來(lái)源:中國(guó)核電信息網(wǎng) 發(fā)布日期:2010-12-27
高放廢物
濃縮后的裂變產(chǎn)物貯存在專門設(shè)計(jì)的不銹鋼雙層壁的大罐中,此罐要連續(xù)冷卻。最初,高放廢液的發(fā)熱量相當(dāng)于20瓦/升。部分放射性是由半衰期大約為1年的一些同位素(釕,鋯等)產(chǎn)生的。乏燃料貯存約10年以后,每噸鈾的發(fā)熱量大約只并入玻璃體中,然后再澆到因科鎳(INCONEL)合金制的容器中成為琉璃塊。一塊玻璃約重100公斤。開始時(shí)琉璃的發(fā)熱率約為100-150瓦/升玻璃。
玻璃固化后的廢物要在堅(jiān)井中存放10至15年,堅(jiān)井在冰在里須保持通風(fēng)。以后靠空氣對(duì)流足以帶走琉璃塊產(chǎn)生的熱。5年以后玻璃的發(fā)熱率約為20瓦/升,30年后只有10瓦/千。
一座1000兆瓦的核電站運(yùn)行一年產(chǎn)生的高放廢物液總體積約為20立方米,一旦將其固化就只有2立方米。玻璃固化解決了在頭幾年貯存期內(nèi)占了高放廢物絕大部份放射性的裂變產(chǎn)物貯存帶來(lái)的許多問題。試驗(yàn)已證實(shí),玻璃至少可穩(wěn)定一個(gè)世紀(jì)。錒系元素(超鈾元素)的問題則有幾百萬(wàn)年,因?yàn)樗鼈兊陌胨テ诜浅iL(zhǎng)。盡管有各種有利的試驗(yàn)證據(jù)說(shuō)明玻璃在那么長(zhǎng)的時(shí)間內(nèi)仍能穩(wěn)定。但是還不能下結(jié)論。因此,以下兩種辦法正在接受檢驗(yàn):
1. 把玻璃固化廢物存放在深地層處置庫(kù)內(nèi),此庫(kù)位于幾百萬(wàn)年內(nèi)都不會(huì)發(fā)生變動(dòng)又能防止水滲入地層中。這樣就在許多代入時(shí)間里為這些然險(xiǎn)廢物與公眾之間提供了一保險(xiǎn)屏障。
2. 為高放廢液擔(dān)供更精細(xì)的化學(xué)分離手段,而將裂變產(chǎn)物貯存在深地層處置庫(kù)中。錒系元素則可在專門設(shè)計(jì)的反應(yīng)堆中用快中子轟擊,以轉(zhuǎn)化成半衰期較短的元素。
中、低放廢物
核電站和后處理廠二者都產(chǎn)生低放廢物,這些廢物根據(jù)其放射性水平的不同被包容在瀝青或混凝土中,然后再裝在金屬桶或混凝土桶內(nèi)。在法國(guó)對(duì)這些廢物做仔細(xì)鑒定以后,將這些廢特桶(或容器)放在鋼筋混凝土的地溝中,或者就在阿格的混凝土或?yàn)r青層上堆放五六層高,然后再堆上5米厚的粘土將它們埋住。貯存區(qū)有排水系統(tǒng),流出液經(jīng)檢測(cè)后再排放。
阿格后處理廠也產(chǎn)生一些放射性水平較高的水泥固化廢物以及量雖少但是值得注意的α放射性廢物。這兩類廢物均存在鋼筋混凝土淺理場(chǎng)中。
廢物貯存的另外兩種方法
瑞士的國(guó)家廢物貯存合管公司(CEDRA)
瑞士聯(lián)幫的法律要求經(jīng)營(yíng)核電站的所有電力公司都要提交一份貯存放射性廢物貯存公司統(tǒng)一經(jīng)管瑞士各核電公司的廢物。瑞士國(guó)家廢物貯存合管公司對(duì)廢物貯存研究得很精確,很細(xì)致。聯(lián)幫政府已經(jīng)瑞士國(guó)家廢物貯存合營(yíng)公司頒發(fā)許可證,可以貯存燃料后處理后得到的高放玻璃固化廢物。瑞士的技術(shù)包括先將玻璃基本澆到不銹鋼容器中,然后將其存放在地下創(chuàng)庫(kù)的間隔為5米的坑道中。每桶廢物周圍真充膨潤(rùn)上土塊。為確定最合適的貯存場(chǎng)所,瑞士國(guó)家廢場(chǎng)貯存合營(yíng)公司已在瑞士北部鉆了幾口1200米深的勘探井,這些井鉆到結(jié)晶花崗巖或片麻巖巖層中??碧焦ぷ饕恢痹谶M(jìn)行,然而,處置庫(kù)的開挖預(yù)期要到本世紀(jì)未才人開始。而正式貯存要到2020年左右。在這以前,將在盧森斯(Lucens)和維倫林根(Wurenlingen)建設(shè)臨時(shí)貯存設(shè)施。
瑞典的燃料中央貯存設(shè)施(CLAB)工程
瑞典的官方政策是以核電只是暫時(shí)的這一原則作基礎(chǔ)的。從現(xiàn)在起到2010(即到瑞典最后一座核電站退役)瑞典的核規(guī)劃只需要7500噸濃縮鈾作燃料。所得到的乏燃料中有850號(hào)要按合同送到阿格和塞拉菲爾德(Sellafield)去后處理。其余的將在奧斯卡斯哈門(skarshamn)核電站附近的一座稱為克萊勃的地下貯存設(shè)施中存放約50年。乏燃料中央貯存設(shè)施的一斯工程是從地面以下30米的基巖中開挖出一個(gè)長(zhǎng)120米、寬20米、高27米的洞穴,此洞內(nèi)有4座充水3000立方米的水池,每座可容750噸乏燃料(相當(dāng)于瑞典各核電站運(yùn)行的兩年半卸料量)。瑞典乏燃料貯存設(shè)施能擴(kuò)建到容量為9000噸鈾。目前的方案是:燃料不經(jīng)過(guò)后處理,先在瑞典乏燃料貯存設(shè)施中存放,以后再?gòu)乃刂腥〕?,封裝在10厘米的銅制容器中,再將此容器堆積在結(jié)晶巖中的500米深的豎井中。堅(jiān)井再骼膨潤(rùn)土(一種遇水膨脹的粘土)填埋。
低、中放廢物貯存在福斯馬克(Forsmark)附近開挖出的一個(gè)10000立方米的洞穴里。
退 役
象所有的工業(yè)設(shè)施一樣,核電站和其它燃料循環(huán)工廠有朝一日也必然要停止運(yùn)行。公眾不清楚它們退役以后會(huì)發(fā)生什么事情。工廠停產(chǎn)時(shí)它們已運(yùn)行了20至40年。在核電站停運(yùn)兩年內(nèi),輻照過(guò)的燃料將被運(yùn)到后處理廠或是貯存地。但是因?yàn)槊孔穗娬究傆幸徊糠?包括其堆芯及其冷卻劑系統(tǒng))受到中子通量的輻照,所以鋼制構(gòu)件會(huì)變成放射性的。電站各種部件(例如蒸汽發(fā)生器)因沉積有從堆中來(lái)的腐蝕產(chǎn)物而被沾污。最成問題的放射性同位素之一是鈷—60。它是由鈷—59(制不銹鋼合金用的鎳中含的一種雜質(zhì))俘獲一個(gè)中子生成的。鈷—60的半衰期為5年,這就可說(shuō)明退役過(guò)程的復(fù)雜性了。
退役可分幾級(jí),其范圍可從讓退役電站保持經(jīng)常的監(jiān)督狀態(tài),直到建設(shè)該電站的場(chǎng)地能恢復(fù)到它原來(lái)的面貌這最后—‘級(jí)。在第一級(jí),放射性被密閉在廠房?jī)?nèi)部。這一步是沒有什么問題的,因?yàn)殡娬驹O(shè)計(jì)規(guī)定在運(yùn)行時(shí)它就確保有這一功能.它只要求反應(yīng)堆的密封性不被破壞,通風(fēng)系統(tǒng)作些修改.并且排干電站系統(tǒng)內(nèi)的水,以防放射性氣溶膠釋放出來(lái)。這一階段叫以保持20年,直到放射性衰減到很低。這一級(jí)的持續(xù)時(shí)間可長(zhǎng)可短。這取決于主要關(guān)心的是地面要早日恢復(fù),還是要推遲這——大筆的退役花費(fèi)。所進(jìn)行的研究,拆卸試驗(yàn)堆和原型堆(如美國(guó)的埃爾克里弗(Elk River)堆)取得的經(jīng)驗(yàn),以及修理運(yùn)行中的堆,它們所取得的經(jīng)驗(yàn)都證實(shí)了拆卸是可行的。一座 堆拆得愈快,花費(fèi)就愈大。如果堆在開始退役后5年拆除.則其費(fèi)用將增加到該堆當(dāng)初建設(shè)費(fèi)用的10%左右。在這種情況下,由于放射性仍然很高,許多工作必須靠遙控工具進(jìn)行。如果拆卸推遲幾年,費(fèi)用町減少—半。電力公司為退役費(fèi)用留出儲(chǔ)備金。 —種可能的方案是:用高壓噴槍去污,將輻照過(guò)的部件切割成可搬運(yùn)的體積,再裝在屏蔽容器內(nèi)將它們運(yùn)走;另一種方案是把所有的輻照過(guò)的設(shè)備都裝入反應(yīng)堆容器中,再在現(xiàn)場(chǎng)附近將此容器密封起來(lái),形成一大塊比廠房小些的混凝土塊。此場(chǎng)址則可用來(lái)建另—座電站。
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