核废物处置-3 第三章 放射性废物的地质处置.pptVIP

第八节 放射性废物处置费用 废物的处置成本还与处置规模、处置库运行时间有关。扩大处置规模、缩短处置运行时间，可降低处置成本。处置库运行时间每延续10年，废物处置成本约以15%的比例增高。 核设施退役费用在不同国家、地区的差异较大，这取决于核设施的运行历史、退役方式等。据美、德、英、加、芬等国的退役核设施估算，一座大型核电厂（700～3000MW）的退役费用约为1 ～4亿美元（1988），法国估算其约为建造费用的40%。 五、深海床处置 　　高放废物的深海床处置，是选择底部沉积物为粘上的深海区，将高放废物容器植入深海(4000一6000 m)底部粘土沉积物深处(＞20一30 m)，籍海底未固结粘土和海水永久隔离放射性废物。该方法与低、中放废物海洋投弃的区别是，后者将废物容器投弃在海底沉积物表面，一般得不到海底沉积物屏障的保护。 　　将高放废物植入海底沉积物中的方法多达19种，其中最常用的方法有4种： 　　　1.自由落入法 　　 将高放废物容器装入特制的金属容器中，用处置船将其运至处置海域后，投入海中，籍穿透器自重穿越海水，自由落入海底未固结粘土层中（p141图3.19） 五、深海床处置 2.铰车沉降法 将高放废物容器作坚固的包装后，在舰只上通过船用绞车将高放废物容器定向放至海水中一定深度后，籍重力作用自由落入海底沉积物中。 3.钻孔法 采用船用钻探设备在海底钻取钻孔，然后将高放废物容器处置在海底钻孔中，最后用岩石碎块、粘土、水泥等回填材料封孔。　　　　 五、深海床处置 4.沟埋法 用船用水平钻探设备在海底50~200m深处钻取水平沟槽，然后将高放废物容器堆置于这些水平沟槽的粘土沉积物中。 适宜作海床处置的高放废物一般为玻璃固化体，废物包装容器材料为对海水具有较强的抗侵蚀能力的钛基合金（在海水中的侵蚀力为1μm/a）及高放废物软钢（厚约75mm），其均可经受500a的海水侵蚀。在深海条件下，废物容器承受的压强可达60N/mm2。 高放废物深海床处置的优点 ①浩瀚的海洋占地球表面70％，绝大部分海底无矿产资源，可供选作废物处置库址的海域多（约占海洋总面积75％)； ②处置安全性好，对陆上居民影响小； ③不受陨石撞击的威胁； ④自由落入处置技术较简单，处置成本低廉。一艘处置船可载上万吨废物容器出海作一次性处理。 　　海底钻孔法处置的成本稍高，处置技术较复杂。 六、核嬗变处理 　　高放废物的核嬗变处理，亦称“核灰化”处理，这是利用核反应装置(加速器、核反应堆、受控热核反应等)使核废物中的长寿命超铀核素(主要为锕系元素)，受中子诱发活化、裂变生成短寿命同位素或稳定同位素，藉此将高毒性废物转变为低毒性或无毒性核废物。 由于高放废物处理、处置技术的复杂性、不确定性，近年来，国外对放射性废物（包括乏燃料）核嬗变处理技术的研究热情再度高涨，我国也正在开展同类探索性研究。 高放废液的核嬗变处理步骤大致如下 1．锕系元素的分离 (1)将待处理高放废液浓缩若干倍（例如4~5倍，使其放射性浓度大于或等于148×1012Bq/L）； (2)将浓缩废液暂存4～5a，使其冷却及降低放射性活度（例如使其放射性比活度降至148×1014Bq/t重金属 ）。若高放废液被分离前已经较长时间暂存，则可省略这一步骤； (3)对经过暂存的浓缩废液再度浓缩，部分脱硝，继而化学沉淀，分离出部分裂变产物； (4)从残留液中化学萃取U，Np，Pu；对萃取液进行脱硝处理和裂变产物选择性化学沉淀； 高放废液的核嬗变处理步骤 1．锕系元素的分离 (5)从前一步处理残留液中采用二乙基己基磷酸等化学试剂分离出Am，Cm和裂变产物； (6)对分离出的裂变产物实施玻璃固化、陶瓷固化等处理；将分离出来的锕系元素(Np，Am，Cm等)作核檀变处理。 高放废液的核嬗变处理步骤 2．锕系元素的核嬗变处理 　　　在理论上，采用热中子堆、快中子增殖堆、加速器、热核反应堆中的任一种核反应装置，均可达到消除锕系元素的目的，其中以快中子增殖堆更适宜，其在高能快中子（En=100KeV～10MeV）作用下具有更大的裂变／俘获比值，因而更具有实用价值。 核嬗变处理前，首先将锕系元素制成专用的燃料元件。 　　　核檀变处理法对消除长寿命核素的危害性是十分直接而有效的，但其处理过程十分复杂，处理周期冗长，处理成本昂贵，在处理过程中又将产生新的裂变产物和二次废物。若在今后的可行性实验研究中，能找到克服这些缺点的有效技术或途径，则该方法将可进入实际应用阶段。 此外，还设想在太空和地球极地冰层中处置高放废物。 七、国外高放废物地质处置动向