基本介紹
- 中文名：高放廢物的處置
- 外文名：High Level Radioactive Waste Disposal
- 目的：處理高放射性廢物
產品簡介,產品處置,
產品簡介
高放廢物主要來自核燃料後處理廠的高放廢液及其固化體，以及直接當廢物處置的乏燃料元件。高放廢物具有極高的毒性和輻照水平，且有較強的釋熱率。高放廢物處置比中、低放廢物處置難得多。
產品處置
高廢物處置的目的主要包括
1）使廢物與人類隔離（10000a以上），人們不會有意或無意地接近這些廢物；
2）使廢物與循環的地下水隔離，切斷最有可能將廢物帶到人類環境的通路。
20世紀60年代以來，各國科學家對高放廢物處置進行了大量研究，提出了許多處置方案，包括深地質處置、海洋底部沉積層處置、宇宙處置、極地冰層處置等等。但能為人們接受並且切實可行的方案只有深地質處置。
深地質處置
所謂深地質處置是指在深度300m以下的穩定地質層中，採用人工屏障和天然屏障相結合的多重屏障隔離體系將高放廢物與人類生活圈長期安全隔離的一種處置方式。一座深地質處置庫應該滿足以下要求:
1）位於足夠深處，以保護廢物不受無意的或意外的闖入和極不尋常情況下的故意闖入。
2）位於可滲透性很低的主岩中，它或是乾燥的，或其中的地下水流動非常慢。
3）位於地質穩定、地震強度小的地區
4）對放射性核素的流動和遷移提供物理和化學屏障
5）在廢物隔離期內，廢物包在物理和化學性質上保持與主岩相容。
6）位於至少在可預期的未來沒有或很少有經濟價值的地區。
深地質處置方法
深地質處置方法是世界各國研究最多的一種置方法。深地質處置方法較多，下面介紹幾種處置方法
1、深岩硐處置
所謂放射性廢物深岩硐處置就是將高水平放射性物容器處置於地下（>300m）人工深岩硐中。該類深處置庫分為地面設施和地下處置庫兩大部分。
（1）地面設施
地面設施包括辦公大樓、廢物容器包裝工廠、物暫存庫、車庫、其他廢物處理設施、豎井升降機操縱室、通風系統、污水處理系統、水供電系統和電視監測控制中心等。
（2）地下處置庫
地下處置庫主要由以下部分組成:
1）中央豎井大廳。位於中央主豎井地下終端，是地面器材、設備和工作人員進入地下庫後的集散場所，也兼作貨物的暫存室。
2）巷道。地下處置庫各處置室的通道，有時兼作處置平巷。
3）處置室。處置廢物的主要場所。
4）豎井，深處置庫一般建有2個豎井，分別供工人員進出地下庫，運輸設備、器材，處置廢物及地下通風之用。豎井是聯接地面和下庫的通道，在處置庫建造期間，豎井也是向地面運輸掘進碎石的通道。開鑿一個地下置庫約產生上億噸碎石。
高水平放射性廢物在地下處置庫內的處置方式有3種:
1）將廢物容器堆放在不同深度地下已有的巷、室和所有的空間，然後用黏土、水泥等回填材料填實容器之間的間隙。
2）將廢物容器貯存在處置室底板上的許多深7～10m的鑽孔內。每個鑽孔可放置數個容器，容器的周圍和頂部都用回填材料填實，然後封閉所有巷道和豎井。
3）將廢物容器堆放在處置室之間支撐岩牆的水平處置孔內。將廢物放入處置孔之前，預先向孔內放置一個抗侵蝕能力較強的金屬套筒，在套筒與孔壁間回填入黏土、膨潤土等，並壓實，然後放入廢物容器。在廢物容器與金屬套筒之間留有一定的空隙。這樣，放射性核素從廢物體中浸出，必須經過廢物體、廢物容器、空隙、金屬套筒、回填材料、岩石等一系列屏障，起到了很好的阻滯作用。
2、高放廢物深鑽孔處置
高放廢物深鑽孔處置就是將高放廢物容器存於數千米甚至上萬米深的鑽孔中，並在鑽孔上部用黏土、石英、填料等封閉。根據現有水平，直徑1m的大孔徑鑽孔可深達5km，直徑30cm的鑽孔可深達10km以上
高放廢物深鑽孔處置方法具有以下優點:
1）處置深度大，至少可將放射性廢物放置1km以下深處，地下水的影響較小，不用擔心放射性核素隨地下水遷移至生物圈。
2）鑽孔的鑽井過程中，對岩石的擾動小，鑽孔口易於封閉。
3）貯存於鑽孔中的放射性核素衰變熱的擴散空間大，散熱迅速。
4）廢物處置過程簡單等。
但是，該處置方法也存在一定的缺點。例如，旦處置過程中發生故障將很難排除；貯存的廢物量較少；在地下2～10km的深度，溫度約為60～300℃，對貯存一些硼矽酸鹽的玻璃固化體不利。
該方法正處於進一步研究之中
3、岩石熔融處置
岩石熔融處置就是將高放廢物或超鈾廢物置入深部鑽孔或岩穴中，借放射性核素的衰變熱，使放射性廢物和圍岩熔融成一個整體，冷卻後成為固化體，從而達到永久處置高放廢物的目的。
岩石熔融處置過程一般可分為以下4個階段:
1）廢物注入鑽孔或岩穴，產生自沸騰，時間約為1個月至25a。
2）封閉鑽孔或岩穴，隨著廢物釋熱和岩石溫度上升，進入熔融階段，其時間為廢物注入鑽孔或岩穴的25～90a。
3）廢物與岩石熔融階段。
4）熔融體的冷卻
整個熔融處置過程需要幾百年甚至上千年。廢物與岩石的體積比約為1:1000。熔融處置的主要優點成本較低，技術簡單，缺點是廢物必須經過預處理，可能產生二次污染，該處置方法正處於理論研究之中。
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