第七章放射性废物处置及防治技术课件.ppt

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煅烧法、玻璃固化、陶瓷固化、金属固化法
(对固化体的辐照稳定性、热稳定性、机械稳定性和化学
稳定性要求更严格)
煅烧法:将高放废液低温蒸发、干燥制得的金属盐,在高温下煅烧分解为稳定的金属氧化物固体颗粒或稳定的固体颗粒的固化。该法适合用于处理含盐量高的高放废液。
煅烧法:流化床煅烧,喷雾煅烧和灌式煅烧
流化床:颗粒保持在400-600℃,热来源自煤油和氧气,
产物是细小颗粒
玻璃固化:高放废液与玻璃原料以一定的配比混容后,经高温
900-1200℃熔融并退火处理后,获得稳定的玻璃
或类玻璃固化体的过程
硼硅酸盐玻璃固化是目前首选的玻璃固化工艺
磷酸盐玻璃固化有许多优点,但因设备腐蚀的原因已被淘汰。
直径50cm,高1m,每天生产一个150L的玻璃快

核燃料循环
铀的精制(纯化、***化和还原)
%UF6
铀矿石加工
天然铀470kg/d
铀同位素的分离
%U-235
元件制造
UO2
燃料辐照
100kg/d
辐照元件后处理
回收铀、钚及其他裂片

放射性废物的处理和处置
3GW功率压水堆核燃料循环
1g铀-×1010J能量

提取和纯化新生成的可裂变物质
回收和纯化没有用完的可裂变物质
提取有用的裂变产物和超铀元素
对放射性物质进行妥善处理和安全处置

(1)由于后处理对象极强的放射性,不能直接操作,屏蔽要求极高,远距离操作、检测和控制
(2)所用试剂、材料、仪表必须满足辐照要求
(3)临界危险。当可裂变物质在某处积累,如果裂变反应可持续进行时,系统达到临界,将导致严重的辐射损伤,甚至爆炸
(容器形状,增大中子泄漏,调整慢化剂与燃料比例)
(4)设备安全、可靠,废物处置严格

1、化学脱壳
2、间歇式酸溶解铀芯
3、离心或沉淀
4、TBP(磷酸三丁酯)萃取循环
5、钚阴离子交换
6、铀硅胶吸附
7、尾气处理

分类:固体、液体、气体
棒状、片状、管状、球状、环状
堆型
燃料
元件型式
包壳材料
慢化剂
冷却剂
石墨水冷堆
天然铀
棒状
铝
石墨
轻水
石墨气冷堆
天然铀
棒状
镁合金
石墨
二氧化碳
压水堆
3%加浓缩二氧化铀
棒束
锆-2合金
轻水
轻水
高温冷气堆
5%加浓UO2或90%加浓缩UC2+ThC2
包覆颗粒
热解碳
石墨
氦气
快堆
15%加浓UO2+PuO2
棒束
不锈钢
无
钠或氦
材料实验堆
铀铝合金90%为U-235
板状
铝
石墨
轻水
包壳材料:
1、铝合金:低温反应堆常用,优点是易加工、中子截面小
缺点是强度差,在高温下有较大蠕变,抗腐蚀
性差
2、镁合金:天然铀石墨冷气堆。抗二氧化碳腐蚀,中子吸
收截面小,导热性好,能在360℃以下满足要求
3、锆合金:压水堆、沸水堆和重水动力堆采用,锆-2合金
广泛使用,含镍的锆-4合金,吸氢率为锆-2的
½到3/5,有利于防止氢脆。
4、不锈钢:耐温高,抗腐蚀性好,但中子吸收截面大,要求
。
乏燃料的组成:
乏燃料的组分随投入元件的裂变和增殖材料的种类和数量、中子能谱和通量、燃烧时间、冷却时间而变化。
现已查明裂变产物有300多种,包括从35号锌元素到64号钆元素的多种同位素