第一章-放射性廢物管理內(nèi)容和原則.ppt

1、放射性廢物處理與處置,李全偉 西南科技大學(xué)國防科技學(xué)院 核廢物與環(huán)境安全國防重點(diǎn)學(xué)科實(shí)驗(yàn)室,目錄一,課程安排：48/36學(xué)時(shí)8/6周 第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則 第二章 放射性廢物的分類 第三章 放射性廢物的產(chǎn)生和廢物最小化 第四章 氣載和液體低中放廢物的處理 第五章 廢物的減容處理焚燒和壓實(shí) 第六章 低中放廢物固化技術(shù) 第七章 高放廢液的固化與分離,目錄二,課程安排：48/36學(xué)時(shí)8/6周 第八章 放射性污染的去污 第九章 核設(shè)施的退役 第十章 低、中放和極低放廢物的處置 第十一章 高放廢物處置 第十二章 核電站廢物的處理 第十三章 核技術(shù)利用廢物和廢舊放射源的管理,放射性廢物處理與處

2、置,內(nèi)容提要 1、放射性廢物管理內(nèi)容和原則（p110） 1.1 放射性廢物管理內(nèi)容 1.2 放射性廢物的法制管理 1.3 放射性廢物管理的基本原則 1.4 放射性廢物管理的重要環(huán)節(jié) 1.5 放射性廢物管理的輻射防護(hù)與安全,放射性廢物處理與處置,放射性廢物（radioactivewaste）定義： 放射性廢物是含有放射性核素或?yàn)榉派湫院怂厮廴?，其放射性核素的濃度或活度大于審管機(jī)構(gòu)確定的清潔解控水平，并且預(yù)期不再使用的物質(zhì)。,放射性廢物處理與處置,人類環(huán)境中放射性的來源分天然輻射源和人工輻射源。天然輻射主要來自宇宙輻射，地球和人體內(nèi)的放射性物質(zhì)。 而對公眾造成自然條件下原本不存在的輻射源稱為人工

3、輻射，主要有核試驗(yàn)、核能生產(chǎn)、放射性同位素生產(chǎn)和應(yīng)用、核材料貯存及運(yùn)輸、放射性廢物處理與處置等。,、射線,三種射線的穿透能力,放射性廢物處理與處置,放射性元素的衰變完全不受外界條件的影響：如溫度，壓力（真空）、電磁場等物理變化，或參加各種生物、化學(xué)反應(yīng)，其結(jié)果都不能改變放射性元素固有的衰變規(guī)律。 不能通過化學(xué)、物理或生物方法消除。 只能通過自身衰變或核反應(yīng)嬗變降低。,放射性廢物處理與處置,放射性衰變指數(shù)規(guī)律：任何放射性元素的原子都不會(huì)一下子全部衰變掉，假如現(xiàn)在一種放射性原子有N0個(gè)，經(jīng)過t時(shí)間后，尚未衰變的放射性原子的個(gè)數(shù)就剩下了N個(gè)。 N和N0之間有如下的關(guān)系： NN0e-t,放射性衰變指數(shù)

4、規(guī)律,放射性廢物處理與處置,自身衰變： 15P3216S32十1e0+ 核反應(yīng)嬗變： 4Be92He46C12+0n1+Q*,放射性廢物處理與處置,分散稀釋：廢氣排放、廢液排放 濃集隔離：沉淀、過濾、吸附、蒸發(fā)、 固化、埋藏,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,1.1放射性廢物管理內(nèi)容 全過程的優(yōu)化管理：產(chǎn)生、預(yù)處理、處理、整備、運(yùn)輸、 貯存和處置。 放射性廢物管理以“安全”為目的，“處置”為核心。 宗旨：廢物最小化拿出豁免的廢物，可再利用的物料、能循環(huán)使用的物料。,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,1.2放射性廢物的法制管理 國家法律： 環(huán)境保護(hù)法 19

5、89年12月26日 放射性污染防治法2003年6月28日 水污染防治法1984年5月11日 大氣污染防治法1987年9月5日 海洋環(huán)境保護(hù)法1982年8月23日,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,放射性廢物管理的組織機(jī)構(gòu) 行業(yè)主管：國家國防科工局 最高安全監(jiān)管：環(huán)保部國家核安全局 環(huán)境監(jiān)測：省市縣環(huán)保部門 主要產(chǎn)生和管理部門：中核集團(tuán)公司 直接責(zé)任者：企業(yè)法人,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,國家法規(guī)、標(biāo)準(zhǔn)： 放射性廢物安全監(jiān)督管理規(guī)定 放射環(huán)境管理辦法 放射環(huán)境管理實(shí)施細(xì)則 建設(shè)城市放射性廢物庫的暫行規(guī)定 城市放射性廢物管理辦法 中低水平放射性廢物庫

6、處置的環(huán)境政策 放射性廢物管理規(guī)定 放射性廢物分類標(biāo)準(zhǔn),放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,1.3放射性廢物管理的基本原則 國際原子能機(jī)構(gòu)（1AEA）在放射性廢物管理原則中提出了九條基本原則： （1）保護(hù)人類健康：工作人員和公眾受到的照射在國家規(guī)定的允許限值之內(nèi)。 （2）保護(hù)環(huán)境：確保向環(huán)境的釋放最少，對環(huán)境的影響達(dá)到可接受的水平。 （3）超越國界的保護(hù)：保護(hù)他國人員健康和環(huán)境影響。及時(shí)交換信息和保證越境轉(zhuǎn)移條件。,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,（4）保護(hù)后代：后代的健康。 （5）給后代的負(fù)擔(dān)：不給后代造成不適當(dāng)?shù)呢?fù)擔(dān)。應(yīng)盡量不依賴于長期對處置場的監(jiān)測

7、和對放射性廢物進(jìn)行回取。 （6）國家法律框架：放射性廢物管理必須在適當(dāng)?shù)膰曳煽蚣軆?nèi)進(jìn)行，明確劃分責(zé)任和規(guī)定獨(dú)立的審管職能。,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,（7）控制放射性廢物產(chǎn)生：盡可能少。 （8）放射性廢物產(chǎn)生和管理間的相依性：必須適當(dāng)考慮放射性廢物產(chǎn)生和管理的各階段間的相互依賴關(guān)系。 （9）設(shè)施的安全：必須保證放射性廢物管理設(shè)施使用壽期內(nèi)的安全。,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,1.4放射性廢物管理的重要環(huán)節(jié) （1）安全分析和環(huán)境影響評(píng)價(jià) （2）安全文化 美國三哩島事故和蘇聯(lián)切爾諾貝利事故 安全文化是單位和個(gè)人對安全的認(rèn)識(shí)和態(tài)度的總和，安全

8、意識(shí)淡化是滋生安全隱患的重要原因之一。 （3）質(zhì)量保證,美國賓夕法尼亞州三哩島核電站,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,美國三哩島事故概況 1979年3月28日，三哩島核電廠2號(hào)壓水堆二回路設(shè)備故障，造成失水，無法導(dǎo)出余熱，2/3堆芯熔化，50氣態(tài)裂變產(chǎn)物從燃料中釋放出來進(jìn)入安全殼，絕大部分碘和銫溶解于安全殼內(nèi)的水中，氪和氙則存留在安全殼內(nèi)的空氣中。 由于人員誤操作，造成一部分氣態(tài)裂變產(chǎn)物經(jīng)通風(fēng)系統(tǒng)和煙囪排入大氣，進(jìn)入環(huán)境的133Xe約為(1-5)1017Bq(占堆內(nèi)總量2-10)，131I為61011Bq(占堆內(nèi)總量0.00003)。,美國三哩島事故示意圖,放射性廢物處理

9、與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,美國三哩島事故后果 由于安全殼的良好屏障作用，事故后大氣中131I放射性最大濃度為1.2Bq/m3，僅相當(dāng)于安全標(biāo)準(zhǔn)的0.5。 附近居民受到的最大個(gè)人劑量不超過1mSv；有3名電廠職工略超過年規(guī)定限值50mSv輻射劑量，事故對公眾未造成任何輻射傷害，對環(huán)境的影響微不足道。,切爾諾貝利核電站主控室,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,切爾諾貝利核電站事故概況 1986年4月26日，切爾諾貝利核電站4號(hào)石墨沸水堆停堆進(jìn)行電機(jī)性能試驗(yàn)，切斷安全保護(hù)系統(tǒng)，將堆內(nèi)大部分控制棒迅速拔出，剩下8根時(shí)，反應(yīng)堆功率失控，被切斷的安全保護(hù)系統(tǒng)無法動(dòng)作。 瞬

10、發(fā)超臨界導(dǎo)致功率劇增，堆芯熔化，熔融的燃料碎粒與冷卻劑劇烈化學(xué)反應(yīng)引起蒸汽爆炸和氫氣爆炸，石墨燃燒，主回路系統(tǒng)和反應(yīng)堆廠房被破壞，大量放射性物質(zhì)逸入大氣，爆炸碎片飛落到廠房上面引起多處起火。放射性嚴(yán)重泄漏，大范圍污染環(huán)境和人員傷亡。,切爾諾貝利核電站爆炸,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,切爾諾貝利核電站事故范圍 事故后10天內(nèi)陸續(xù)進(jìn)入環(huán)境的放射性總量達(dá)121018Bq，其中惰性氣體(6-7)1018Bq(相當(dāng)于100堆內(nèi)總量)，131I為21018Bq(約占堆內(nèi)總量60)，137Cs為91016Bq(約占堆內(nèi)總量50)，134Cs為61016Bq(約占堆內(nèi)總量20)。 由

11、于大氣擴(kuò)散，整個(gè)北半球受到氣載放射性不同程度的污染，在核電廠周圍沉降最多的現(xiàn)屬于白俄羅斯、烏克蘭和俄羅斯的3萬平方公里。,切爾諾貝利核電站事故示意圖,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,切爾諾貝利核電站事故后果 現(xiàn)場消防人員和廠內(nèi)職工有幾十人受到可能致死劑量的照射，31人在數(shù)周內(nèi)急性死亡，包括非輻射原因致死的3人。有237人得急性放射病，其中有14人在10年內(nèi)死亡。400萬人受到低劑量輻射。 參加事故應(yīng)急處理的清理人員20萬人，平均每人接受輻射劑量約100mSv(少數(shù)達(dá)500mSv) ；從30km半徑范圍內(nèi)撤離的居民13.5萬人，平均每人接受輻射劑量10-20mSv，遠(yuǎn)高于公

12、眾的規(guī)定限值1mSva。,切爾諾貝利核電站事故應(yīng)急現(xiàn)場,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,切爾諾貝利核電站事故原因 操作層面：操作人員玩忽職守，違反工藝規(guī)程，違規(guī)操作。如切斷安全保護(hù)系統(tǒng)；將堆內(nèi)大部分控制棒迅速拔出；關(guān)掉蒸氣分離器的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)等。 技術(shù)層面：有重大的設(shè)計(jì)缺陷。如反應(yīng)性正氣泡系數(shù)、控制棒引入正反應(yīng)等。 決策層面：石墨水冷堆是在軍用生產(chǎn)堆基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，安全性低，體積龐大，為節(jié)省造價(jià)，無安全殼，發(fā)生事故時(shí)無法挽救。,切爾諾貝利核電站的“石棺”,切爾諾貝利核電站處置方案之一,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,（4）研究和開發(fā) （5）文件化和

13、數(shù)據(jù)庫 （6）人員培訓(xùn)和資格認(rèn)定 確保廢物的管理工作人員有必要的知識(shí)和技能。 （7）應(yīng)急計(jì)劃 針對有重大潛在危害因素的活動(dòng)。 （8）有組織的控制,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,1.5放射性廢物管理的輻射防護(hù)與安全 增加照射的人類活動(dòng)，稱為“實(shí)踐”（practice）。 減少業(yè)已存在的照射的人類活動(dòng)，稱為“干預(yù)”(intervention)。 放射性廢物是一個(gè)重要的電離輻射源與環(huán)境污染源，放射性廢物處理與處置和核設(shè)施退役，涉及職業(yè)照射、公眾照射、潛在照射、應(yīng)急照射和持續(xù)照射。,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,放射性廢物管理的輻射防護(hù)與安全原則： （1）實(shí)踐的正當(dāng)性 進(jìn)行伴有輻射照射的任何實(shí)踐之前，都必須作正當(dāng)性的判斷： 效益代價(jià)+風(fēng)險(xiǎn) 個(gè)人或人群組與社會(huì)獲得的凈利益可能在程度上是不一致的。 （2）防護(hù)與安全最優(yōu)化?？珊侠磉_(dá)到的盡量低的水平，即ALARA原則。,放射性廢物處理與處置第一章 放射性廢物管理內(nèi)容和原則,（3）個(gè)人劑量限值。 參與實(shí)踐的綜合照射所致的個(gè)人總有效劑量和有關(guān)器官或組織的總當(dāng)量劑量，不超過劑量限值（表11） 。 （4）干預(yù)的正當(dāng)性和干預(yù)措施最優(yōu)化。 把劑量限值視作安全與危險(xiǎn)的分界線；把達(dá)到限值視作保持低照射與迫使其改進(jìn)的最簡單而有效的辦法；把限值