放射性废物的处理与处置》11高放处置课件.pptVIP

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 11、高放废物处置（p244~275） 11.1 高放废物地质处置 11.2 处置库的选址 11.3 处置库的设计建造 11.3 高放废物处置的研究开发活动 11.3 核素迁移研究 11.3 高放废物处置的国际现状 高放废物处置方法 高放废物（玻璃固化体）：4m3/(GW.a) 特征：释热量高(2kW/m3)、长寿命α放射性、强β-γ放射性（4×1010 Bq/L）、高放射毒性。 处置方案： （1）可回取的空气冷却贮存数十年； （2）再以深地层或深海底放置。 放射性废物处理与处置第十一章 高放废物处置 高放废物固化体处置方案 （1）深岩洞处置（岩盐、花岗岩） 各国拟采用 （2）废矿井处置（盐矿等） 德国采用 （3）深钻孔处置（岩盐、花岗岩等） 实验开发 （4）深海床置（粘土） 实验开发 （5）核嬗变处理 实验开发 （6）冰层处置 设想 （7）太空处置 设想 放射性废物处理与处置第十一章 高放废物处置 高放废物的深地层处置 高放废物的最终处置备受世人关注，是世界上最复杂的技术难题之一。 高放废物深地层处置的基础：地球表面许多地区的地层长期以来（长达几亿年）极为稳定，故可以放心地贮存废物，实现与生物圈的长期隔离。 适宜的地层主要有岩盐、花岗岩、凝灰岩、粘土岩等。 放射性废物处理与处置第十一章 高放废物处置 多重屏障体系 （1）工程屏障：高放废物固化体、包装容器、缓冲/回填材料和处置库工程构筑物，这些构成近场。近场包括全部工程屏障和最近工程屏障的一小部分主岩（通常伸展几米或几十米远）。 （2）天然屏障：主岩和外围土层等，构成远场，即从处置库近场一直延伸到地表生物圈的广阔地带。 多重屏障体系的作用是依靠和发挥整体性能的作用，某一屏障的不足性可由其他屏障的作用来弥补。 放射性废物处理与处置第十一章 高放废物处置 11.2 处置库的选址 寻找满足要求的场址，难觅最佳场址。 （1）构造地质调查；（2）水文地质调查 （3）工程地质调查；（4）地球化学调查 （5）气候/气象调查；（6）人文/经济/社会调查 主岩：花岗岩、凝灰岩、岩盐和黏土岩 花岗岩：强度大、导热系数大；稳定性好，孔隙率小，含水量少。缺点是存在节理裂隙。 放射性废物处理与处置第十一章 高放废物处置 选址原则 （1）地质稳定，远离活断层和强地震带。 （2）主岩有足够厚度和面积。 （3）水文地质条件清楚。 （4）主岩孔隙度小。 （5）主岩导热性能好。 （6）主岩机械强度高、热稳定性和辐照稳定性好。 （7）主岩化学吸附性能良好。 （8）人烟稀少，无地下资源。 放射性废物处理与处置第十一章 高放废物处置 11.3 处置库的设计建造 高放废物处置库的概念设计 在选定地层深处（大于500m）钻孔或利用废矿井建设处置库，设置若干处置单元和处置孔。 从处置孔中心往外形成一个由废物体—废物容器—缝隙—金属套筒—回填材料—岩石组成的严密的阻滞和屏障系统。 废物放满后封堵处置孔，最终关闭处置库。可回取库封闭难度更高。 全部地下处置工作必须由地面操纵的机械完成。 放射性废物处理与处置第十一章 高放废物处置 通用概念设计方案：采用两口以上的竖井分别输运废物和工作人员。在选定深度的工作层面上建巷道，根据高放废物自释热和工程屏障热传导情况布置钻孔，在钻孔中叠放废物罐厚封堵钻孔。见图11-1 。 放射性废物处理与处置第十一章 高放废物处置 美国尤卡山处置库概念设计方案： 在300a内可回取，设计在选定深度的工作层面上打出一条主巷道，在主巷道上分出许多支巷道，高放废物货包罐卧放在地下火车上，拉到设定存放的支巷道中，卧放在支巷道里，上面覆盖防滴水作用的钛防护罩。见图11-2。 日本瑞浪地下实验室：位于花岗岩，～1000米 日本幌延地下实验室~ 500m 瑞典深地质处置：竖井--巷道型 美国内华达州的尤卡山场址 放射性废物处理与处置第十一章 高放废物处置 11.4 高放废物处置的研究开发活动 地下实验室（URL） 提供接近实际处置条件的地质环境系统，提供设计参数、实践经验、人员培训，以及与公众沟通和国际合作。 现在全世界已建成和在建的地下实验室共17个，有8个已投入运作。分属美国（凝灰岩）、德国（废盐矿）、瑞士（花岗岩、粘土）、法国（粘土）、日本（花岗岩）、比利时（粘土）、加拿大（花岗岩）等。 放射性废