核废物处置论述.ppt

放射性废物的
地质处置
第一节放射性废物地质处置的
多重屏障体系
在放射性废物管理中,屏障是指能迟滞或阻止放射
性核素从处置单元迁移到周围环境的工程设施或天然
物质放,射性废物安全处置的最主要威胁来自地下水。
阻滞和延缓放射性核素迁移的多重屏障,这些屏障
由近至远分别是:废物体、废物包装容器、回填材料
和地质体(其中废物体、废物包装容器和回填材料是人
工设置的屏障,故称人工屏障或工程屏障;岩石、土
壤、水等天然介质则被称作天然屏障。这样,在处置
条件下废物中的放射性核素,在地下水媒介中必须穿
越固化体、废物包装容器、回填材料、地质体四道屏
障,才能到达生态环境中。
对于高放废物的安全处置,曾经提出过“太空处置”、“
深海沟处置”、“冰盖处置”、“岩石熔融处置”等多种
方案。但经过多年的研究和实践,目前认为,“深地质处
置”是唯一安全的、技术上可行的、能达到环保要求的方
案。各国均把深地质处置作为高放废物处置必需的和可行
的技术。高放废物深地质处置是把高放废物埋置在距离地
表500-1000米的地质体中,使之永久与人类的生存环境
隔离。埋藏髙放废物的地下工程称为高放废物处置库。髙
放废物处置库采用“多屏障系统”设计,从里至外依次由
废物固化体、废物容器、外包装、缓冲/回填材料、围岩组
成,如图所示。一般把废物固化体、废物容器、外包装、
缓冲回填材料称为工程屏障,把周围岩体称为天然屏障
缓冲回填材料是一道重要的人工屏障,起着水力学屏障、
化学屏障、工程屏障、导热等多种作用,其材料的选择和
工程特性对于整个高放废物处置体系非常重要。
The disposal facility is currently planned to be
constructed to a depth of several hundred meters
Backfill
material
Access
Bedrock
Access
tunnel
tunnel
Backfill materia
[Bentonite content is
ess than that of buffer
materiall
Buffer materia
Iffer material
Glass including
radioactive waste water
Space between buffer
Canister of high-level
material and wall of pit
radioactive wastes
Disposal pit
人
30~l50am
环境
天然障
地魇体
回填材料
废物包装谷器17T程屏障
庞物体
允险游
图3,1放射性废物处置的多重屏障及
放射性核素(危险源迁移途径示意图
;2,处置巷道和处置孔
废物体
废物体是阻滞废物中放射性核素向外迁移
的第一道屏障。金属或混凝土废物容器是保
护放射性废物固化体不过早被侵蚀、破坏的
强有力机械屏障,包装容器中的混凝土、粘
土、沸石、铅金属等材料(衬填料),是阻滞
放射性核素迁移的化学屏障和物理屏障
回填材料
回填材料是指在处置放射性废物时,在废
物容器之间和在废物容器与地质体(土壤、岩
石)之间等剩余空间内放置的某些矿物、岩石
碎料。常用的回填材料有膨润土、粘土、沸
石、蛭石、玄武岩、岩盐等碎块或粉末(掺入
定数量的石英砂、石墨等)。
回填材料的优点:较强的抗风化能力;较
强的吸附能力;可作为机械支撑物以稳定废
物容器;是阻滞放射性核素迁移的化学屏障
和物理屏障。
地质体
地质体又称废物的贮存介质、处置介质等,
这是指放射性废物处置场(库)周围的土壤、岩
石及有关沉积物等。地质体是放射性废物处置
体系中最重要的一道屏障(天然屏障)。用于处
置低、中放废物的地质介质主要为上策及其他
近地表松散残积、坡积物;用于处置高放废物
的地质介质(又称处置主岩)有岩盐、花岗岩
凝灰岩、粘土岩、玄武岩等岩石。地质体对阻
滞废物中放射性核素向生物圈迁移和屏蔽废物
的辐射线等起决定性作用。
第二节工程回填
工程回填是指在放射性废物容器被埋置
于地下处置工程中时,在废物容器和地质体
间填进具有较强吸附性能的材料(回填材料)
的过程。
目前国外采用的回填材料主要有;膨润
土(富含蒙脱石的粘土)、伊利石、沸石、高
岭石、凹凸棒土、石英砂(10-230目)、粉碎
的岩石(岩盐、玄武岩、凝灰岩、页岩、蛇
纹岩等)、三合土和硬石膏等;其它曾被采
用和拟采