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 西南科技大學國防科技學院 核廢物與環(huán)境安全國防重點學科實驗室,目錄一,課程安排：48/36學時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 第六章 低中放廢物固化技術 第七章 高放廢液的固化與分離,目錄二,課程安排：48/36學時8/6周 第八章 放射性污染的去污 第九章 核設施的退役 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為放射性核素所污染，其放射性核素的濃度或活度大于審管機構(gòu)確定的清潔解控水平，并且預期不再使用的物質(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、核能生產(chǎn)、放射性同位素生產(chǎn)和應用、核材料貯存及運輸、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、化學反應，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、物理或生物方法消除。 只能通過自身衰變或核反應嬗變降低。,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一下子全部衰變掉，假如現(xiàn)在一種放射性原子有N0個，經(jīng)過t時間后，尚未衰變的放射性原子的個數(shù)就剩下了N個。 N和N0之間有如下的關系： 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、預處理、處理、整備、運輸、 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：中核集團公司 直接責任者：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)、標準： 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)境管理實施細則 建設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 放射性廢物分類標準,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）保護環(huán)境：確保向環(huán)境的釋放最少，對環(huán)境的影響達到可接受的水平。 （3）超越國界的保護：保護他國人員健康和環(huán)境影響。及時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）保護后代：后代的健康。 （5）給后代的負擔：不給后代造成不適當?shù)呢摀?。應盡量不依賴于長期對處置場的監(jiān)測

7、和對放射性廢物進行回取。 （6）國家法律框架：放射性廢物管理必須在適當?shù)膰曳煽蚣軆?nèi)進行，明確劃分責任和規(guī)定獨立的審管職能。,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：必須適當考慮放射性廢物產(chǎn)生和管理的各階段間的相互依賴關系。 （9）設施的安全：必須保證放射性廢物管理設施使用壽期內(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)境影響評價 （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人對安全的認識和態(tài)度的總和，安全

8、意識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號壓水堆二回路設備故障，造成失水，無法導出余熱，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)通風系統(tǒng)和煙囪排入大氣，進入環(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，僅相當于安全標準的0.5。 附近居民受到的最大個人劑量不超過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號石墨沸水堆停堆進行電機性能試驗，切斷安全保護系統(tǒng)，將堆內(nèi)大部分控制棒迅速拔出，剩下8根時，反應堆功率失控，被切斷的安全保護系統(tǒng)無法動作。 瞬

10、發(fā)超臨界導致功率劇增，堆芯熔化，熔融的燃料碎粒與冷卻劑劇烈化學反應引起蒸汽爆炸和氫氣爆炸，石墨燃燒，主回路系統(tǒng)和反應堆廠房被破壞，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)進入環(huán)境的放射性總量達121018Bq，其中惰性氣體(6-7)1018Bq(相當于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、于大氣擴散，整個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，遠高于公

12、眾的規(guī)定限值1mSva。,切爾諾貝利核電站事故應急現(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。如切斷安全保護系統(tǒng)；將堆內(nèi)大部分控制棒迅速拔出；關掉蒸氣分離器的安全聯(lián)鎖系統(tǒng)等。 技術層面：有重大的設計缺陷。如反應性正氣泡系數(shù)、控制棒引入正反應等。 決策層面：石墨水冷堆是在軍用生產(chǎn)堆基礎上發(fā)展起來的，安全性低，體積龐大，為節(jié)省造價，無安全殼，發(fā)生事故時無法挽救。,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）人員培訓和資格認定 確保廢物的管理工作人員有必要的知識和技能。 （7）應急計劃 針對有重大潛在危害因素的活動。 （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與安全 增加照射的人類活動，稱為“實踐”（practice）。 減少業(yè)已存在的照射的人類活動，稱為“干預”(intervention)。 放射性廢物是一個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施退役，涉及職業(yè)照射、公眾照射、潛在照射、應急照射和持續(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與安全原則： （1）實踐的正當性 進行伴有輻射照射的任何實踐之前，都必須作正當性的判斷： 效益代價+風險 個人或人群組與社會獲得的凈利益可能在程度上是不一致的。 （2）防護與安全最優(yōu)化?？珊侠磉_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）個人劑量限值。 參與實踐的綜合照射所致的個人總有效劑量和有關器官或組織的總當量劑量，不超過劑量限值（表11） 。 （4）干預的正當性和干預措施最優(yōu)化。 把劑量限值視作安全與危險的分界線；把達到限值視作保持低照射與迫使其改進的最簡單而有效的辦法；把限值