核廢料處理方法與管理策略分析

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1、華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文1．1課題的背景及意義第1章緒論隨著世界經(jīng)濟(jì)的發(fā)展，我們需要越來越多的能源供應(yīng)。目前，人類雖仍是以化石能源為主，但石油和天然氣資源有限，煤的開發(fā)運(yùn)輸以及環(huán)境污染問題嚴(yán)重，并也將成為一種稀缺商品。而水力、太陽能、風(fēng)能、潮汐能、地?zé)犭m是可再生能源，卻利用率不高。由此看來，取之不竭的核資源終將取代化石能源的位置，使人類永遠(yuǎn)擺脫能源危機(jī)。核電與火電相比的一個(gè)重要優(yōu)點(diǎn)在于它可避免燃燒化石燃料(煤、石油和天然氣)引發(fā)的各種各樣的環(huán)境問題。這些問題可能比人類的任何其它活動所引起的還嚴(yán)重。最引人注目的是全球變暖、酸雨、空氣污染和大規(guī)模的采煤帶來的破壞性后果及石油的外泄。核電的另一

2、個(gè)優(yōu)點(diǎn)在于所消費(fèi)的燃料的種類。煤在全世界的供應(yīng)量是有限的。估計(jì)可能不夠100年的消費(fèi)。然而，核能為我們帶來無盡益處的同時(shí)也帶來了難題。利用之后剩余的核廢料具有較高的放射性及放射毒性，進(jìn)入環(huán)境后可造成大氣、水和土壤污染并可能通過各種途徑進(jìn)入人體。放射性元素產(chǎn)生的電離輻射能殺死生物體的細(xì)胞，妨礙正常的細(xì)胞分裂和再生，并且引起細(xì)胞內(nèi)遺傳信息的突變。受輻射的人在數(shù)年或數(shù)十年后，可能出現(xiàn)白血病、惡性腫瘤、白內(nèi)障、生長發(fā)育遲緩、生育力降低等遠(yuǎn)期軀體效應(yīng)；還可能出現(xiàn)胎兒性別比例變化、先天性畸形、流產(chǎn)、死產(chǎn)等遺傳效應(yīng)IlJ。我國的核工業(yè)在20世紀(jì)50年代中期開始建設(shè)后，已有近60年的歷史。我國是世界上少

3、數(shù)幾個(gè)能夠進(jìn)行核資源的勘探、開采和加工，鈾．235的富集、燃料元件的制造，重水和鋯等特殊材料的生產(chǎn)，反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)、建造和運(yùn)行，以及輻照過的燃料元件的后處理的國家之一。我國具有較完善的核工業(yè)體系。與核能利用密切相關(guān)的機(jī)械制造工業(yè)和電力工業(yè)在我國也有一定的基礎(chǔ)。世界核工業(yè)起步之初，核安全的重點(diǎn)在技術(shù)方面。但由于存在管理上的漏洞，操縱員的培訓(xùn)不充分和規(guī)程不完善等諸多原因，早期曾發(fā)生過多次核設(shè)施臨界事故。1979年3月28日，美國三哩島核電廠2號機(jī)組發(fā)生了壓水堆核電廠史上最嚴(yán)重事故，導(dǎo)致堆芯部分熔化。特別是1986年4月26日前蘇聯(lián)切爾諾貝利核電廠4號機(jī)組發(fā)生的事故是世界核電歷史上最慘痛的核事故

4、，導(dǎo)致放射性大量釋放并嚴(yán)重污染環(huán)境，是至今仍令人生畏的核災(zāi)難。2011年3月11日下午，日本東北部海域發(fā)生里氏9級強(qiáng)烈地震，福島第一核電站l號、2號、3號機(jī)組緊急停堆，電站的外電網(wǎng)由于地震全部癱瘓，各機(jī)組自身的應(yīng)急柴油發(fā)電機(jī)緊急啟動，但遭遇隨之即到華北電力大學(xué)壩士學(xué)位論文單位進(jìn)行多學(xué)科聯(lián)合攻關(guān)，而且這種處置庫對地理環(huán)境要求高，并不是所有國家都有這樣的地理位置。因而可以采取建立多國處置庫的方案。但是這個(gè)方案可能會有損建立處置庫國家的利益。曾經(jīng)澳大利亞極力反對，這個(gè)方案被終止了。不過由于多國處置庫可以使更多國家的核廢物及時(shí)得到處置，還可以提升全球的核安全與政治安全，將來仍然是核廢料處理的發(fā)展

5、方向。1．3論文主要內(nèi)容本文通過查閱大量國內(nèi)外文獻(xiàn)、書籍，簡單介紹了核廢料的內(nèi)容、分類及其危害，使大家認(rèn)識到核廢料有個(gè)初步了解。重點(diǎn)介紹了國際對核廢料處理的相關(guān)原則，總結(jié)了核廢料處理的方法，包括國內(nèi)外不同國家，不同地域的不同處理方法，以及對核廢料管理的相關(guān)內(nèi)容。最后根據(jù)我國國情提出一些較為適合我國核廢料處理及管理的建議，同時(shí)對未來可能的一些核廢料處理的新技術(shù)做出可靠的推測和展望。華北電力大學(xué)碩士學(xué)位論文2．1核廢料的分類第2章核廢料概述放射性廢物的來源廣泛，形態(tài)、組成和特性各異。為了便于管理，必須進(jìn)行分類。目前，人們普遍采用按核廢物的物理狀態(tài)、放射性水平、來源及所含放射性核素的半衰期等的

6、不同將核廢物劃分成若干類。如按核廢物存在的物理狀態(tài)不同，可將核廢物分為固體核廢物、液體核廢物和氣體核廢物。按放射性水平不同，核廢物可被劃分為高放廢物(HLW,HighLevelWastes)、中放廢物(MLW,MiddleLevelWastes)和低放廢物(LLW,LowLevelWastes)---大類。按半衰期不同，將放射性核素分為長壽命(或長半衰期)放射性核素、中等壽命(或中等半衰期)放射性核素和短壽命(或短半衰期)放射性核素。據(jù)核廢物的來源不同，通常將核廢物分為鈾尾礦、退役廢物、乏燃料(不予處理的)、包殼廢物、軍用廢物和商業(yè)廢物等。此外，據(jù)所含放射性核素的種類和性質(zhì)還可劃分出Ⅱ廢

7、物和超鈾廢物及混合廢物等。a廢物是指含有一種或多種能發(fā)射旺射線的核素(通常為鋼系核素)表2·1國際原子能機(jī)構(gòu)推薦的放射性廢物分級標(biāo)準(zhǔn)(IAEA，1971)廢物分級放射性比活度或濃度說明備注l<37Bq／L一般可不處理用通常的蒸廢23．7x101-3．7xlO’Bq／L處理廢液的設(shè)各不需屏蔽發(fā)、離子交換33．7x104-3．7x100Bq／L部分設(shè)備需要屏蔽或化學(xué)方法液43．7x100~3．7x10“Bq／L設(shè)備需屏蔽進(jìn)行處理53．7