邓力豪
南华大学 湖南衡阳 421000
摘要：核废物处置场(包括尾矿库,近地表处置场,核设施与核工程退役后的废物填埋场)环境影响评价的一个重要内容是评价处置场中的核素自处置库释放,在地下介质场中(包括包气带与含水层)随地下水迁移,最终出露对人类的影响。
关键词：核废物；放射性废物；废物管理；处理和处置；环境影响；
论述了核废物特性,核废物安全管理原则,核废物的安全处理、处置技术,废放射源的安全管理,乏燃料的安全管理和核废物的环境影响等方面问题。
一、核废物安全管理原则
随着科学技术的进步,随着人们对核废物认识的提高,今天核废物的管理比任何工业废物都受到严格的管理和控制。核废物管理目标是以优化方式进行处理和处置,使当代和后代人的健康与环境免受不可接受的危害,不给后代带来不适当的负担,使核工业和核科学技术可持续地发展。国际原子能机构(IAE A)在1995年经理事会通过发布了成员国都必须遵守执行的放射性废物管理几条原则,即:(1)保护人类健康,放射性废物管理必须能够确保对人类健康的影响达到可接受水平;(2)保护环境,放射性废物管理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,放射性废物管理应考虑超越国界的人类健康和环境的可能影响;(4)保护后代,放射性废物管理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,放射性废物管理必须在适当的国家法律框架内进行;(7)控制放射性废物的产生,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的相依性,放射性废物管理必须考虑废物产生和管理各阶段间的相互依存关系;(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。核废物管理者的责任是按照国际一致同意的放射性废物管理基本原则和辐射防护原则以及国家环境保护和辐射防护的法律和法规,安全、经济、科学、合理地管理好废物。为此,核废物管理应该实施豁免和清洁解控原则,把非核废物和无害废物分出来,把可再利用、再循环的材料分出来,使核废物最少化,使真正需要处理和处置的废物得到安全处置。我国核废物管理实行方针:减少产生、分类收集、净化浓缩、减容固化、严格包装、安全运输、就地暂存、集中处置、控制排放、加强监测。
二、核废物特性
核废物是含有放射性核素或被放射性核素所污染,其放射性核素的浓度或活度大于审管机构确定的清洁解控水平并且预期不再使用的物质。
期刊文章分类查询,尽在期刊图书馆生产、使用和操作放射性物质的部门和场所都可能产生核废物,其基本来源有几个方面:(1)铀、钍矿山、水冶厂、精炼厂、浓缩厂、钚冶金厂、燃料元件加工厂等,也称核工业的前处理厂矿;(2)各类反应堆(包括核电站、核动力船舰、核动力卫星等)的运行;(3)乏燃料后处理工业活动;(4)核废物处理、处置过程;(5)放射性同位素的生产、应用与核技术应用过程,包括医院、大学和研究所的有关活动;(6)核武器的研究、生产和试验活动;(7)核设施(设备)的退役活动。核废物主要产生于核工业厂矿和核电站,同位素和核技术应用所产生的核废物量少、核素半衰期短、毒性小。核废物以固态、液态和气态形式存在,其物理和化学特性、放射性浓度或活度、半衰期和毒性可能差别很大。核废物与其他废物及其他有毒、有害物质有两大不同:1)核废物中放射性的危害作用不能通过化学、物理或生物的方法来消除,而只能通过其自身固有的衰变规律降低其放射性水平,最后达到无害化；2)核废物中的放射性核素不断地发出射线,有各种灵敏的仪器可进行探测,所以容易发现它的存在和容易判断其危害程度。
三、核废物的安全处理与处置技术
目前,世界上对低中水平核废物已有了一套安全处理和处置技术,而对高放废物的处置技术尚在开发中。放射性废气的净化方法有过滤、吸附、洗涤、滞留衰变等。净化后的气体经过监测达到允许水平后才允许排放。为了达到最好的稀释扩散,通过高烟囱(60～150 m)、选择有利地形和气象条件控制排放。排放口设置连续监测器,确保排放的安全。对于普通放射性实验室的排风,一般用高效粒子空气过滤器(HEPA)过滤就可满足要求。放射性废液因为比放和含盐量不同,处理方法和成本大不相同。处理方法有吸附、絮凝沉淀、蒸发、离子交换、电渗析、反渗透、衰变贮存等。经过净化处理的废液通过槽式排放,即先贮进一个贮槽,取样分析合格后才允许排入江湖海洋,或返回工艺过程再循环。高放废液和有机废液有特殊的处理要求。一般放射性实验室的废水容易净化到排放水平。放射性废液净化过程中所产生的泥浆、蒸发残渣、废吸附剂和废离子交换树脂需要固化处理。固化的方法有水泥固化、沥青固化、塑料固化、玻璃固化、陶瓷固化(人造岩石固化)等。目前应用最多的是水泥固化,但是为了实现废物最少化,玻璃固化受到人们的青睐。人造岩石固化是通过高温固相反应制备热力学稳定的多相钛酸盐矿物固溶体,能把核废物中的放射性核素包容进矿相的晶格位置中,因此可牢固地把放射性核素固定包容起来,特别适用于包容高毒性、长寿命锕系核素,美国和俄罗斯正在研究用它来固化钚废物。放射性固体废物的处理应把可燃性与不可燃性、可压缩性与不可压缩性废物分开来,实行焚烧或压实减容。焚烧的减容倍数可达20～100,压实的减容倍数为2～10。焚烧炉尾气净化要求高,焚烧灰要作固化处理,焚烧炉的建设和运行投资比较高。压实操作简单,投资少,应用比较普遍。为了对钢铁设备、混凝土碎块和桶装废物进一步压实,可采用1 000 T以上压力的超级压实机。放射性废物经过上面的处理和整备,有的达到国家审管部门规定的清洁解控水平而可以有限制或无限制地再循环/再利用;有的可以实行排放;有的则需要进行最终处置(见图1)。
图1核废物和物料走向流程图
对于短寿命低中放废物的处置,世界上已建有一百多个处置场,主要有4类,即工程近地表处置场、简单近地表处置场、洞穴处置库和废矿井处置库。其中以工程近地表处置场最普遍和最成熟。应该说,短寿命低中放废物的安全处置在技术上已得到圆满解决。
四、核废物的环境影响
核废物是辐射源和环境污染源。核工业、核电厂和放射性同位素用户必须高度重视核废物,提高全体员工安全意识,努力使废物最少化,安全处理和处置好核废物。我国不仅在环境法中规定了“三同时”制度,即建设项目中防治污染的设施必须与主体工程同时设计,同时施工,同时投产使用;还规定了安全分析和环境影响评价制度,确保我国核电站和新建核设施的核废物不会危及工作人员和居民健康,不会污染环境和破坏生态平衡。核废物的环境影响主要来自放射性流出物排放的环境影响和被处置废物的环境影响。为了保护工作人员和居民的健康,国家规定了严格的辐照剂量限值,从事放射性工作人员每年不得超过50m Sv,核电站周围居民每年不得超过0.25 m Sv。实际上,人们受到自然界的天然本底辐照每年约为2.4 m Sv。我国某核电站对放射性流出物的排放进行了严格控制,并通过各种办法努力减少放射性废物的产生量,因此某核电站通过气态和液态途径释放到环境中的放射性核素均远远低于国家批准的年排放值,2台机组产生的固体废物量低于200 m3/a,接近世界先进水平。
目前，很少见实测的核废物处置的环境影响评价报导,但可以确信,按现行法规标准建设的处置场完全能确保放射性核素与环境安全隔离,直至其衰减到无害水平。
参考文献：
[1]张英，浅谈核废物的安全和环境影响.2017.
[2]谢宇，核废物处置场环境影响评价中存在的若干问题.2017.
论文作者:邓力豪
论文发表刊物:《防护工程》2018年第28期
论文发表时间:2019/1/2
标签：废物论文; 放射性论文; 核素论文; 环境论文; 水平论文; 核电站论文; 废液论文; 《防护工程》2018年第28期论文;