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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放射性废物处理与处置内容提要n9、核设施的退役（p185219）n9.1 退役计划和准备n9.2 源项调查和监控测量n9.3 切割解体和场址清污n9.4 退役废物管理n9.5 退役的安全问题n9.6 退役活动和经验放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役nIAEA估计，全世界约有2800座核设施需 要在未来的几十年中退役。n大型核设施的退役，是周期长、涉及面 广、投资高的大型工程，需要几年甚至 上百年的时间，复杂性往往超过新建一 座核设施。n是核科技工程界当前研发的重点之一。放射性废物处理与处置 第九章 核
2、设施的退役n9.1 退役计划和准备n退役定义：核设施从服役进入有计划的永久退 出服役（解除审管控制，以保护工作人员、公 众和环境的安全）所需做的工作。n最终目标：无限制或有限制开放和利用场址。n退役策略n立即拆除：40a，核燃料循环前后段工厂n延缓拆除：50100a，大型反应堆放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n就地埋葬：有条件的策略。严重事故的 核设施如切尔诺贝利4号堆；大型核基地 如美国汉福特10个生产堆和5个后处理厂 。n表9-2 不同核设施的退役策略n三大因素：n政治、社会、地理因素n技术因素n经济因素放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役nIAEA早先规定的退役“三步曲”
3、： （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。放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n退役的认识误区n退役核设施封存时间越长，辐射水平降 得越低，退役成本就越小。n就地埋葬方法最简单可行，应优先考虑 采用。n退役是核设施关闭之后考虑的事，不必 过早考虑。n必须在彻底去污之后启动核设施退役。放射性废物处理与处置 第九
4、章 核设施的退役n退役计划：退役目标、退役程序、时间进度、 预计废物量、工作人员受照剂量和费用估算。n预先保留辅助设施和熟悉的人员。n退役工程立项：可行性研究报告、安全分析报 告、环境影响评价报告和质量保证大纲。n组织领导机构和职责：n审管部门n营运者n设计和监理放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n人员培训：技术专家、懂技术的管理人员、熟 悉有关操作的工人。n课程培训n模拟操作培训：计算机虚拟或实际模型的过程 模拟。德国KNK堆、英国WARG堆、比利时 BRS堆退役时，做了全尺寸模拟试验，培训了 操作人员和试验了远距离操作机具。n示范工程与数据库n通过示范退役工程，建立数据库，开发计算
5、机 软件。放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n9.2 源项调查和监控测量n掌握核设施内的放射性总量、分布情况和衰减 特性。n源项调查的目的n放射性水平n易裂变物质和放射源n放射性污染分布n放射性核素种类、组成和数量n其它危险物质放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n源项调查的方法n文档调查n计算n现场调查n监测设备和方法n活度测量、能谱测量和剂量测量n气体电离探测器、闪烁探测器、半导体探测器 和固体探测器。放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n堆化厂的源项调查n后处理厂：溶液样品分析、仪表探测。n核反应堆：n结构材料中的中子活化产物；n控制棒等活动部件；n冷却回路积存的腐蚀
6、产物活化；n计算，取样分析。放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n清洁解控和再循环/再利用的监控测量n污染核素是若干种核素的混合物，可按下列公 式来判断是否容许被解控：n式中， 放射性核素在材料中的浓度（Bq/g）nCli放射性核素i在材料中的清洁解控水平 （Bq/g）；nn材料中放射性污染核素的的种类数；放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n9.3 切割解体和场址清污n切割解体n切割技术和工具：表9-3 各种切割技术n切割工具选择原则：安全、经济、可靠n混凝土切割：爆破、钻孔、岩石分裂、金刚石 锯、高压水喷射切割、火焰喷枪切割等。n金属切割：等离子体弧、电弧锯、线性定向爆 破等n
7、切割操作实践经验放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n拆卸n设计好气流、物流和人流的合理走向， 防止气溶胶的扩散污染。n整体拆运n去污切割解体废物处理包装运 输处置n简化为：去污运输处置放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n反应堆石墨的拆卸、切割和包装n数量大n活度大n含有长寿命核素14C和36Cln石墨受辐照，积累高潜能n目前尚未找到满意的方法放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n贮槽清污n贮槽底部淤泥的去除n排空贮槽的处置n美国浇注水泥浆的就地处置试验n场址清污n场址清污净化到什么水平，取决于退役总目标n土壤的清污n地下水的清污放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n
8、就地玻璃固化n基本原理：把石墨电极插入地下，通过 电流产生高温（16002000），熔化 周围土壤，电极附近区域形成熔池（图9 -4），最后形成整体结构的玻璃体，把 放射性核素和重金属元素包容其中。n美国已用于整治被农药和重金属污染的 场地。放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n9.4 退役废物管理n废物来源：废气切割和去污；废液去污和 冲洗；固废拆除和固化。n退役废物管理的主要环节：n废物最小化：有很多措施（p206）n废物分类n废物包装n废物出路n临界事故和燃爆事故n非放危险物质放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n退役废物的特点： （1）绝大部分的是低放固体废物； （2）数量
9、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。n确定废物处置的方法和运输路线，避免 废物“搬家”。放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n退役废物的处理要点n严格分类：减少需要处理的废物体积。n技术减容：使其体积进一步缩小，如石 墨焚烧后仅占原体积的2%；超级水压机 可减容90。n尽量利用：轻度污染的废钢材重新冶炼 ；轻度污染的工具、器材和建筑物重新 使用。放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n9.5 退役的安全问题n辐射安全n辐射防护三原则n退役是使关闭的核设施达到无限制开放或使用 ，不给公众和环境带来危害，是必须安排的活 动，所以该实践是正当的。
10、n强放场合的去污和拆除n操作放射性的人员n退役对氚的内照射防护放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n核安全n工业安全n环境安全：减少排放，安全处置，杜绝 事故。n应急预案n安全保障放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n9.6 退役活动和经验n研究堆退役：650座，200多座将退役；n核电站退役n后处理厂的退役n后处理厂的退役有许多特殊性；n表9-14 几个后处理厂退役情况n乏燃料水池的退役放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n前处理工厂的退役n铀扩散厂的退役n燃料元件厂退役n钚部件工厂退役n加速器退役：初级粒子在加速器内碰撞、束流 传输与靶件相互作用，产生次级中子或光子， 使
11、混凝土和金属部件活化，活化混凝土深度可 达十几到几十厘米。n热室退役放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n核基地退役n青海省海晏县金银滩，第一个核武器研 制基地，用5年时间成功完成了退役， 1993年通过了国家验收，实现无限制开 放使用。n核试验基地退役海晏县金银滩的核武器基地221厂放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n退役技术的发展趋势n专用去污技术 ：各种材质表面（金属、油漆、 塑料、混凝土等）去污技术；大面积（墙面、 地面、设备表面等）去污技术；大容积（贮槽 、箱室、池、井、地沟等）去污技术；针对不 同污染类型（、）的高效去污剂和去污 方法研究；金属熔炼去污与减容技术；污染
12、固 定技术。放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n专用拆除技术：高效切割技术（对金属、塑料 、混凝土构筑物局部）；控制爆破技术（构筑 物整体或局部）；高效压缩（减容）技术等； 高效封闭材料和封闭技术。n废物处理与整备技术：金属废物的处理技术； 建筑废物的处理技术；局部区域的气体净化技 术；废物容器及包装物的研究等。n环境恢复与监测技术：环境整治技术；环境恢 复技术；环境监测技术。放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n核设施退役小结n核设施退役是指核设施服务期满或按规定终止 生产后，有计划地采取必要措施使其永久退出 现役的过程。n退役策略有立即拆除、延缓拆除、就地埋葬。n主要步骤是去污、拆除、废物处理与处置、环 境恢复与监测等。n核设施退役工程是一个涉及多领域的综合性工 程，目前在世界范围仍处于探索实施阶段。放射性废物处理与处置 第九章 核设施的退役n退役工作的未来n退役是核事业发展的重要一环，是必需 做好的事情。n退役从电费中预付，是有钱的。退役总 费用大约是电站投资的1020，占电 力成本的25。n退役即将成为一种产业，退役技术大有 可为。第九章完
