第7部分：放廢物處理處置

放射性廢物處理與處置2010年4月哈爾濱工程大學(xué)矯彩山放射性廢物處置定義放射性廢物處置氣體液體固體經(jīng)過處理合格的廢氣或廢水排放到大氣或水體的過程。為了減少放射性廢物對(duì)人類和環(huán)境的危害，把經(jīng)過整備處理的放射性廢物放置在一個(gè)不可回取的、有多重屏障的專門設(shè)施中，保證放射性核素衰變到安全水平之前與人類生物圈隔離所采取的措施。放射性廢物處置概述內(nèi)容(1)被處置的對(duì)象為符合處置要求的廢物包；(2)需要按審管要求在選定的場(chǎng)址上建設(shè)處置設(shè)施；(3)廢物處置必須經(jīng)過審管部門批準(zhǔn)；(4)處置意味著不打算回取廢物；(5)處置系統(tǒng)的功能是保持廢物與人類環(huán)境長(zhǎng)期隔離，包括限制廢物中的放射性核素向環(huán)境釋放、保護(hù)廢物不受環(huán)境過程的干擾兩方面內(nèi)容。放射性廢物處置概述原理貯存衰變也稱“包容”(或濃集和約束)，就是在所要求的期間內(nèi)盡量將廢物保存在同一個(gè)地方，放射性核素經(jīng)過充分衰變達(dá)到無害化水平。遷移擴(kuò)散通過自然過程以多種形式向環(huán)境進(jìn)行轉(zhuǎn)移，達(dá)到稀釋的目的，而且稀釋后的濃度不存在不可接受的危害。放射性廢物處置概述

處置方案IAEA推薦，短壽命低中放廢物（SL-LILW）采取近地表處置；長(zhǎng)壽命低中放廢物（LL-LILW）和高放廢物（HLW）采取深地質(zhì)處置。近地表處置：深度5~10m，適于T1/2<30a的LILW；深地層處置：深度500~1000m，適于LL-LILW（α廢物）及高放廢物采用，強(qiáng)調(diào)地下實(shí)驗(yàn)室建設(shè)和現(xiàn)場(chǎng)試驗(yàn)。中深地層處置：將中、低放廢物埋層加深，上部覆蓋20m厚土壤，降低這些廢物返回人類生活環(huán)境的可能性及自然災(zāi)害影響。放射性廢物處置概述處置場(chǎng)址強(qiáng)調(diào)就地、就近的原則；積極利用廢礦坑、天然溶洞的原則；適用與安全原則；遠(yuǎn)離人類環(huán)境原則。放射性廢物處置概述

國(guó)家政策與國(guó)際合作千秋萬(wàn)代、耗資大、學(xué)科面廣、周期長(zhǎng)；政府政策及資金保證十分必要；民眾理解與支持必不可少；國(guó)際交流與合作可縮短研究周期，充分利用各國(guó)優(yōu)勢(shì)。技術(shù)與資金優(yōu)勢(shì)地質(zhì)環(huán)境優(yōu)勢(shì)——多國(guó)處置庫(kù)放射性廢物處置概述

資金保障國(guó)家處置對(duì)象數(shù)量圍巖估算的總成本單位成本萬(wàn)美元/tHM)捷克乏燃料3724tHM花崗巖469億捷克克郎47.8芬蘭乏燃料5600tHM花崗巖25億歐元53.0瑞典乏燃料7800tHM結(jié)晶巖320億瑞典克郎47.5美國(guó)乏燃料為主97000tHM凝灰?guī)r575億美元59.3斯洛伐克乏燃料2500tHM結(jié)晶巖沉積巖752億斯洛伐克克郎86.4日本后處理的固化體32000tHM硬質(zhì)巖石軟質(zhì)巖石27489億日元28610億日元73.076.0瑞士后處理固化體或固化體+乏燃料共3000tHM1200tHM已確定后處理,其余待定粘土29億瑞士法郎74.6英國(guó)后處理的固化體+乏燃料約10620tHM4700t乏燃料7400罐固化體按堅(jiān)硬巖石估算50億英鎊78.8法國(guó)后處理的固化體80000m3(B)6000m3(C)粘土巖或花崗巖150億歐元未計(jì)算加拿大CANDU乏燃料73000tHM(3.7百萬(wàn)束)結(jié)晶巖162億加元16.7一些國(guó)家廢物管理成本有關(guān)數(shù)據(jù)表放射性廢物處置概述

資金保障國(guó)家費(fèi)用/比例處置庫(kù)費(fèi)用

研發(fā)建庫(kù)廢物罐運(yùn)輸運(yùn)行封閉其它總計(jì)①美國(guó)億美元65.854.9132.968.0158.98.286.5575.2比例(%)11.49.522.411.827.61.415.0100.0瑞典十億克朗7.717.519.63.55.645.5比例（%）17②38.5②43.112100斯洛伐克百萬(wàn)SK93.2202.1105.0163.032.6752比例（%）12.326.814.021.74.3100日本百億日元33.895.571.58.280.6289.1

比例（%）11.733.024.72.827.8100

各國(guó)比例范圍11.4~17.031.9~40.821.7~39.41.4~4.31~27.8

注：①表中的總經(jīng)費(fèi)不含暫存、核電站退役及中低放處置經(jīng)費(fèi)。②瑞典研發(fā)經(jīng)費(fèi)中含對(duì)中低放處置的研發(fā)成本,建庫(kù)經(jīng)費(fèi)包含運(yùn)行與封閉成本。

世界各國(guó)處置庫(kù)費(fèi)用組成統(tǒng)計(jì)表放射性廢物處置概述

資金保障建立法定的籌資機(jī)制和標(biāo)準(zhǔn)是唯一有效方法。一是從核電的電費(fèi)中提取主要是用于核電站產(chǎn)生的高放廢物的最終處置。美國(guó)、瑞士、瑞典、荷蘭、芬蘭、德國(guó)、加拿大等都通過電稅電價(jià)由電力公司提供，平均每度電增加0.2~0.4厘(美元)。二是由政府財(cái)政支出主要用途是處置核軍工產(chǎn)生的高放廢物以及公益性單位產(chǎn)生的高放固體廢物。中低放廢物近地表處置

發(fā)展概況1.早期海洋處置將科研、醫(yī)療、核燃料循環(huán)中產(chǎn)生的各種低放廢物的水泥固化體或?yàn)r青固化體，裝在特制的金屬桶中傾倒入海洋里。1983年，倫敦傾廢公約第七次締約國(guó)協(xié)商會(huì)議通過決議，實(shí)行自愿停止放射性廢物的海洋傾倒。2.早期陸地簡(jiǎn)單淺埋處置“場(chǎng)址決定型”處置或“簡(jiǎn)易近地表處置”，處置的效果完全取決于處置場(chǎng)址本身的自然條件。易發(fā)生處置場(chǎng)的下沉或塌陷，產(chǎn)生“澡盆現(xiàn)象”，導(dǎo)致放射性核素的浸出和向外遷移。 中低放廢物近地表處置

發(fā)展概況3.現(xiàn)代近地表處置“多重屏障處置”或“工程近地表處置”，始于1969年的法國(guó)芒什處置場(chǎng)的運(yùn)行。近年來一些國(guó)家還開展了介于近地表處置與深地質(zhì)處置之間的巖洞處置活動(dòng)，包括為廢物處置而專門開挖的巖洞，和充分利用天然巖洞及廢礦井等兩種類型。世界上136個(gè)低中放廢物處置設(shè)施中，工程近地表處置場(chǎng)占67%，簡(jiǎn)易近地表處置場(chǎng)占22%，巖穴處置庫(kù)占7%，地質(zhì)處置庫(kù)占4%名稱LaManche忙什L’Aubu奧布Drigg德里格Rokkasho-Mura青森縣六所村ElCabril埃爾卡伯里爾Forsmark福斯瑪克國(guó)家法國(guó)英國(guó)日本西班牙瑞典基本構(gòu)造工程近地表處置庫(kù)工程近地表處置庫(kù)簡(jiǎn)易-工程近地表處置庫(kù)工程近地表處置庫(kù)工程近地表處置庫(kù)近海岸海底巖層（花崗巖）處置庫(kù)運(yùn)行情況1969.1~1994.6~1992.11959~1992.12~1992~1988.4~使用年限25a50a直至2050a40a25a25a建造投資1.5億法郎2.67億美元—10億美元6710萬(wàn)美元1.51億美元控制期300a300a—300a300a300a收費(fèi)標(biāo)準(zhǔn)480~1480美元/m31600美元/m320~290/m3—1030~3300美元/m32300~4500美元/m3關(guān)閉和關(guān)閉后照管費(fèi)用16500萬(wàn)美元———800萬(wàn)美元1400萬(wàn)美元中低放廢物近地表處置

多重屏障原則項(xiàng)目天然屏障工程屏障管理屏障構(gòu)成處置場(chǎng)地質(zhì)和水文地質(zhì)單元廢物體、廢物包裝容器;處置單元構(gòu)筑物和覆蓋層圍墻、控制出入、檢查維護(hù)、環(huán)境監(jiān)測(cè)等作用期限工程壽期及結(jié)束后相當(dāng)長(zhǎng)時(shí)期整個(gè)工程壽期工程壽期內(nèi)的前期隔水屏障：頂部覆蓋層、混凝土構(gòu)筑物、某些回填材料、廢物包裝容器以及其它防排水措施；滯留屏障：廢物體、回填材料、包氣帶巖土介質(zhì)和含水層巖土介質(zhì)等。中低放廢物近地表處置

技術(shù)安全原則(1)選址準(zhǔn)則；(2)工程屏障和地質(zhì)屏障互補(bǔ)性原則；(3)處置工程與鄰近的其他工程相互影響評(píng)價(jià)；(4)廢物包接收準(zhǔn)則；(5)混凝土構(gòu)筑物設(shè)計(jì)準(zhǔn)則與工程壽期；(6)廢物包堆置的安全要求；(7)多重覆蓋層設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；(8)多重防排水系統(tǒng)設(shè)計(jì)準(zhǔn)則；(9)回填和覆蓋材料的選擇；(10)功能的可檢查性原則；(11)監(jiān)護(hù)期的設(shè)置及可維修性原則。中低放廢物近地表處置

工程模式1.陸地淺埋處置包括全地下式、半地下式和全地上式等形式。按工程要求又分為有工程構(gòu)筑物和無工程構(gòu)筑物（即裸埋）兩種形式。2.巖洞處置

包括廢礦井及人工巖洞等形式。優(yōu)點(diǎn)是占地面積小，特別適合國(guó)土小，人口稠密，地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的國(guó)家。缺點(diǎn)是施工和運(yùn)行難度比陸地淺埋大，建造和運(yùn)行經(jīng)費(fèi)高。高放廢物深地質(zhì)處置

發(fā)展概況1.天然反應(yīng)堆的啟迪大約20億年前，在西南非洲加蓬OKLO地區(qū)發(fā)生過天然核裂變反應(yīng)，曾持續(xù)運(yùn)行了105～106a,共耗去235U