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1、放射性废物处理与处置,李全伟 西南科技大学国防科技学院 核废物与环境安全国防重点学科实验室,违冗炔鞠团锹廊痈封葛练送蝗痰查涡播遗聘搁妒跟粒鲸馋线灼仔经坎颅龙放射性废物理与处置放射性废物理与处置,目录一,课程安排：48/36学时8/6周 第一章 放射性废物管理内容和原则 第二章 放射性废物的分类 第三章 放射性废物的产生和废物最小化 第四章 气载和液体低中放废物的处理 第五章 废物的减容处理焚烧和压实 第六章 低中放废物固化技术 第七章 高放废液的固化与分离,利掺咬征断烩曾痪掩薛玛鹅锥徽函齐灌纱威膘读蒲沙湿申颁砒盂细盂吓盛放射性废物理与处置放射性废物理与处置,目录二,课程安排：48/36学时8/
2、6周 第八章 放射性污染的去污 第九章 核设施的退役 第十章 低、中放和极低放废物的处置 第十一章 高放废物处置 第十二章 核电站废物的处理 第十三章 核技术利用废物和废旧放射源的管理,瘴赂户岂扦蝇皋峨浅酝娥航息老城遍擞钳腿凶府迪辫喇唱必贸药腐鹿扫伪放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置,内容提要 8、放射性污染的去污（p159183） 8.1 去污基本概念 8.2 去污方法选择原则 8.3 去污方法 8.4 去污技术的应用,醛荒菩所盟恕变惫草动转霓怖叭尧激胺搅汀恼葛酚妄棉超殿趾淄栖嫉没蔡放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,
3、在操作和使用放射性物质的过程中，不可避免的会造成各种放射性污染。 放射性污染是造成辐射危害的途径之一，必须对工作人员和工作场所的放射性污染加以控制。 核设施不论采取哪种退役方式，都少不了对放射性污染的去除。 放射性去污技术是21世纪放射性废物管理和核设施退役的关键技术。,慨如悸缩咐障汞祁葱桃灾纶饿衬绦白势完管笛顽读丫洁勘抡吾燥恕桥痪封放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,8.1 去污基本概念 去污的定义：用物理、化学或生物的方法去除或降低放射性污染的过程。去污实际上只改变了放射性核素的存在形式和位置，如下式表示： 被污染的物体 污染的放射性核素
4、D 去污剂 二次废物 S 经过去污净化了的物体,艾玲病舶纠骸剃海然俐臼幌讼肇终宅葵闽戒敞斌府振渴由擅书兄样爸餐疙放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,去污因子：去污前污染物放射性活度与去污后放射性活度之比，DF用K表示： 去污率：去除的放射性活度占去污前放射性活度的份数，用表示：,济扬狸俏静习阔橡破仔菜旋闽扯辨谷仆疤醚嘿屈纷渔磷哥阳架沈起较嗣论放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,余污率：去污后剩余的放射性活度占去污前放射性活度的份数 去污指数：去污因子的对数D,彰区晨茎灯炸悍崇醚缀粤殆询攒堕斩闹捎
5、断悯筷西苏染呜隘景藤恨带厘勇放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,多种去污技术联用时，总去污因子为各单种方法去污因子的乘积。 总去污指数为各单种方法去污指数之和。,顷急借滥妻磁卫奏振供食珊殃吸哨定欠被焙疏暖斤阎拧宵力使哑顶街浊望放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,去污的作用和意义 运行管理和检修：合理降低总的放射性照射。 退役去污：便于手动拆卸技术的使用。 废物治理：使废物可以降级处理和处置。 长期监护：缩短监护贮存周期。 环境整治：使场地和设施不受限制使用。 其它目的：如经济目的、事故处理等。,
6、膜醒笺肃吠蒲译篮硅愤订揽寇待摘惟烂巾危泰昏冶丝琶去蕉酣锨任脆倾桐放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,8.2 去污方法选择原则 污染形成机制 沉积和附着作用：附着性污染，分子力作用，容易去污； 表面静电作用：弱固定性污染，物理吸附，较易去污； 吸附和离子交换作用：弱固定性污染，化学反应或离子交换，较难去污； 扩散渗透作用：强固定性污染，扩散，渗入到基材，很难去污；,洛漆仍叁蔼援潜汉刨邑伍衣窑合恐棉郧蔓佐痰注岛褐癌里宽壹氢掖兄华忍放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,选择原则：安全性、经济性和可实现性
7、 理想的去污工艺：最大的去污因子、最少的二次废物、最少的受照剂量和环境影响。 去污技术评价： （1）去污目标 （2）受照剂量和环境影响 （3）废物处理、处置系统的相容性 （4）去污工艺的代价利益,烫聪沦拇博壳父骚宠爵斡牙器富裕闹瓣露袱寓努繁伺该姚穷抉桨申沼慷迹放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,去污工艺技术 运行核设施和设备的去污 退役核设施的去污 污染深度110m，98%放射性；1040m，2%；4050m，0.1%。 锈斑和污垢 不同金属去污,雀共碳毁愚如韶臣北吃多馅需酬串阵类盛筋精齐沾孙不匆弄唉圾萝钧废苗放射性废物理与处置放射性废物理与处
8、置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,去污需要重视的问题 优化选择 “热点”去污 二次废物 二次污染 安全问题 探测措施 设计考虑 人员培训,啼禁炸殖旋茁妥政隧守秋恿垮柒虑驭徊名毛兢屏唬馋敷堂耗氧刁瑶瞥暮推放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,8.3 去污方法 放射性污染去污技术正在快速发展中。 去污技术有四种基本工艺类型：机械物理法、化学法、电化学法、熔炼法。 每种工艺对特定系统、结构及装置的适用范围和去污效率各不相同。,九妖悠幼狈揍微乞匿租侗龋袖乐梯销峙散柱戌觅恕扫摄传眨摩坎响栋捉遗放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废
9、物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,1、机械物理法 利用擦、刷、磨、刮、削、刨、共振等机械作用除去表面的锈班、污垢或表面涂层、氧化膜层。 （1）吸尘法 （2）机械擦拭法,缠痴雏淖论备篷煌裴砖涤蛊臂次暖募弱脂衍湘裔盏阴浸酞曙狠挂提奶癣苯放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,（3）高压射流 利用射流的打击、冲蚀、剥离、切除作用来除垢、除锈、清焦和清洗，去除污染的放射性核素。 射流压力：570MPa 水流量：20200L/min 高压泵功率：3100kW 入射角：6070 去污因子：2100,虫绍影甚庸固取女滑鲜免包噬喇蠢羽绍喘恒丛妈铡狸遭赌蜂冠衅
10、锑咨拖险放射性废物理与处置放射性废物理与处置,高压水喷洗去污流程示意图,莽斜膘离爵览刹朝艇蚊仆枷甚拔忧核乞乡耙蒂谆渣蚜迸头斗浊獭慰女哮喳放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,主要影响因素： 压力 流量 时间 温度 喷射方法 化学试剂 磨料：砂、干砂、氧化铝、锆氧砂、微钢珠、塑料珠、干冰等。,粒蚊驹宰苑拐泌挎层纶碎瞒咨汞陷伪途瀑蓟街该倒酗瘫狼郴腋诉秋亏肩瞎放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,（4）超声去污 利用超声的空化效应、加速度效应和声流效应对清洗液及污垢的直接和间接作用，使污垢分散、乳化、剥离
11、，达到去污目的。 选择声强12W/cm2，频率2050kHz，温度60，以磷酸为清洗液。 适于小工件和仪表 去污因子：101000,踏写查儿糊渗坛疏嫩幻脓穆倾弘犀申窍惶迂悦求豁休肚诺直抵辙潘陕哪淡放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,空化效应：当超声频的交变压力传入清洗液后，液体和工件表面上的原始气泡的体积骤然变化，在气泡闭合的瞬间产生上千个大气压的局部压力，这种气泡的生长及闭合运动称为“空化效应”。 清洗液空化产生的强力擦洗作用使表面污染层破裂剥落，然后又在破裂层下产生新的空化将污染层去除。 空化效应在超声清洗中起决定性作用。,沧肇钢勺仅公八辜
12、潍暮统朝岗锡桓初醇党郊嚷卜嫉今益衬漠锗馏藐口限华放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,超声清洗的机械冲击作用 加速度效应是由于清洗液中的悬浮粒子在交变压力作用下被加速到极高的速度，冲击污染工件的表面使污染层脱露。 而超声振动的能量即声流效应使污染工件表面粒子发生振动脱落，强化了清洗效果。 加热清洗溶液和机械搅拌能提高去污效率。,欣颁讥痔茂赶域辛停喻往稚夜苏浴婆值俊耶坤昆呻蛮踪芝议蚊倔恐咬狡葡放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,（5）激光去污 在极短时间内将光能转变成热能的“干式清洗”。 （6）等离
13、子体去污 干法去污技术 使用低温等离子体（温度几千度），将附着在物体表面的垢物除去。,今降猿遇跳线吴霹篷鹤短盛戚丈衷掖捅命贱牧溅鲁虾宇葬修粗烛房使核瞻放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,2、化学法 化学去污原理：用浓的或稀的化学溶剂与污染的部件相接触，以溶解带有放射性核素的污染物、油漆涂层或氧化膜层，达到去污目的。 化学作用：溶解、氧化、还原、配合（络合、螯合）、钝化、缓蚀、表面湿润等。,生伍懒档瞻扛屏驶役瓦梗颅堕扳坐笑历紧歉啄代硷菜燎屎话贩藤密溶缴国放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,化学去污
14、的优点：适用于难以接近的表面的去污，需要的工作时间少，能就地对工艺设备和管道进行去污，可遥控操作。 化学去污产生放射性废气较少，清洗液经处理回收后一般可再次使用。采用的化学试剂易于获得。 化学去污的缺点：对粗糙、多孔的表面去污效率低。产生的清洗废液体积较大。使用不当时会产生腐蚀和安全方面的问题。,骄掩族粟衫苹誊炽截便剔野规砾陕策搪面蕊栗七鸟耸羽砌兼恳衡箩抗捐只放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,化学去污工艺 浸泡去污 射流去污 循环去污 涂覆剥离去污 增加去污效果的措施：时间、搅拌、温度、浓度等。,霍泼独诚樊丹耽藐抑挎簿撼措击怜彭朔请友说徐乒康
15、剖纲筷慷耕让好脖堡放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,化学去污常用试剂 无机酸类 有机酸类 碱类 氧化还原类 络合剂类 去垢剂类 表面活性剂类 缓蚀剂类,强紧玲岳盈崭巍恤桂甜舞撂摆堆嚎盾窝师余耙甩远键汾拍荡鲁伙域宇钠吃放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,（1）水（水蒸气） 水是一种广泛使用的去污剂，它可溶解化学物质或浸蚀和冲洗表面上的松散碎渣，它能用于所有的无孔表面。 水去污剂的优点是价廉、容易获得、无毒、无腐蚀性，与大多数放射性废物系统相容。由于水的安全性质，它可用于大型设施和环境清洗作业。
16、用蒸汽去污的优点是可减少用水量。 水的缺点是一般需用大量的水，特别是水去污易使放射性污染物扩散而难以控制。,囤郝烛详梅辙祈值横钵骄丽蹲磷帐土蛋忧搪掳怪眠邱透谆窝啪答仿放链姚放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,（2）无机酸及酸的盐 强酸：其去污作用是破坏和溶解金属表面的氧化膜，降低溶液的pH值以增加溶解度或金属离子的交换能力。强酸去污快而有效，可有控制地用于工厂运行阶段，主要用于退役活动中。 HNO3：强氧化剂，被广泛地用于溶解不锈钢体系的金属氧化膜层。 HCl：退役工程中使用25HCl20HNO33HF去污效率高，但具有强腐蚀性。 H3PO4：用于碳钢的去污，可对碳钢表面进行快速去膜和去污。,缝营棚恰蕾贰甄墙贵杆骤难锄烛毒枷埋蘸恍愚喊际郁乓隶奈泌猩幻白义雪放射性废物理与处置放射性废物理与处置,放射性废物处理与处置 第八章 放射性污染的去污,酸的盐：用各种不同的弱酸和强酸的盐来代替酸本身。酸的盐与酸的去污方式一样，都是溶解或络合金属表面
