放射性污染及其控制精选PPT.ppt

第1页，讲稿共84张，创作于星期二第五章第五章 放射性污染及其控制放射性污染及其控制 第2页，讲稿共84张，创作于星期二第五章第五章 放射性污染及其控制放射性污染及其控制第一节第一节 概述概述 第二节第二节 辐射剂量学基础辐射剂量学基础第三节第三节 放射性废物与防护标准放射性废物与防护标准第四节第四节 放射性废物处理技术放射性废物处理技术第五节第五节 放射性污染去污技术放射性污染去污技术第3页，讲稿共84张，创作于星期二1.了解环境中放射性的来源、辐射的生物效应；了解环境中放射性的来源、辐射的生物效应；2.了解放射性的基本度量单位；了解放射性的基本度量单位；3.了解放射性废物的定义和基本处理途径，了解放射性了解放射性废物的定义和基本处理途径，了解放射性废物的特点以及辐射防护的一般措施；废物的特点以及辐射防护的一般措施；4.了解放射性固体废物的处理技术、放射性废液和废气了解放射性固体废物的处理技术、放射性废液和废气的处理技术；的处理技术；5.了解放射性污染的去污技术。了解放射性污染的去污技术。本章目标本章目标第4页，讲稿共84张，创作于星期二二、辐射的生物效应二、辐射的生物效应一、环境中放射性的来源一、环境中放射性的来源第一节第一节 概述概述第5页，讲稿共84张，创作于星期二环境中放射性的来源环境中放射性的来源一一放射性：放射性：原子核自发地放射出各种射线的现象。原子核自发地放射出各种射线的现象。放射线物质：放射线物质：能发出放射线的物质。能发出放射线的物质。法国物理学家安东尼法国物理学家安东尼亨利亨利贝克勒尔贝克勒尔 1896年发现铀原子核的天然放射性年发现铀原子核的天然放射性 法国物理学家、化学家居里夫人法国物理学家、化学家居里夫人1898年，发现了放射性更强的钋和镭年，发现了放射性更强的钋和镭 1975年第十五届国际计 量大会为纪念贝克勒 尔，将放射性活度的国 际单位命名为贝可勒 尔，简称贝可，符号Bq。第6页，讲稿共84张，创作于星期二放射源放射源 天然辐射源天然辐射源（天然本底照射）（天然本底照射）宇宙射线宇宙射线 矿石、土壤、天然水、大气矿石、土壤、天然水、大气 人工辐射源人工辐射源 核试验放射性污染核试验放射性污染 核能、放射性同位素生产核能、放射性同位素生产 核材料贮存、运输核材料贮存、运输 放射性固体废物处理与处置放射性固体废物处理与处置 核设施退役核设施退役 动植物的所有组织动植物的所有组织 第7页，讲稿共84张，创作于星期二天然辐射源天然辐射源外太空的宇宙外太空的宇宙射线射线第8页，讲稿共84张，创作于星期二岩石和土壤中的天然放岩石和土壤中的天然放射性物质射性物质天然辐射源天然辐射源第9页，讲稿共84张，创作于星期二天然辐射源天然辐射源装修建材装修建材 第10页，讲稿共84张，创作于星期二家居饰品家居饰品天然辐射源天然辐射源第11页，讲稿共84张，创作于星期二首饰首饰天然辐射源天然辐射源第12页，讲稿共84张，创作于星期二人体本身及各种饮料和食物人体本身及各种饮料和食物天然辐射源天然辐射源第13页，讲稿共84张，创作于星期二人工辐射源人工辐射源医疗诊断：胸透、拍片和医疗诊断：胸透、拍片和CT等等第14页，讲稿共84张，创作于星期二原子弹爆发原子弹爆发第15页，讲稿共84张，创作于星期二1986年年4月月26号，前苏联号，前苏联乌克兰地区发生切尔诺乌克兰地区发生切尔诺贝利核泄漏事故贝利核泄漏事故 第16页，讲稿共84张，创作于星期二辐射的生物效应辐射的生物效应二二按效应发生的规律分类按效应出现的时间分类按效应出现的对象分类机体变化确定性效应近期效应躯体效应皮肤损伤生育器官损伤造血器官损伤消化器官损伤中枢神经损伤远期效应白内障免疫系统受损随机性效应癌症遗传效应遗传病第17页，讲稿共84张，创作于星期二（一）按效应发生的规律分类（一）按效应发生的规律分类 1.确定性效应 定义：定义：一种有一种有“剂量阈值剂量阈值”的效应。受照剂量大于阈值，会发生确的效应。受照剂量大于阈值，会发生确定性效应，其定性效应，其严重程度与所受剂量大小严重程度与所受剂量大小有关。有关。例子例子:白内障，皮肤损伤，生育能力损害等。白内障，皮肤损伤，生育能力损害等。控制手段：控制手段：只要将剂量限制在确定性效应的阈值以下，确定性只要将剂量限制在确定性效应的阈值以下，确定性效应就不会发生。效应就不会发生。第18页，讲稿共84张，创作于星期二2.随机性效应 定义：定义：发生概率（而非其严重程度）与剂量大小有关的效应。发生概率（而非其严重程度）与剂量大小有关的效应。特点：特点：p发生的机率与吸收剂量有关发生的机率与吸收剂量有关p不存在剂量阈值不存在剂量阈值p损害程度与吸收剂量无关损害程度与吸收剂量无关例子例子:辐射引致的癌症，遗传效应辐射引致的癌症，遗传效应随机性效应与剂量：随机性效应与剂量：“线性线性”“无阈无阈”结论：结论：通过减少不必要的照射能降低随机性效应的发生率，但不能通过减少不必要的照射能降低随机性效应的发生率，但不能完全避免。完全避免。第19页，讲稿共84张，创作于星期二（二）按效应出现的时间分类（二）按效应出现的时间分类 1.近期效应 近期效应所出现的急性放射病主要分三类型近期效应所出现的急性放射病主要分三类型:1.造血器官损伤型造血器官损伤型2.消化系统损伤型消化系统损伤型3.中枢神经损伤型中枢神经损伤型2.远期效应 定义：定义：受辐射照射六个月以后出现的机体变化，按照效应出现的对象可分为受辐射照射六个月以后出现的机体变化，按照效应出现的对象可分为躯体效应和遗传效应两类。躯体效应和遗传效应两类。第20页，讲稿共84张，创作于星期二（三）按效应出现的对象分类（三）按效应出现的对象分类 1.躯体效应 2.遗传效应 定义：定义：损伤显现在受照者身上的生物效应。损伤显现在受照者身上的生物效应。定义：定义：因生殖细胞受照后生成突变而显现在受照者后代身上因生殖细胞受照后生成突变而显现在受照者后代身上的生物效应。的生物效应。第21页，讲稿共84张，创作于星期二按效应发生的规律分类按效应出现的时间分类按效应出现的对象分类机体变化确定性效应近期效应躯体效应皮肤损伤生育器官损伤造血器官损伤消化器官损伤中枢神经损伤远期效应白内障免疫系统受损随机性效应癌症遗传效应遗传病第22页，讲稿共84张，创作于星期二放射性活度放射性活度（一）（一）吸收剂量吸收剂量（二）（二）剂量当量剂量当量（三）（三）第二节第二节 辐射剂量学基础辐射剂量学基础有效剂量当量有效剂量当量（四）（四）第23页，讲稿共84张，创作于星期二（一）放射性活度（一）放射性活度定义：定义：放射性元素或同位素每秒衰变的原子数，符号为放射性元素或同位素每秒衰变的原子数，符号为A。国际单位制：国际单位制：Bq（贝克勒尔）（贝克勒尔）1Bq：每秒有一个原子衰变，一克镭放射性活度有：每秒有一个原子衰变，一克镭放射性活度有3.71010Bq。曾用单位：曾用单位：Ci（居里），（居里），1Ci=3.71010 Bq.描述放射源的放射强度描述放射源的放射强度第24页，讲稿共84张，创作于星期二1.吸收剂量吸收剂量 定义：定义：单位质量的受照物质所吸收的平均辐射能量单位质量的受照物质所吸收的平均辐射能量，符号为符号为D。式中式中:D吸收剂量吸收剂量，Gy（戈瑞）。曾用单位（戈瑞）。曾用单位 拉德，拉德，1rad=0.01Gy；电离辐射授予质量为电离辐射授予质量为dm的物质的平的物质的平 均能量，均能量，J;dm受照物质的质量，受照物质的质量，kg。定义式：定义式：特点：适用于任何类型的辐射和受照物质，且在受照物质中的每一点都有特定的吸收剂量数值。在给出吸收剂量数值时，须指明辐射类型、介质种类和所在位置。（二）吸收剂量（二）吸收剂量0.01戈瑞快中子的剂量引起的损伤和戈瑞快中子的剂量引起的损伤和 0.1戈瑞戈瑞辐射辐射的剂量引起的损伤相当。的剂量引起的损伤相当。第25页，讲稿共84张，创作于星期二定义式：定义式：定义：定义：单位时间内的吸收剂量，符号为单位时间内的吸收剂量，符号为 。式中式中:吸收剂量率吸收剂量率，Gy/s dD 时间间隔时间间隔dt内吸收剂量的增量，内吸收剂量的增量，Gy dt时间间隔，时间间隔，s2.吸收剂量率吸收剂量率第26页，讲稿共84张，创作于星期二p生物效应影响因素：辐射类型与能量、吸收剂量与剂量率大 小、照射方式、个体差异。p不同射线在相同吸收剂量下未必产生同等程度的生物效应。（三）剂量当量（三）剂量当量定义：定义：用适当的修正因子对吸收剂量进行加权，从而使修正后的吸收剂量用适当的修正因子对吸收剂量进行加权，从而使修正后的吸收剂量更好地反映辐射对机体的危害程度，用更好地反映辐射对机体的危害程度，用H表示，即：表示，即：p单位：单位：Sv（希沃特）（希沃特）p曾用单位：曾用单位：rem（雷姆），（雷姆），1rem=0.01Sv在某点所接受的吸收剂量，Gy 品质因数，与辐射品质有关的修正因子其他任何修正因素的乘积。目前国际放射防护委员会规定：N1 0.01戈瑞快中子的剂量引起的损伤和戈瑞快中子的剂量引起的损伤和 0.1戈瑞戈瑞辐射辐射的剂量引起的损伤相当。的剂量引起的损伤相当。第27页，讲稿共84张，创作于星期二不同种类射线的品质因素（不同种类射线的品质因素（Q）辐射种类品质因素QX、射线，电子或正电子1中子（能量10keV）3中子（能量10keV）10质子10粒子、裂变碎片、反冲核20第28页，讲稿共84张，创作于星期二定义：在全身受到非均匀照射的情况下，人体所有组织或器官所接受的剂量当量与相应的权重因子的乘积之总和。（四）有效剂量当量（四）有效剂量当量 式中式中:HE 有效剂量当量，有效剂量当量，Sv；HT 剂量当量，剂量当量，Sv，在受照组织或器官中引起随机，在受照组织或器官中引起随机 效应的几率，称为危险度；效应的几率，称为危险度；WT相应器官或组织的权重因子，表示器官或组织相应器官或组织的权重因子，表示器官或组织 受电离辐射照射时产生随机效应的几率与全身受电离辐射照射时产生随机效应的几率与全身 受到均匀照射时产生的随机效应的几率之比值。受到均匀照射时产生的随机效应的几率之比值。第29页，讲稿共84张，创作于星期二器官或组织权重因子（器官或组织权重因子（tissue weighting factor，WT）组织或器官组织权重因子WT红骨髓结肠肺胃膀胱乳腺肝食道甲状腺皮肤骨表面性腺 其余组织或器官0.120.120.120.120.050.050.050.050.050.010.010.200.05第30页，讲稿共84张，创作于星期二解：解：v例：例：某人骨表面接受某人骨表面接受0.3Sv的剂量当量，而另一个人骨表面受的剂量当量，而另一个人骨表面受0.2Sv的照射，同时肝脏又受到的照射，同时肝脏又受到0.1Sv的照射，哪个人危险更的照射，哪个人危险更大些？大些？甲：甲：乙：乙：第31页，讲稿共84张，创作于星期二二、放射性废物的的特点和分类二、放射性废物的的特点和分类 一、放射性废物及处理途径一、放射性废物及处理途径第三节第三节 放射性废物与防护标准放射性废物与防护标准四、辐射防护一般措施四、辐射防护一般措施三、环境放射性防护标准三、环境放射性防护标准第32页，讲稿共84张，创作于星期二一放射性废物及处理途径放射性废物及处理途径放射性废物放射性废物：含有：含有放射性核素或被放射性核素放射性核素或被放射性核素所污染，其浓度或比活度所污染，其浓度或比活度大于审管部门确定的大于审管部门确定的清洁解控水平清洁解控水平，预期不会再被利用的，预期不会再被利用的废弃物废弃物。放射性废物的来源放射性废物的来源：核燃料生产过程；核燃料生产过程；反应堆运行过程；反应堆运行过程；核燃料后处理过程；核燃料后处理过程；其他来源。其他来源。第33页，讲稿共84张，创作于星期二p处理基本途径：处理基本途径：p放射性废气，放射性废气，中、低放放射性中、低放放射性废液：净化后有控制排放；废液：净化后有控制排放；p高高放放射射性性废废液液与与固固体体废废物物：浓浓缩缩及及固固化化处处理理，与与环环境境隔隔绝绝长长 期期安全存放；安全存放；p放射性固体废物：去污后再循环利用。放射性固体废物：去污后再循环利用。第34页，讲稿共84张，创作于星期二第35页，讲稿共84张，创作于星期二（一）放射性废物的特点 长期危害性长期危害性 放射性废物的放射性废物的辐射强度辐射强度只能随只能随时间的推移时间的推移按按指数规律指数规律逐渐衰减，逐渐衰减，一般采用物理、化学、生物处理方法都不能予以消除，只能利一般采用物理、化学、生物处理方法都不能予以消除，只能利用自然衰变的方法使之消失。放射性三废的处理方法是：用自然衰变的方法使之消失。放射性三废的处理方法是：稀释稀释分散、减容贮存和回收利用。分散、减容贮存和回收利用。二放射性废物的特点和分类放射性废物的特点和分类处理难度大处理难度大 处理技术复杂处理技术复杂 第36页，讲稿共84张，创作于星期二（二）放射性废物的分类（二）放射性废物的分类1.国家分类标准放射性废物分类标准放射性废物分类标准（GB9133-1995）按比活度和半衰期按比活度和半衰期 将放射性废物分为将放射性废物分为从处理和处置的角度 高放长寿命高放长寿命 中放长寿命中放长寿命 低放长寿命低放长寿命 中放短寿命中放短寿命 低放短寿命低放短寿命 寿命长短按半衰期寿命长短按半衰期 30年为限年为限 深地层处置深地层处置 浅地层处置浅地层处置 地表处置地表处置 第37页，讲稿共84张，创作于星期二2.其它分类方法按半衰期分为按半衰期分为长半衰期长半衰期（大于（大于100天）天）中半衰期中半衰期（10100天）天）短半衰期短半衰期（小于（小于10天）天）放射性核素经放射性核素经10倍半衰期，放射倍半衰期，放射性强度降至原来的性强度降至原来的1/1000，按照此，按照此法分类，对短半衰期废水，法分类，对短半衰期废水，甲种放射性甲种放射性废物废物（射线射线）便于便于采用贮存法简单经济地处置。采用贮存法简单经济地处置。按射线种类分为按射线种类分为甲种放射性废物甲种放射性废物（射线射线）乙种放乙种放射性废物（射性废物（射线）射线）丙种放丙种放射性废物（射性废物（射线）射线）第38页，讲稿共84张，创作于星期二（三）放射性废物的处理原则（三）放射性废物的处理原则表表5-5 国际原子能机构的放射线废物管理基本原则国际原子能机构的放射线废物管理基本原则 No.基本原则说 明1保护人类健康必须确保对人类健康的影响达到可接受水平2保护环境必须确保对环境的影响达到可接受的水平3超越国界的保护考虑超越国界的人员健康和环境的可能影响4保护后代必须保证对后代预期的健康影响不大于当今可接受的水平5给后代的负担放射性废物管理必须保证不给后代造成不适当的负担6国家法律框架必须在适当的国家法律框架内进行，明确划分责任和规定独立的审管职能7控制放射性废物产生放射性废物的产生必须尽可能最少化8放射性废物产生和管理间的相依性必须适当考虑放射性废物产生和管理的各阶段间的相互依赖关系9设施安全必须保证放射性废物管理设施使用寿期内的安全第39页，讲稿共84张，创作于星期二我国放射性废物管理我国放射性废物管理40字方针字方针减少产生、分类收集减少产生、分类收集净化浓缩、减容固化净化浓缩、减容固化严格包装、安全运输严格包装、安全运输就地暂存、集中处置就地暂存、集中处置控制排放、加强监测控制排放、加强监测第40页，讲稿共84张，创作于星期二三三环境放射性防护标准环境放射性防护标准我国在学习和借鉴世界核先进国家的经验，并参照国际原子能我国在学习和借鉴世界核先进国家的经验，并参照国际原子能机构制定的核安全与辐射防护法规、标准的基础上，结合我国机构制定的核安全与辐射防护法规、标准的基础上，结合我国国情，现已发布实施的辐射环境管理的专项法规、标准等计国情，现已发布实施的辐射环境管理的专项法规、标准等计50多项。多项。辐射防护规定辐射防护规定(GB8703-88)第41页，讲稿共84张，创作于星期二表表5-6 不同人员的有效剂量当量限值不同人员的有效剂量当量限值受照射部位辐射工作人员年有效剂量限值/mSv公众成员的年有效剂量限值/mSv正常照射特殊照射终身照射正常照射全身501002501皮肤、眼晶体15050其他单个器官50050第42页，讲稿共84张，创作于星期二四四辐射防护一般措施辐射防护一般措施外照射的防护外照射的防护1（1）时间防护时间防护 操作人员所受剂量的大小与操作时间成正比操作人员所受剂量的大小与操作时间成正比 措施：熟悉操作，缩短操作时间措施：熟悉操作，缩短操作时间 （2）距离防护距离防护 操作人员所受剂量的大小与距放射源距离的平方成反比操作人员所受剂量的大小与距放射源距离的平方成反比 措施：远距离操作措施：远距离操作第43页，讲稿共84张，创作于星期二（3）屏蔽防护屏蔽防护 射线类型常用屏蔽材料戴上手套，穿好鞋袜铝、有机玻璃、混凝土、铅、X铅、铁、钨、混凝土、砖中子水、石蜡、含硼聚乙烯第44页，讲稿共84张，创作于星期二四四辐射防护一般措施辐射防护一般措施内照射的防护内照射的防护2p 防止呼吸道的吸入（防止呼吸道的吸入（inhalation）p 防止经口、消化道的摄入（防止经口、消化道的摄入（ingestion）p 防止经皮肤、伤口的进入（防止经皮肤、伤口的进入（injection）第45页，讲稿共84张，创作于星期二二、放射性废液处理技术二、放射性废液处理技术一、放射性固体废物处理技术一、放射性固体废物处理技术第四节第四节 放射性废物处理技术放射性废物处理技术三、放射性废气处理技术三、放射性废气处理技术第46页，讲稿共84张，创作于星期二第47页，讲稿共84张，创作于星期二放射性废物处置原则：放射性废物处置原则：（1）稀释排放：）稀释排放：放射性较低的废物净化后，通过较高的烟囱放射性较低的废物净化后，通过较高的烟囱排入高空或流入江河，使排出的废物经稀释后放射性降低到对排入高空或流入江河，使排出的废物经稀释后放射性降低到对人体无害的水平。人体无害的水平。（2）浓缩贮存：）浓缩贮存：将半衰期较长、放射性较高的废物浓缩或固将半衰期较长、放射性较高的废物浓缩或固化（变成固态）后装入不锈钢桶或水泥罐等容器内，经封闭后化（变成固态）后装入不锈钢桶或水泥罐等容器内，经封闭后埋藏在专门地方，与环境隔绝长期安全存放。埋藏在专门地方，与环境隔绝长期安全存放。地层：地球表面许多地区的地层长期以来（长达几亿年）极为稳定，可放心地贮存废物，实现与生物圈的长期隔离。第48页，讲稿共84张，创作于星期二一一放射性固体废物处理技术放射性固体废物处理技术放射性固体废物放射性固体废物 湿固体湿固体 干固体干固体 蒸发残渣、沉淀泥浆、过滤滤渣、废树脂等蒸发残渣、沉淀泥浆、过滤滤渣、废树脂等 焚烧炉灰、污染劳保用品、工具、设备、焚烧炉灰、污染劳保用品、工具、设备、活性炭等活性炭等湿固体湿固体 干固体干固体 固化固化 可燃废物可燃废物 不可燃废物不可燃废物 焚烧焚烧 固化固化 切割、破碎后压缩减容、包装切割、破碎后压缩减容、包装 处处置置第49页，讲稿共84张，创作于星期二（一）固化技术（一）固化技术 弥散性物质：湿固体和焚烧炉灰等干固体弥散性物质：湿固体和焚烧炉灰等干固体 固化对象：固化对象：定义：定义：把废物掺和到惰性而稳定的基材中，废物均匀分布在把废物掺和到惰性而稳定的基材中，废物均匀分布在基材中或被基材包裹，转变为不易向环境扩散的固体。基材中或被基材包裹，转变为不易向环境扩散的固体。固化剂：固化剂：固化过固化过程所用的添加剂程所用的添加剂 固化体：固化体：结构完结构完整的整块密实固体整的整块密实固体第50页，讲稿共84张，创作于星期二1.固化的一般要求（1）放放射射性性废废物物经经固固化化处处理理后后，所所形形成成的的固固化化体体应应具具有有良良好好的的抗抗浸浸出出性性、耐辐射性、耐腐蚀性、生化稳定性及足够的机械强度等；耐辐射性、耐腐蚀性、生化稳定性及足够的机械强度等；（2）处处理理过过程程及及设设备备简简单单、可可靠靠、安安全全，材材料料和和能能量量消消耗耗要要低低，增增容比（即所形成的固化体体积与被固化废物的体积之比）要低；容比（即所形成的固化体体积与被固化废物的体积之比）要低；（3）固化剂来源丰富，价廉易得，对废物的包容量要大。）固化剂来源丰富，价廉易得，对废物的包容量要大。第51页，讲稿共84张，创作于星期二2.固化效果的评价指标固化处理效果常用浸出率、增容比、热导率、机械强度等物理、化学指标予以评价。浸出率浸出率 (1)定义：定义：固化体浸于水中或其它溶液中时，其中放射性核素的浸出速度。固化体浸于水中或其它溶液中时，其中放射性核素的浸出速度。低浸出率：低浸出率：使放射性污染的扩散减至最小，固化体可长时间存使放射性污染的扩散减至最小，固化体可长时间存放在地下处置库或水中。放在地下处置库或水中。第52页，讲稿共84张，创作于星期二热导率热导率 (2)高热导率：高热导率：使固化体内部温度过高而损坏的可能性减至最小；容许固化高浓使固化体内部温度过高而损坏的可能性减至最小；容许固化高浓度的放射性废物，又不致产生过高的内部温度。度的放射性废物，又不致产生过高的内部温度。定义：定义：在物体内部垂直于导热方向取两个相距在物体内部垂直于导热方向取两个相距1米，面积为米，面积为1平平方米的平行平面，若两个平面的温度相差方米的平行平面，若两个平面的温度相差1K，则在，则在1秒内从一秒内从一个平面传导至另一个平面的热量。个平面传导至另一个平面的热量。物质导热能力的量度 第53页，讲稿共84张，创作于星期二耐辐射性耐辐射性 (3)保证固化体不致由于放射性废物产生的辐射而损坏。保证固化体不致由于放射性废物产生的辐射而损坏。生化稳定性和耐腐蚀性生化稳定性和耐腐蚀性 (4)保证固化体不致由于周围环境介质的腐蚀或本身所含有的化学物质的腐蚀保证固化体不致由于周围环境介质的腐蚀或本身所含有的化学物质的腐蚀而损坏。而损坏。机械强度机械强度 (5)保证固化体在装卸、运输、处置期间的结构完整性，而不致出现破裂保证固化体在装卸、运输、处置期间的结构完整性，而不致出现破裂或粉碎。或粉碎。第54页，讲稿共84张，创作于星期二减容比减容比 (6)定义：定义：被固化放射性废物的体积与所形成的固化体体积的比值。被固化放射性废物的体积与所形成的固化体体积的比值。p 用来评价减量化的程度，是鉴别固化方法和衡量最终处置成用来评价减量化的程度，是鉴别固化方法和衡量最终处置成 本的一项重要指标。本的一项重要指标。数学表达式：数学表达式：式中式中:CR固化减容比固化减容比；V1固化前废物体积固化前废物体积，m3;V2固化后产品体积，固化后产品体积，m3。第55页，讲稿共84张，创作于星期二（1）水泥固化）水泥固化 （2）沥青固化）沥青固化 （3）塑料固化）塑料固化（4）玻璃固化）玻璃固化3.常用固化方法（5）陶瓷固化）陶瓷固化第56页，讲稿共84张，创作于星期二项目水泥固化沥青固化塑料固化玻璃固化陶瓷固化干废物包容量/%(质量百分数)5403060306010301530密度/（gcm-3）1.52.51.11.91.11.52.53.02.53.0浸出率/(gcm-2d-1)10-4 10-110-5 10-310-610-310-710-410-810-5抗压强度/MPa1030塑性20100(或塑性)脆性高耐辐照/Gy约108约107约107约109约109投资低中中高高操作和维修简单中等中等复杂复杂适用性低、中放废物低、中放废物低、中放废物高放、废物高放、废物应用状况工业规模工业规模工业应用工业应用研究开发表表5-8 常用固化方法常用固化方法第57页，讲稿共84张，创作于星期二（二）减容技术（二）减容技术目的：目的：减少体积，降低废物包装、贮存、运输和处置的费用。减少体积，降低废物包装、贮存、运输和处置的费用。压缩压缩 焚烧焚烧 不可燃废物不可燃废物可燃废物，焚烧灰渣必须固化处理。可燃废物，焚烧灰渣必须固化处理。松散的固体废物：压缩减容松散的固体废物：压缩减容 废弃设备：经切割、破碎后废弃设备：经切割、破碎后再压缩减容。再压缩减容。用标准用标准 容器加容器加以包装以包装第58页，讲稿共84张，创作于星期二原理原理p依靠机械力作用，使废物密实化，减少体积依靠机械力作用，使废物密实化，减少体积 1.压缩压缩 优点优点p操作简单，设备投资和运行成本低操作简单，设备投资和运行成本低 缺点缺点p减容倍数比较低减容倍数比较低(210)第59页，讲稿共84张，创作于星期二常常规压缩规压缩 超级压缩超级压缩 压缩基本方法压缩基本方法 第60页，讲稿共84张，创作于星期二 常规压缩常规压缩 p将将装装满满可可压压缩缩固固体体废废物物的的标标准准金金属属圆圆桶桶（一一般般为为220L）放放置置在在挤挤压压机机平平台台上上，由由液液压压将将挤挤压压机机圆圆盘盘压压进金属桶，重复多次直到金属桶装满为止。进金属桶，重复多次直到金属桶装满为止。p液压挤压机的工作压力在液压挤压机的工作压力在1100MPa之间。之间。p体积减缩因子约为体积减缩因子约为5。p每个金属桶约可装每个金属桶约可装100kg的固体废物。的固体废物。第61页，讲稿共84张，创作于星期二 超级压缩超级压缩 p超级压缩机的高端压力大于超级压缩机的高端压力大于100MPa。p金属、混凝土、橡胶制品和玻璃等重的废物用超金属、混凝土、橡胶制品和玻璃等重的废物用超级压缩机可压至密度约级压缩机可压至密度约2500kg/m3。废物类型减容因子压块密度/（kgm-3）金属废屑4532004000重废物的混合物3.5516002400轻废物的混合物2.53.58001280塑料制品238001120 表表5-9 超级压缩的减容情况超级压缩的减容情况 第62页，讲稿共84张，创作于星期二原理原理p将可燃性废物氧化处理成灰烬将可燃性废物氧化处理成灰烬(或残渣或残渣)。优点优点p减容比大减容比大(10100倍倍);p可使废物向无机化转变，免除热分解、腐可使废物向无机化转变，免除热分解、腐 烂、发酵和着火等危险烂、发酵和着火等危险;p可回收钚、铀等有用物质。可回收钚、铀等有用物质。2.焚烧焚烧 第63页，讲稿共84张，创作于星期二干法焚干法焚烧烧 湿法焚烧湿法焚烧 焚烧基本方法焚烧基本方法 过剩空气焚烧、控制空气焚烧、裂解、流化床、熔盐炉酸煮解、过氧化氢分解第64页，讲稿共84张，创作于星期二p对放射性废物焚烧，要求：对放射性废物焚烧，要求：p采用专门设计的焚烧炉；采用专门设计的焚烧炉；p炉内维持一定负压；炉内维持一定负压；p配置完善的排气净化系统；配置完善的排气净化系统；p焚烧灰渣应进行固化处理。焚烧灰渣应进行固化处理。注注意意第65页，讲稿共84张，创作于星期二 图图5-10 典型的焚烧炉及其废气净化系统示意图典型的焚烧炉及其废气净化系统示意图 第66页，讲稿共84张，创作于星期二核素半衰期短，衰变贮存，放射性物质浓度小于最大允许排放浓度后，排于环境中进行稀释、扩散。弱放废液弱放废液 低、中放废液：采用适当的处理方法低、中放废液：采用适当的处理方法 p将大部分的放射性废物转移到小体积的浓缩物中，并加以贮藏或进一步固化处置；p大体积废液检测合格后有控制排放高放废液：高放废液：蒸发浓缩后贮存，或利用固化技术转变为固化体，蒸发浓缩后贮存，或利用固化技术转变为固化体，进行最终处置。进行最终处置。二二放射性废液处理技术放射性废液处理技术絮凝沉淀、蒸发、离子交换、膜技术第67页，讲稿共84张，创作于星期二表表5-10 常用放射性废液处理技术的去污系数常用放射性废液处理技术的去污系数处理技术去污系数使用对象絮凝沉淀、吸附110低、中放废液，洗衣、淋浴水蒸发103106低、中放废液，高放废液离子交换10100低、中放废液（低含盐量）反渗透1040低、中放废液，洗衣、淋浴水去污系数：去污系数：放射性废液的原有放射性浓度或比活度与处理后的剩余放射性放射性废液的原有放射性浓度或比活度与处理后的剩余放射性浓度或比活度之比。浓度或比活度之比。第68页，讲稿共84张，创作于星期二三三放射性废气处理技术放射性废气处理技术放射性粉尘的处理放射性粉尘的处理放射性气溶胶的处理放射性气溶胶的处理放射性气体的处理放射性气体的处理碘同位素的处理碘同位素的处理废气的排放废气的排放工业除尘器工业除尘器 HEPA 活性炭滞留、液体吸收等活性炭滞留、液体吸收等 活性炭吸附活性炭吸附 高烟囱稀释排放高烟囱稀释排放 第69页，讲稿共84张，创作于星期二二、化学去污技术二、化学去污技术一、概述一、概述第五节第五节 放射性污染去污技术放射性污染去污技术三、机械去污技术三、机械去污技术第70页，讲稿共84张，创作于星期二p放放射射性性气气体体和和气气溶溶胶胶的的逸逸出出和和扩扩散散，放放射射性性液液体体的的跑跑、冒冒、滴滴、漏漏，生生产产、使使用用和和操操作作放放射射性性物物质质的的场场所所与与设设备备，包包括括操操作作人人员员，都都有有可可能会受到不同程度的放射性污染。能会受到不同程度的放射性污染。p放射性污染是造成辐射危害的途径之一，必须对工作人员和工作场放射性污染是造成辐射危害的途径之一，必须对工作人员和工作场所的放射性污染加以控制。所的放射性污染加以控制。p放放射射性性污污染染的的去去污污十十分分重重要要，尤尤其其对对设设备备检检修修、事事故故处处理理和和核核设设施施退退役役，这是必不可少的措施。这是必不可少的措施。第71页，讲稿共84张，创作于星期二（一）（一）（一）（一）去污的定义去污的定义（二）（二）（二）（二）去污的目的去污的目的（三）（三）（三）（三）去污技术的基本工艺类型去污技术的基本工艺类型 一一概述概述第72页，讲稿共84张，创作于星期二（一）（一）（一）（一）去污的定义去污的定义 放射性去污放射性去污 用物理、化学或生物的方法除去沉积在核设施结构、材用物理、化学或生物的方法除去沉积在核设施结构、材料或设备内外表面上的放射性物质。料或设备内外表面上的放射性物质。p 从广义来说，去污实际上只改变了放射性核素的从广义来说，去污实际上只改变了放射性核素的 存在形式和位置；存在形式和位置；p 去污过程会产生二次废物。去污过程会产生二次废物。第73页，讲稿共84张，创作于星期二评价指标评价指标 去污系数（去污系数（DF）：去污前污染物）：去污前污染物放射性活度与去污后放射性活度之放射性活度与去污后放射性活度之比。比。去污率（去污率（DE）：去除的放射性活度）：去除的放射性活度占去污前放射性活度的百分数。占去污前放射性活度的百分数。A0去污前放射性核素的活度，去污前放射性核素的活度，Bq；Aii次去污后放射性核素的活度，次去污后放射性核素的活度，Bq。第74页，讲稿共84张，创作于星期二No去污类别目 的为运行管理和检修去污在合理的范围内，降低运行和检修工作人员总的放射性照射为退役进行的去污便于手动拆卸技术的使用为废物治理进行的去污降低污染水平，使产生的废物能作为放射性较低的废物进行处理和处置为长期监护进行的去污减少监护贮存方式中残余放射源的数量，或缩短监护贮存周期为环境整治进行的去污出于政治或公众健康和安全的原因，使场地和设施恢复到不受限制使用的状态为其他目的进行的去污如经济目的（回收利用设备和材料）、事故处理等。（二）（二）（二）（二）去污的目的去污的目的 去污总的目的：去污总的目的：去除放射性污染物，去除放射性污染物，降低残留的放射性水平。降低残留的放射性水平。第75页，讲稿共84张，创作于星期二化学去污机械去污电抛光去污超声去污p每种工艺对特定系统、结构及装置的适用范围不一样；每种工艺对特定系统、结构及装置的适用范围不一样；p 去污效率各不相同；去污效率各不相同；p 制定去污技术时应反复比较。制定去污技术时应反复比较。（三）（三）（三）（三）去污技术的基本工艺类型去污技术的基本工艺类型 第76页，讲稿共84张，创作于星期二二二化学去污技术化学去污技术化学去污的原理：化学去污的原理：用用化学试剂化学试剂去除沉积在污染部件内外表去除沉积在污染部件内外表面上的放射性物质。面上的放射性物质。适用范围：适用范围：p无损伤管道系统的远距离去污；无损伤管道系统的远距离去污；p 大面积区域（如地面和墙壁）的有效去污；大面积区域（如地面和墙壁）的有效去污；p 人难以接近的表面去污。人难以接近的表面去污。第77页，讲稿共84张，创作于星期二（一）（一）（一）（一）化学去污的优缺点化学去污的优缺点（二）（二）（二）（二）化学去污常用试剂化学去污常用试剂（三）（三）（三）（三）化学去污常用工艺化学去污常用工艺 第78页，讲稿共84张，创作于星期二 优优 点点 p 试剂易得试剂易得p 去污快，效率高去污快，效率高p 操作简单、可远程遥控操作简单、可远程遥控 p 产生的放射性废气较少产生的放射性废气较少 p 清洗液经处理可回收再用清洗液经处理可回收再用 缺缺 点点 p 对粗糙多孔的表面去污率低对粗糙多孔的表面去污率低p 清洗液体积大且组分复杂清洗液体积大且组分复杂p 腐蚀和安全问题腐蚀和安全问题p 需试剂贮存和收集设施需试剂贮存和收集设施p 去污成本高去污成本高（一）（一）（一）（一）化学去污的优缺点化学去污的优缺点 第79页，讲稿共84张，创作于星期二水（水蒸气）水（水蒸气）1无机酸及酸盐（硝酸、硫酸氢钠）无机酸及酸盐（硝酸、硫酸氢钠）2有机酸及络合剂（柠檬酸、草酸过氧化物）有机酸及络合剂（柠檬酸、草酸过氧化物）3碱和含碱盐（氢氧化钠、磷酸钠等）碱和含碱盐（氢氧化钠、磷酸钠等）45氧化剂和还原剂（氧化剂和还原剂（KMnO4、H2O2）去垢剂和有机溶剂去垢剂和有机溶剂6缓蚀剂和表面活性剂缓蚀剂和表面活性剂7（二）（二）（二）（二）化学去污常用试剂化学去污常用试剂 第80页，讲稿共84张，创作于星期二常用试剂原 理优缺点举 例水（水蒸气）可溶解化学物质或浸蚀和冲洗表面上的松散碎渣，能用于所有的无孔表面 优点:价廉、易得、无毒、无腐蚀性，与大多数放射性废物系统相容缺点:易使放射性污染物扩散而难以控制 水、水蒸气无机酸及酸盐破坏和溶解金属表面的氧化膜,降低溶液的pH值以增加溶解度或金属离子的交换能力 优点：去污快而有效，酸盐的使用增加了酸去污的广泛性缺点：腐蚀性强 HNO3、HCl、H3PO4 H2SO4、Na2SO4、NaF有机酸及络合剂具有溶解金属氧化膜和分离金属污染物的双重作用 优点：腐蚀性弱，安全性较高缺点：价格昂贵，反应速度较慢 柠檬酸、草酸及草酸过氧化物碱和含碱盐去除油腻和油膜、去除油漆和其他涂层,去除碳钢的铁锈以及中和酸，作表面钝化剂优点：价廉、易贮存、比用酸材料问题少缺点：反应时间长、对铝有破坏作用 KOH、NaOH、Na2CO3、Na3PO4、(NH4)2CO3 氧化剂和还原剂处理金属氧化膜，溶解裂变产物，溶解各种化学物质 优点：补充了各种酸性溶液的去污缺点：对某些金属具有腐蚀作用 KMnO4、H2O2、K2Cr2O7去垢剂和有机溶剂处理各种设施表面、衣物和玻璃制品等的清洁剂 优点：有效而柔和的通用型清洁剂缺点：在有金属腐蚀和持久性污染物时效果不好 煤油、三氯乙烷、二甲苯、石油醚、酒精等 缓蚀剂和表面活性剂 缓蚀剂：抑制腐蚀反应和基体金属的损失；表面活性剂：使液体与表面更好地接触优点：价廉、易得、安全,几乎无材料处理问题缺点：作用有限十二烷基硫酸钠、油酸钠等第81页，讲稿共84张，创作于星期二浸泡法浸泡法 泡沫去污法泡沫去污法 常用常用常用常用工艺工艺工艺工艺循环冲洗法循环冲洗法 化学凝胶去污法化学凝胶去污法 可剥离膜去污法可剥离膜去污法 （三）（三）（三）（三）化学去污常用工艺化学去污常用工艺 第82页，讲稿共84张，创作于星期二机械去机械去污技技术表面表面清洗法清洗法表面表面去除法去除法水冲洗水冲洗 高高压水水喷洗洗 蒸汽清洗蒸汽清洗 喷砂法砂法和和喷丸法丸法 破碎破碎 剥离法剥离法