核燃料循環(huán)及核廢物處置課件

核燃料循環(huán)及核廢物處置韓奎華hkh@山東大學(xué)能源與動力工程學(xué)院2010年5月核燃料循環(huán)及核廢物處置韓奎華1第七章

核燃料循環(huán)及核廢物處置7.1核燃料循環(huán)體系7.2核燃料循環(huán)前端7.3核燃料循環(huán)后端7.4核廢物分類與來源7.5核廢物的管理與處置7.6中國核廢物處置進展第七章

核燃料循環(huán)及核廢物處置7.1核2核燃料循環(huán)

NuclearFuelCycle

核燃料循環(huán)NuclearFuelCycle37.1核燃料循環(huán)體系

NuclearFuelCycle

前端后端7.1核燃料循環(huán)體系

NuclearFuelCycle4NuclearFuelCycleNuclearFuelCycle5核燃料循環(huán)系統(tǒng)鈾礦石開采和冶煉鈾轉(zhuǎn)化鈾同位素濃縮核燃料元件制造核電站乏燃料后處理廢物處理前端后端核燃料循環(huán)系統(tǒng)鈾礦石開采和冶煉前端后端6核燃料的制造六氟化鈾黃餅礦石冶煉轉(zhuǎn)化濃縮芯塊燒結(jié)組裝組件核燃料的制造六氟化鈾黃餅礦石冶煉轉(zhuǎn)化濃縮芯塊燒結(jié)組裝組件77.2核燃料循環(huán)前端世界鈾資源鈾礦地質(zhì)勘查鈾礦石開采和選冶Mining鈾水冶

UraniumOreProcessing鈾化合物的轉(zhuǎn)化

Conversion(UO2,UO3,UF4,UF6,U3O8,U)鈾的濃縮UraniumEnrichment核燃料元件制造

FuelFabrication(AGR,FBR,GCR,LWR,MAGNOX,MOX,PHWR,RBMK,Pellets)7.2核燃料循環(huán)前端世界鈾資源8世界鈾資源勘定儲量：5Mt推測儲量：25Mt包括海水中的鈾：25Gt世界上重要的鈾礦資源國家澳大利亞44％哈薩克斯坦20％加拿大18％南非8％美國、獨聯(lián)體、剛果、尼日利亞等我國的東北、西北、西南及中南地區(qū)都蘊藏有鈾世界鈾資源勘定儲量：5Mt9世界鈾資源分布加拿大哈薩克斯坦澳大利亞南非美國價格世界鈾資源分布加拿大哈薩克斯坦澳大利亞南非美國價格10世界鈾資源用于反應(yīng)堆的產(chǎn)能效率天然鈾資源用于熱中子反應(yīng)堆用于快中子反應(yīng)堆不回收核燃料回收核燃料并復(fù)用钚復(fù)用钚勘定儲量：5Mt811182368850推測儲量：25Mt405590118044250包括海水中的鈾：25Gt4050059000118004425001t天然鈾的產(chǎn)能值（MWd/t）5500*8000*16000*600000折算為標(biāo)準(zhǔn)煤噸數(shù)1622523600472001770000按能值折算為標(biāo)準(zhǔn)煤單位：Gt標(biāo)準(zhǔn)煤*:分離工廠貧鈾中U－235含量取0.2％世界鈾資源用于反應(yīng)堆的產(chǎn)能效率天然鈾資源用于熱中子反應(yīng)堆用于11鈾礦地質(zhì)勘查地位和作用不屬于核燃料循環(huán)提供鈾礦儲量信息鈾礦種類和價值已發(fā)現(xiàn)170多種鈾礦床及含鈾礦物具有實際開采價值只有14-18%一般鈾含量0.1-0.3%,水銀的50倍，黃金的1000倍最高的含量21%,加拿大主要在花崗巖中影響鈾礦床工業(yè)的主要因素礦石品位礦床儲量開采條件普查勘探工作程序區(qū)域地質(zhì)調(diào)查、普查和詳查、揭露評價、勘探等地形測量、地質(zhì)填圖、原始資料編錄等我國需要5年以上的時間鈾礦地質(zhì)勘查地位和作用12野外勘探遙感合成圖鈾礦地質(zhì)勘查鈾礦野外勘探遙感合成圖鈾礦地質(zhì)勘查鈾礦13鈾礦地質(zhì)勘探核工業(yè)地質(zhì)局核工業(yè)北京地質(zhì)研究院核工業(yè)航測遙感中心核工業(yè)西北地質(zhì)局二Ｏ八大隊核工業(yè)地質(zhì)局二一六大隊核工業(yè)東北地質(zhì)局二四三大隊核工業(yè)西北地質(zhì)局二Ｏ三研究所核工業(yè)中南地質(zhì)局二三Ｏ研究所核工業(yè)東北地質(zhì)局二四Ｏ研究所核工業(yè)華東地質(zhì)局二七Ｏ研究所核工業(yè)西南地質(zhì)局二八Ｏ研究所核工業(yè)華南地質(zhì)局二九Ｏ研究所核工業(yè)總公司鈾礦地質(zhì)勘探核工業(yè)地質(zhì)局核工業(yè)總公司14鈾礦石種類瀝青鈾礦鉀釩鈾礦鈾含量鈾礦石平均含鈾品位為：0.15％富礦：>0.4%儲量測量航空測量譜儀鈾儲量探明儲量：經(jīng)過地質(zhì)勘探，計算分析，得到的具體儲量預(yù)測儲量：鈾的礦床、礦田和成礦區(qū)域中比較有利的地區(qū)，根據(jù)這些地區(qū)的成礦條件推算出來的鈾礦石鈾礦石種類鈾礦石15鈾礦石鈾礦放大10000倍鈾礦石鈾礦放大10000倍16中國第一塊鈾礦石中國第一塊鈾礦石17我國的鈾資源中國是鈾礦資源不甚豐富我國鈾礦探明儲量居世界第10位之后，不能適應(yīng)發(fā)展核電的長遠需要礦床規(guī)模以中小為主礦石品位偏低一般在千分之一含量就要開采，成本較高

開發(fā)堆浸、地浸技術(shù)，可降低成本我國逐步發(fā)現(xiàn)了花崗巖型38%、火山巖型22%、砂巖型19.5%和碳硅泥巖型16%四大類型的鈾礦床北方鈾礦區(qū)以火山巖型、砂巖型為主

地浸南方鈾礦區(qū)以花崗巖型為主

堆浸我國的鈾資源中國是鈾礦資源不甚豐富18我國鈾礦分布圖廣東湖南江西云南廣西浙江新疆河北陜西我國鈾礦分布圖廣東湖南江西云南廣西浙江新疆河北陜西19我國的鈾礦分布已探明的鈾礦大小鈾礦床(田)200多個礦床以中小型為主主要分布江西、廣東、湖南、廣西，以及新疆、遼寧、云南、河北、內(nèi)蒙古、浙江、甘肅等省(區(qū))主要的鈾礦床相山鈾礦田、郴縣鈾礦床、下莊鈾礦田、產(chǎn)子坪鈾礦田、青龍鈾礦田、騰沖鈾礦床、桃山鈾礦床、小丘源鈾礦床、黃村鈾礦床、連山關(guān)鈾礦床、藍田鈾礦床、若爾蓋鈾礦床、芨嶺鈾礦床、伊犁鈾礦床、白楊河鈾礦床已經(jīng)建成和新建的廠礦衡陽鈾礦、郴州鈾礦、大浦街鈾礦、上饒鈾礦、撫州鈾礦、樂安鈾礦、翁源鈾礦、衢州鈾礦、瀾河鈾礦、仁化鈾礦、本溪鈾礦、藍田鈾礦、伊犁鈾礦等我國的鈾礦分布已探明的鈾礦20鈾礦石開采地位和作用從地下礦床中開采出工業(yè)品位的鈾礦石或?qū)⑩櫧?jīng)化學(xué)溶浸，生產(chǎn)出液體鈾化合物鈾的開采露天開采：露天出入溝用于埋藏較淺的礦體方法剝離表土和覆蓋巖石，使礦石出露，然后進行采礦穿孔爆破、采裝、運輸和排土機械化程度高、生產(chǎn)能力大、生產(chǎn)成本低、勞動條件好地下開采：井巷掘進用于埋藏較深的礦體鑿巖爆破井巷工程：決定了礦山基建時間原地浸出（地浸）通過地表鉆孔將化學(xué)反應(yīng)劑注入礦帶，通過化學(xué)反應(yīng)選擇性地溶解礦石中的鈾，并將浸出液提取出地表具有生產(chǎn)成本低，勞動強度小僅適用于具有一定地質(zhì)、水文地質(zhì)條件的礦床（砂巖型）鈾礦石開采地位和作用21湖南彬州放射性選礦廠特點中國第一個鈾礦選礦廠位于礦附近蘇聯(lián)技術(shù)建于1960年磁選分離湖南彬州放射性選礦廠特點22鈾礦石的加工－冶煉

UraniumOreProcessing鈾含量鈾礦石中的鈾含量只有千分之二鈾礦石平均含鈾品位為：0.15％富礦：>0.4%鈾的礦冶工藝從鈾礦中提取、濃縮、純化精制天然鈾產(chǎn)品的過程提煉方式鈾的選礦重力選礦、磁選選礦、放射性選礦鈾的水冶將鈾溶解的化學(xué)反應(yīng)過程（用酸或堿的水溶液）鈾的純化從純凈的溶液中提取鈾（濃縮和純化使鈾和雜質(zhì)分開）

達到較高和核純級要求的產(chǎn)品(天然鈾)產(chǎn)品固態(tài)鈾化學(xué)濃縮物鈾水冶

重鈾酸銨（黃餅）、三碳酸鈾銨純化精制

核純度的鈾氧化物（U3O8黃餅）鈾礦石的加工－冶煉

UraniumOreProcess23浸出鈾礦開采鈾礦開采與礦冶鈾礦開采從鈾礦中提取、濃縮、純化精制天然鈾產(chǎn)品提鈾礦石開采鈾的提取礦石浸出鈾含量0.1%~0.2%形態(tài)礦石礦漿粉末鈾的精制核純鈾40%~70%陶瓷等75%浸出鈾礦開采鈾礦開采與礦冶鈾礦開采提鈾礦石開采鈾的提取礦石浸24我國的鈾礦開采和礦石提煉能力中國有幾十座礦山、鈾水冶廠、鈾開采聯(lián)合企業(yè)中國的鈾處理廠在礦山附近。主要在廣東、江西、湖南等據(jù)IAEA信息，中國有1200tU/y的冶煉能力正在運行的礦石處理工廠衡陽鈾水冶廠，414廠，后改為272廠（1000t/y）撫州hengjian鈾水冶廠（200t/y）兩個關(guān)閉xx伊寧（新疆）我國的鈾礦開采和礦石提煉能力25我國鈾礦采冶企業(yè)中核金原鈾業(yè)有限公司核工業(yè)第四研究設(shè)計院核工業(yè)北京化工冶金研究院核工業(yè)江西礦冶局核工業(yè)湖南礦冶局核工業(yè)廣東礦冶局核工業(yè)甘肅礦冶局核工業(yè)新疆礦冶局核工業(yè)云南礦冶公司屬地化以后，核工業(yè)集團另外保留了8個礦（負責(zé)采礦）和1個工廠（衡陽272廠，承擔(dān)鈾的水冶任務(wù)）。核工業(yè)總公司我國鈾礦采冶企業(yè)中核金原鈾業(yè)有限公司核工業(yè)總公司26我國鈾礦石雜質(zhì)分離的生產(chǎn)方式堆浸礦石開采后運至處理廠（mill）浸出主要以北方可地浸砂巖型礦床為主（新疆、東北、內(nèi)，蒙古地區(qū)）地浸直接在礦井中浸出以南方硬巖為主堆浸提鈾我國鈾礦石雜質(zhì)分離的生產(chǎn)方式堆浸堆浸提鈾27目的在一定的工藝條件下，借助于一些化學(xué)溶劑或其它手段，將礦石中有價值的組份，選擇性地浸出或者浸取浸出方式地浸insituleaching直接在礦中浸出溶液的方式堆浸heapleaching在礦地將礦石堆在一起，用溶液浸出的方式原地爆破浸出工藝先將礦石原地爆破破碎后浸出的方式攪拌浸出（池浸）將礦石運至水冶廠，在專用攪拌浸出池中進行的方式浸出液酸法：硫酸堿法：碳酸鈉、碳酸氨、碳酸氫鈉等細菌浸出法：將礦石中的硫化物變成硫酸浸出時間：3~10h,幾十小時不等浸出率：85%~97%(攪拌浸出),5%~15%(堆浸)浸出的礦漿經(jīng)固液分離得到含鈾的清液或稀礦漿礦石浸出堆浸池浸礦石黃餅?zāi)康牡V石浸出堆浸池浸礦石黃餅28鈾的提取和沉淀產(chǎn)出目的將浸出液中的鈾與雜質(zhì)分離使鈾得到部分濃縮提取和沉淀方式離子交換法溶液萃取法加入沉淀劑使鈾化學(xué)濃縮物沉淀將沉淀物洗滌、壓濾、干燥原料含鈾礦漿產(chǎn)品鈾化學(xué)濃縮物(黃餅)重鈾酸鈉重鈾酸氨含鈾量40%~70%仍含大量雜質(zhì)黃餅yellowcake鈾的提取和沉淀產(chǎn)出目的黃餅yellowcake29中國第一座且最大的大型鈾水冶純化廠又名414廠、272廠建于1958年容量：1100tU/y，正常產(chǎn)量：500tU/y用A/IX(acidleaching/ionexchange)處理方法，磁選分離產(chǎn)品：U308product湖南衡陽鈾水冶廠礦漿濃密池浸出磨礦礦石準(zhǔn)備中國第一座且最大的大型鈾水冶純化廠湖南衡陽鈾水冶廠礦漿濃密池30江西撫州鈾礦和鈾礦加工廠中國兩大鈾礦之一Hengjian鈾礦加工廠建于1976年產(chǎn)品：U308product用A/IX(acidleaching/ionexchange)處理方法，磁選分離容量：200tU/y，正常產(chǎn)量：300tU/y江西撫州鈾礦和鈾礦加工廠中國兩大鈾礦之一31鈾的精制目的精制鹽過程，生成核純度的鈾轉(zhuǎn)化成易于氫氟化的鈾氧化物精制方式離子交換法溶液萃取法分布結(jié)晶法原料鈾化學(xué)濃縮物(重鈾酸鈉、重鈾酸氨)產(chǎn)品鈾氧化物(U3O8、UO2等)、四氟化鈾（UF4）等煅燒制取U3O8或UO2陶瓷鈾精制廠鈾的精制目的鈾精制廠32鈾水冶產(chǎn)品--黃餅yellowcake水冶后的固態(tài)鈾化學(xué)濃縮物重鈾酸銨，黃餅精制后的鈾氧化物產(chǎn)品U3O8，黃餅UF4天然鈾的原料直接上國際市場國際價格20~100$/kgU3O8鈾水冶產(chǎn)品--黃餅yellowcake水冶后的固態(tài)鈾化學(xué)33鈾轉(zhuǎn)換

conversion將水冶產(chǎn)品鈾濃縮物中的鈾轉(zhuǎn)換成核純級鈾金屬或六氟化物(UF6)的全部物理－化學(xué)過程鈾轉(zhuǎn)化工廠六氟化鈾黃餅中國有三座鈾轉(zhuǎn)化廠，主要集中在中國的西北地區(qū)即將建成在四零四廠的中國最大的集中鈾轉(zhuǎn)化廠，是我國規(guī)模最大的六氟化鈾生產(chǎn)廠鈾轉(zhuǎn)換

conversion將水冶產(chǎn)品鈾濃縮物中的鈾轉(zhuǎn)換成34鈾化合物的轉(zhuǎn)化鈾的多形態(tài)化合物鈾氧化物、碳化鈾、氮化鈾、氫化鈾、鹵化物、六氟化物熱中子堆燃料常見：鈾的氧化物、鈾的鹵化物鈾化合物轉(zhuǎn)換將水冶產(chǎn)品鈾濃縮物中的鈾轉(zhuǎn)換成核純級鈾金屬或六氟化物的全部物理－化學(xué)過程核純標(biāo)準(zhǔn)以硼當(dāng)量的百萬分之幾的基準(zhǔn)計算當(dāng)核燃料中有俘獲中子的“雜質(zhì)”時，將會降低核燃料的效能鈾化合物的轉(zhuǎn)化鈾的多形態(tài)化合物35鈾濃縮

enrichment天然鈾（0.7%U235）低濃縮鈾（3~5%U235）U235鈾濃縮

enrichment天然鈾（0.7%U235）低濃縮36鈾同位素分離擴散機群Gaseousdiffusion

鈾同位素離心級聯(lián)Ultracentrifugation鈾濃縮鈾－235同位素的濃度天然鈾：0.712％（CANDU）濃縮鈾：2(輕水堆)~10％，低濃縮鈾、高濃縮鈾貧料鈾：0.2%（未料）鈾濃縮--同位素分離鈾同位素分離擴散機群鈾同位素離心級聯(lián)鈾濃縮鈾－235同位素的37日本的濃縮廠青森県上北郡六ヶ所村大字尾駮字野附日本的濃縮廠青森県上北郡六ヶ所村大字尾駮字野附38鈾同位素分離擴散機群

Gaseousdiffusion鈾同位素分離擴散機群

Gaseousdiffusion39鈾的濃縮用于大多數(shù)核電站動力反應(yīng)堆鈾燃料的主要形式：UO2鈾－235同位素的濃度天然鈾：0.712％（CANDU）濃縮鈾：2(輕水堆)~10％，低濃縮鈾、高濃縮鈾貧料鈾：0.2%（未料）因為同位素有幾乎相同的化學(xué)特性，不易用化學(xué)分離鈾的濃縮是精煉油的物理過程利用微小質(zhì)量差分離U238和U235需首先將氧化物轉(zhuǎn)換成六氟化鈾氣體:UF6濃縮廠的最終產(chǎn)品為UF6鈾的濃縮用于大多數(shù)核電站40鈾的濃縮方法氣體擴散法最成功、最經(jīng)典的方法輕同位素氣態(tài)時移動較快，通過多孔分離膜抽取，如3%濃、0.2%貧,需要3900級美國、法國等使用氣體離心法通過重力和離心場，重的在外單位分離功耗電只是氣體擴散法的5%，成本下降了75%日本、歐洲等氣體噴嘴法高速吹向凹型壁，慣性和離心力使重物近壁面激光分離法利用吸收光的能級不同，用激光進行選擇性的激發(fā)，并使其離子化，幾乎可以達到同位素完全分離，是最有希望的分離方法商業(yè)上尚未得到試驗驗證美國、日本在研究鈾的濃縮方法氣體擴散法41世界各地的鈾濃縮廠法國意大利西班牙伊朗英國德國美國氣體擴散法氣體擴散法世界各地的鈾濃縮廠法國英國美國氣體擴散法氣體擴散法42燃料元件制造燃料芯塊壓水堆燃料組件重水堆燃料組件化工過程(將UF6轉(zhuǎn)化為UO2)

壓制過程(陶瓷)元件總裝組件組裝燃料元件制造燃料芯塊壓水堆燃料組件重水堆燃料組件化工過程(將43核燃料元件制造

fuelfabrication

核燃料特性高熱導(dǎo)率抗輻照能力避免腫脹、開裂、蠕變引起的變形化學(xué)穩(wěn)定性防止與冷卻劑的化學(xué)反應(yīng)高的熔點易加工的物理、力學(xué)性能低膨脹系數(shù)含較高濃度易裂變物資不含中子吸收截面大的其它物質(zhì)核燃料元件制造

fuelfabrication核燃料特性44核燃料元件制造燃料元件的種類陶瓷型UO2，輕水堆動力反應(yīng)堆UO2-PuO2,混合燃料（MOX燃料），液態(tài)金屬冷卻快中子反應(yīng)堆鈾金屬（生產(chǎn)裂變Pu-239的堆）彌散型棒狀、板狀、球狀制造工藝準(zhǔn)備過程化工過程：將UF6轉(zhuǎn)化為UO2，有干法、濕法，為主要經(jīng)濟過程之一壓制過程：將UO2制成粉末、壓制并燒結(jié)成芯塊，研磨、成品檢查總裝：將芯塊組合成套，組裝成燃料元件元件包殼管和端塞的準(zhǔn)備：如檢驗、探傷、加工、檢查、焊接燃料組件組裝用零件的準(zhǔn)備、套配：如外殼、管座、定位格架、連桿燃料組件的組裝，臺架檢驗核燃料元件制造燃料元件的種類45我國的核燃料元件制造企業(yè)核工業(yè)第五研究設(shè)計院（核燃料設(shè)計）四川宜賓核燃料元件廠（建中化工總公司）主要生產(chǎn)壓水堆核電站燃料元件包括30萬、60萬、90萬、100萬千瓦具備年產(chǎn)200噸燃料組件的能力包頭正在建設(shè)核燃料元件廠（光華化學(xué)工業(yè)公司）主要生產(chǎn)重水CANDU堆核電站燃料元件我國的核燃料元件制造企業(yè)核工業(yè)第五研究設(shè)計院（核燃料設(shè)計）46全球燃料循環(huán)相關(guān)設(shè)施統(tǒng)計IAEA-IAEA-NuclearFuelCycleInformationSystem（NFCIS)統(tǒng)計數(shù)據(jù) 2003全球燃料循環(huán)相關(guān)設(shè)施統(tǒng)計IAEA-IAEA-Nuclear47鈾價格無公認的國際市場鈾價格，鈾價格的彈性很大黃餅（U3O8）20~100$/kgU3O8

（燃油30$~200$/t）一個900MWe的輕水堆核電站每年約需160t天然鈾鈾轉(zhuǎn)換提供六氟化鈾狀態(tài)的金屬鈾鈾的濃縮價格在核燃料循環(huán)中具有很重要的地位鈾同位素的分離費：分離功的價格與原料濃度、濃縮鈾產(chǎn)品濃度、貧鈾濃度有關(guān)貧鈾濃度與決定了價格的升降：最優(yōu)化貧鈾濃度，0.2~0.4%燃料元件組件的加工成本以鈾金屬重量計算，約300$/kgU。鈾價格無公認的國際市場鈾價格，鈾價格的彈性很大487.3核燃料循環(huán)后端乏燃料回收Reprocessing將乏燃料中的鈾和钚分別提純出來作為新的核燃料使用MOX燃料再濃縮后利用放射性廢物的處理和儲存

中間儲存放射性廢物的處理固化深地層壓裂技術(shù)（中放廢物）分離-嬗變法（高放廢物最終處理方法）放射性廢物的的最終處置地表處置深地層埋藏處置AFRSpentFuelStorage(WetorDry)低放廢物中放廢物高放廢物7.3核燃料循環(huán)后端乏燃料回收Reprocessing低放49中國第一座動力堆乏燃料元件后處理中間試驗廠（中試工程），蘭州404廠設(shè)計能力為日處理100公斤乏燃料后處理廠檢修大廳機械設(shè)備實驗大廳乏燃料管理對乏燃料進行處理，對鈾、钚回收，并重返燃料循環(huán)中國第一座動力堆乏燃料元件后處理中間試驗廠后處理廠檢修大廳機50燃料后處理和再循環(huán)MOX燃料：混合鈾/钚氧化燃料MixeduraniumandplutoniumOxidesfuel乏燃料的處理,spendfuelPoolstorage,池內(nèi)儲存Shearing,切割Dissolution,分解Vitrification,玻璃化法國有三分之一核電站用MOX燃料燃料后處理和再循環(huán)MOX燃料：混合鈾/钚氧化燃料乏燃料的處理51鈾燃料的利用和再處理乏燃料的成分裂變產(chǎn)物：3％钚：1％鈾235:1％鈾238：95％MOX燃料混合鈾/钚氧化燃料鈾：钚＝1：1再濃縮燃料鈾235:3％鈾238：97％鈾燃料的利用和再處理乏燃料的成分MOX燃料再濃縮燃料52日本的燃料再處理廠青森県上北郡六ヶ所村大字尾駮字野附日本的燃料再處理廠青森県上北郡六ヶ所村大字尾駮字野附53世界核燃料的再處理工廠法國英國俄羅斯印度日本世界核燃料的再處理工廠法國英國俄羅斯印度日本54MOX燃料天然鈾低濃鈾（發(fā)電前）低濃鈾（發(fā)電后）MOX燃料U235U238Pu239FPU238等MOX燃料天然鈾低濃鈾（發(fā)電前）低濃鈾（發(fā)電后）MOX燃料U55核燃料的裂變比例比較鈾鈾钚钚燃耗燃耗鈾燃料堆芯MOX燃料堆芯核燃料的裂變比例比較鈾鈾钚钚燃耗燃耗鈾燃料堆芯MOX燃料堆芯56我國404廠的核燃料處理能力我國404廠的核燃料處理能力57中國已經(jīng)建成兩座中低放廢物處置場高放廢物管理技術(shù)也在積極地研究中中核清原公司負責(zé)全國的低、中放固體廢物處置場的選址、設(shè)計、建設(shè)和運行放射性廢物管理將后處理中產(chǎn)生的高、中、低放射性廢物濃縮之后進行處理和中間儲存，最后進行最終處置廣東北龍廢物處置場（8800立方米，遠期規(guī)劃容量２４萬立方米）西北廢物處置場（首期廢物容量為２萬立方米）中國已經(jīng)建成兩座中低放廢物處置場放射性廢物管理將后處理中產(chǎn)生58核廢料的來源和特性核廢料是核電站運行所產(chǎn)生的無法再回收使用，必須丟棄的廢棄物具有很強的輻射性和長效放射性特征有些元素（如钚）其半衰期可達數(shù)萬年以上，即使是低放射性的核廢料，半衰期也有達500到600年的據(jù)估計，目前全世界核廢料估計有900多噸核廢料的來源和特性核廢料是核電站運行所產(chǎn)生的無法再回收使用，59放射性廢物的處理和處置稀釋和彌散入環(huán)境低放物濃縮、包容和隔離廢物的分類高水平放射性廢物（HLW），4%中等水平的放射性廢物（MLW）低水平放射性廢物（LLW）廢物的處理和處置氣態(tài)液態(tài)固態(tài)放射性廢物的處理和處置稀釋和彌散入環(huán)境氣態(tài)60低放射性廢料的來源核能電廠在維護、除污作業(yè)、或運轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)生受放射性物質(zhì)污染的廢樹脂、濃縮液、衣物、手套、工具及廢棄的零組件，設(shè)備，或是凈化水系統(tǒng)所產(chǎn)生的殘渣核能電廠運轉(zhuǎn)壽命終了時各項廢棄核設(shè)施拆除過程中，所產(chǎn)生之廢棄物醫(yī)療院所、農(nóng)業(yè)、工業(yè)及學(xué)術(shù)研究單位使用放射性同位素過程中所產(chǎn)生的廢棄物與使用過但仍具相當(dāng)輻射強度之輻射源低放射性廢料的來源核能電廠在維護、除污作業(yè)、或運轉(zhuǎn)過程中所產(chǎn)61核電廠放射性的來源（1）放射性腐蝕產(chǎn)物被活化了的結(jié)構(gòu)材料的輻射產(chǎn)物凈化系統(tǒng)廢物被污染物電廠廢棄的零組件受污染的衣物、手套、工具等氣體廢料冷卻水經(jīng)堆心照射后形成活化氣體廢料焚化或熔融處理時產(chǎn)生的氣態(tài)腐蝕產(chǎn)物殘渣凈化系統(tǒng)樹脂廢水低放廢料核電廠放射性的來源（1）放射性腐蝕產(chǎn)物腐蝕產(chǎn)物殘渣凈化系統(tǒng)樹62低放射性廢料的處理

低階放射性廢料的處理流程廢料體積的縮?。p容）廢料的固化廢料的運輸廢料的最終處置減容與固化將放射性廢料轉(zhuǎn)變?yōu)檩^穩(wěn)定的形態(tài)使其所含的放射性核素，無法自廢料中釋出最終處置場堆存將包裝處理后的放射性廢料送往最終處置場堆存壓縮低放射性廢料的處理低階放射性廢料的處理流程壓縮63放射性廢料的固化及裝桶

放射性廢料必須固化水泥固化方法處理核電廠所產(chǎn)生的硫酸鈉濃縮液及粉狀樹脂與過濾殘渣的處理方法玻璃固化方法處理裝桶放射性廢料的固化及裝桶

放射性廢料必須固化裝桶64固化固化65低放物質(zhì)的固化低放物質(zhì)的固化66氣體放射性廢料的處理流程汽體放射性物質(zhì)的處理氣體放射性廢料的處理流程汽體放射性物質(zhì)的處理67低濃度的液態(tài)放射性廢料的處理流程低濃度的液態(tài)放射性廢料的處理流程68固態(tài)放射性廢料的減容

焚化方式處理可燃性廢料廢料的體積可以減少20至25倍壓縮方式處理非燃性放射性廢料等離子焚化熔融（未來）可將廢料體積減少2倍到10倍熔融所得的熔巖抗壓強度大于每平方公分1,000公斤焚化爐固態(tài)放射性廢料的減容焚化方式處理焚化爐69固態(tài)放射性廢料的處理流程固態(tài)放射性廢料的處理流程70減容中心壓縮裝桶搬運處理減容中心壓縮裝桶搬運處理71放射性廢物的運輸核廢料運輸器械放射性廢物的運輸核廢料運輸器械72低放射性廢料的運輸和儲存貯存場壕溝內(nèi)廢料桶排列情形低放射性廢料運輸船低放射性廢料的運輸和儲存貯存場壕溝內(nèi)廢料桶排列情形低放射性73可埋設(shè)的低放射性廢物可埋設(shè)的低放射性廢物74低放射性廢料的最終處置西班牙ElCabril低放射性廢料最終處置場最終處置場避免或減少因地下水等媒介將放射性核種遷移至人類生活圈多重障壁之設(shè)計來阻滯放射性核種的遷移確保長期置放的過程中，不致對環(huán)境質(zhì)量與人類生活安全造成不良之影響全球約有73座低放射性廢棄物最終處置場，分屬32個國家低放射性廢料的最終處置西班牙ElCabril低放射性廢料75美國邦威爾(Barnwell)低放射性廢料最終處置場哥倫比亞市近郊淺地掩埋方式進行處置廢料桶在處置溝內(nèi)放置定位后，3呎厚之砂層覆蓋其上，并填滿其間之空隙處置溝全部填滿后，其上方再覆蓋2呎之覆蓋材質(zhì)，并以振動壓土機壓實，使其壓密達到原有體積之90%約一年后，其上再覆蓋1呎之表土處置作業(yè)已完成處置作業(yè)之綠地最終處置場處置溝美國邦威爾(Barnwell)低放射性廢料最終處置場哥倫比亞76法國Centredel’Aube低放射性廢料最終處置場

設(shè)施外觀運轉(zhuǎn)情形位于巴黎東方約200公里之一片森林中1981年開始計劃執(zhí)行到1992年正式啟用約花了11年處置場擁有100萬立方公尺容量最終處置場鳥瞰圖法國Centredel’Aube低放射性廢料最終處置場

77日本六個所村低放射性廢料最終處置場

日本青森縣上北郡六個所村第一階段容量為40,000立方公尺(約為200,000桶)處置設(shè)施規(guī)劃為40個處置坑(pit)，每一個處置坑為24公尺長、24公尺寬、6公尺深，劃分為16個處置槽，每一個處置槽分為8層，每層8列、5行，可容納320桶廢料桶(每桶55加侖)，每一處置坑可容納5,120桶。最終處置場實景日本六個所村低放射性廢料最終處置場日本青森縣上北郡六個所村78低放射性廢物掩埋工廠（日本）低放射性廢物掩埋工廠（日本）79AECL的乏燃料地面貯存AECL的乏燃料地面貯存80高放廢料的處理

乏燃料三個階段管理的處理方式廠內(nèi)燃料池內(nèi)冷卻貯存(一年以上)再處理或中期貯存(40-70年)深地層最終處置即使采用再處理，再處理過程中所產(chǎn)生的高放射性廢料須以玻璃固化方法處理，但亦需進行深地層最終處置廠內(nèi)燃料池貯存乏燃料中期貯存采用混凝土護箱∕水平混凝土模塊進行干式中期貯存，一般貯存50年高放廢料的處理乏燃料81美國Surry核電廠的干式貯存法Surry核電廠乏燃料金屬貯存Surry核電廠乏燃料自池中移至金屬貯存罐之作業(yè)情形

Surry核電廠乏燃料中期貯存露天貯存場美國Surry核電廠的干式貯存法Surry核電廠乏燃料金屬貯82核廢料的最終處理核廢料的最終處理方法海洋處理陸地處理多數(shù)國家采取的是海洋處理方法，即將核廢料桶投入到選定的海域4000米以下的海底去核廢料的最終處理核廢料的最終處理方法83廢物的儲存和運輸廢物儲存庫

檢查裝置表面汚染密度測定

廢物運輸

低放射性廢物管理倉庫概略圖廢物的儲存和運輸廢物儲存庫檢查裝置表面汚染密度測定廢物運84低放射性物體的長期存儲在廢物體之間充填材料蓋土(4m以上)混凝土(2m以上)覆蓋充填低放射性物體的長期存儲在廢物體之間充填材料蓋土(4m以上)混85高放廢液貯存廠房高放廢液貯存廠房86WasteStorageFacilitiesintheUnitedStates

WastestorageWasteStorageFacilitiesinth87YuccaMountainProject

美國Yucca山核廢物處置研究計劃內(nèi)華達永久性核廢料貯藏所YuccaMountainProject

美國Yucca887.4核廢物分類與來源核廢物，也稱放射性廢物，是指任何含有放射性核素或被其污染的物質(zhì)，其中放射性核素的濃度或活度水平超過主管部門確定的豁免值，并且這些物質(zhì)在可以預(yù)見的將來不再被利用（不包括未處理的乏燃料）。分類原則，依據(jù)：物理狀態(tài)、放射性水平、來源及所含放射性核素的半衰期。如按物理狀態(tài)不同，可將核廢物分為固體核廢物、液體核廢物和氣載核廢物三類。按放射性水平不同，核廢物可被劃分為高放廢物、中放廢物、和低放廢物。7.4核廢物分類與來源核廢物，也稱放射性廢物，是指任何含有放89核廢物的危害核廢物由于具有放射性及放射毒性，進入環(huán)境后可造成大氣、水和土壤污染并可能通過多種途徑進入人體。放射性元素產(chǎn)生的電離輻射能殺死生物體的細胞，妨礙正常的細胞分裂和再生，并且引起細胞內(nèi)遺傳信息的突變。受輻射的人在數(shù)年或數(shù)十年后，可能出現(xiàn)白血病、惡性腫瘤、白內(nèi)障、生長發(fā)育遲緩、生育力降低等遠期軀體效應(yīng)；還可能出現(xiàn)胎兒性別比例變化、先天性畸形、流產(chǎn)、死產(chǎn)等遺傳效應(yīng)。核廢物的危害核廢物由于具有放射性及放射毒性，進入環(huán)境后可造成90表7-1國際原子能機構(gòu)的核廢物分類表7-1國際原子能機構(gòu)的核廢物分類91核燃料循環(huán)及核廢物處置ppt課件92核燃料循環(huán)及核廢物處置ppt課件93核廢物的來源核廢物的來源94核燃料循環(huán)及核廢物處置ppt課件95熱功率1GW的反應(yīng)堆，每年換下乏燃料元件35噸，乏燃料后處理產(chǎn)生廢液15m3。熱功率1GW的反應(yīng)堆，每年換下乏燃料元件35噸，乏燃料后處理96核燃料循環(huán)及核廢物處置ppt課件977.5核廢物的管理與處置核廢物的管理是指核廢物的收集、處理、整備、運輸、貯存和處置所涉及的行政管理和操作上的一切事項。其中對核廢物的收集、分類、化學(xué)調(diào)制和去污等，實現(xiàn)核廢物流的最佳分配過程稱為核廢物的前處理。核廢物處理的整備包括將放射性廢物轉(zhuǎn)換成適于進行運輸、貯存和處置的形態(tài)的相關(guān)活動，包括固定、固化、包裝等。核廢物的貯存是指核廢物最終處置前在控制條件下的各種形式可回取短期貯存。核廢物的處置是將放射性廢物在處置設(shè)施中放置、封閉等項活動。7.5核廢物的管理與處置核廢物的管理是指核廢物的收集、處理、98核廢物處置前環(huán)節(jié)

1．放射性廢氣和廢液的凈化、濃縮2．放射性固體廢物的壓縮、焚燒3．放射性廢物的固化4．核廢物的包裝5