核电厂放射性废物处理技术的应用
摘要:伴随着核能作为清洁能源技术的利用和发展,放射性三废的处理技术一直是各国
研究的热点。文章综合介绍了核电厂产生的各种放射性废物的来源、分类、组成、特性,同时
归纳总结了目前国内外核电厂主要采用的各类放射性废物的处理方法及核电厂典型的三废
处理工艺流程,指出多种处理技术的联合使用将取得更好的效果,同时也是今后放射性三
废处理技术的研究和发展方向。
关键词:核电厂;放射性废物;去污因子;处理技术
中图分类号:
TL941 文献标识码:A 文章编号:1009-2374(2012)26-0108-03
核能的发展与和平利用是
20 世纪科技史上最杰出的成就之一,在核能利用中,核电厂
的发展相当迅速,已被公认为一种经济、安全、可靠、干净的能源。但是,核电站除了产生一
般废物外,还会产生特有的废物
——放射性废物,按其自然形态划分为气体废物、液体废物
和固体废物。放射性废物对人类具有很大的危害性。
在核电厂反应堆运行过程中,源项主要有三类:一类是裂变产物,另一类是活化和腐
蚀产物,还有一类是少量的
α 核素。所有这些裂变产物和活化产物在冷却剂的下泄和净化过
程中都将进入到放射性废物中。在核电站的设计中必须尽可能做到废物最小化,用最科学的
方法对废物进行处理,将废物对人类的危害降至最低。
1 放射性气体废物主要处理技术
1.1 核电厂废气主要组成
核反应堆正常运行期间(包括预期运行故障)所释放的气体流出物中所含的放射性物
质主要包括反应堆本体一回路的裂变产物(如氙、氦等)和放射性微粒、碳
-14、氚、中子照射
空气或微尘后生成的放射性核素(如氩
-41)、释热元件烧焙时释放出的氪-85、碘-131 等。反
应堆内气体流出物的放射性主要来自几种重要的放射性物质,这些物质包括放射性惰性气
体、气载放射性微粒、气载放射性碘及氚等。
1.2 放射性废气主要处理方法
核电厂放射性废气的主要处理方法如表
1 所示:
1.3 典型的放射性废气处理流程
核电厂放射性废气处理系统大多采用活性炭延迟技术,与加压贮存工艺相比,其设备
少、投资省。处理原理:采用直流常温活性炭延迟系统,基于活性炭对氪、氙等气体有物理吸
附功能,当气流通过活性炭时,氪、氙优先被活性碳吸附而与载气氮和氢分离,被吸附的氪
和氙还会从活性炭解析,形成不断吸附、解吸的平衡过程。经处理后废气再经过通风系统的
吸附过滤器和高效过滤器,最后通过烟囱排入环境。其处理流程如图
1 所示:
图
1 放射性气体废物处理流程
2 放射性液体废物主要处理技术
2.1 核电厂废液主要组成
核电厂废水中,含有的重要核素是
58Co、60Co、137Cs、90Sr、3H 等。核电厂放射性废液
类型通常分为化学废液、工艺废液、地面排水、洗涤废液、去污废液、其他废液等。
2.2 放射性废水主要处理方法
常用的放射性废液的处理方法有化学沉淀法、离子交换法、吸附法、蒸发浓缩法、膜处理
法等,根据不同的废液类型选择不同的处理方法。废液主要处理方法归类如表
2 所示:
2.3 典型的核电厂放射性废液处理流程
核电厂放射性废液处理系统通常采用化学絮凝、深床活性炭过滤、离子交换等方法的组
合来处理废水。该工艺克服了国内蒸发法能耗大,厂房占地多、处理费用高等缺点,该工艺
在美国已有超过
17 家核电厂的运行经验。处理所需串联的离子交换树脂床数量由运行人员