周围冰的融化向下移动，之上的融冰则又再,次凝固。这一想法遭到拒绝的原因很多，其中一个原因,便是冰原会发生移动，导致放射性物质会像冰山一样在,海洋中漂浮,（,2,）使用液压笼,如果在核废料周围建造一个类似三维壕沟的水笼，,地下水便被赋予一条替代路径，不会渗入放射性物质。,未来的核废料处理装置应该可以做到防泄漏，而液压笼,的作用则是防止地下水污染这一最严重的情况发生。,A,17,”,“,新兴核废料处置技术,（,3,）埋入俯冲带,将核废料埋入俯冲带可以让用过,的核燃料棒沿着地球构造板块的,“,传送,带,”,移动并最终进入地幔。与海床下储,存一样，埋入俯冲带这种处理方式也,违背国际条约。同时，来自俯冲带海,床的岩浆会随着火山涌出，这也是一,个不得不考虑的因素。,A,18,乏燃料后处理,核废料中最难解决，同时危害最大、半,衰期最长的就是乏燃料。乏燃料很自然的成,为核废料管理的重中之重。乏燃料一般都需,要进行后处理才能最终处置。乏燃料后处理,也是保证核电可持续发展的重要环节。通过,后处理可以从辐照后乏燃料中回收有用的铀,和钚，再制成新燃料元件返回热堆或快堆使,用，可以大大提高铀资源的利用率。,A,19,乏燃料后处理,辐照过的乏燃料后处理的工艺方法,可分为水法和干法两大类。所谓水法，,就是把乏燃料溶解于酸中，再用沉淀、,溶剂萃取、离子交换或吸附等方法使铀、,钚与裂变产物互相分离，因各道工序均,为水相操作。故称为水法。水法已在工,业上得到广泛应用，水法流程对铀、钚,的回收率分别可达,99.8%,和,99.5%,以上。,A,20,（,1,）首端处理。首端处理包括机,械处理和化学处理两部分。,（,2,）机械处理。首端机械处理将,乏燃料组件切割成小短段，使铀从,包壳中裸露出来以便化学溶解燃料,芯体。乏燃料用硝酸在沸腾或非沸,腾温度下浸取，溶解包壳中的二氧,化铀。溶解所得的硝酸铀酰溶液禽,有不溶残渣，需经过澄清过滤除去，,过滤所得的澄清液经调节钚、镎价,态后送去化学分离过程处理。,乏燃料后处理,A,21,（,3,）化学分离。化学分离过程是使铀、,钚与放射性裂变产物分离以及铀、钚之,间的分离纯化。目前世界各国后处理厂,化学分离工艺都是采用,purex,溶剂萃取流,程，以,30%,磷酸三丁酯,(TBP),为萃取剂，,以正十二烷或加氢煤油为稀释剂，进行,液,-,液萃取，一般经过三个溶剂萃取循环，,即共去污分离循环，铀线二、三循环，,钚线二、三循环的标准流程，也有采用,两个萃取循环的流程。,（,4,）铀、环尾端处理。铀、环尾端处理,是将硝酸铀酰和硝酸钚溶液制成氧化物,产晶，硝酸铀酰采用流化床脱硝制成二,乏燃料后处理,A,22,Purex,主要工艺步骤,A,23,核废料危害,（,1,）核废料对人类的主要危害源于放射性辐射。,（,2,）核废料对环境的危害，深埋地下的核废料,中放射性核素在衰变过程中放射出衰变热，相当,于在地下介质场附加了一个热源。热源的存在影,响到地下介质场之核素迁移；另外温度变化也可,能造成裂隙之张开与闭合，即影响到地下应力场。,此外废料固化体的核素可能从包装容器从浸出，,随着地下水的迁移有可能进入生物圈，从而对人,类环境造成影响。,A,24,我国核废料管理现状,根据目前的实际运行情况，到,2020,年国,内核电站每年将产生,5000,立方米左右的固体,核废物。关于核废料管理的技术和能力相对,落后，尤其在工程技术与装备上差距较大。,我国已建成运行的低中放固体废物处置场共,2,座，批准的处置容量为,6,万立方米和,8,万立方,米，远低于核电厂运行固体废物的积存量，,我国提出将在,2050,年前后建成高放废物处置,库，,A,25,我国核废料管理困境,（,1,）现行法律法规体系不完善,（,2,）各部门管理职责分工不合理,（,3,）核废料处理技术能力落后,（,4,）核废料处理资金投入不足,（,5,）核废料运输管理有待完善,（,6,）核废料处置库厂址选择滞后,（,7,）核废料处理技术人才储备不足,（,8,）缺乏一套完善的核废料管理安全文化体,系,A,26,我国核废料管理困境,我国与各国高放废物处置库建设对比,A,27,国外核废料管理经验,（,1,）完善的法律法规及正确的政府引导,（,2,）对核废料进行详细分类处置,（,3,）重视民众意见、重视人才培养,（,4,）国外融资和合作模式的借鉴,A,28,END,