熔盐堆含氟放射性废物磷酸盐固化方案及固化体性能研究
发布时间：2021-04-05 15:09
氟化物熔盐因为具有传热性能好、蒸汽压低、使用温度高以及高辐照下不分解等特点,而被选为熔盐堆的燃料载体和冷却剂。因而在燃料盐分析、燃料后处理、燃料载体盐分离回收等过程中都会产生各种类型的含氟放射性废物。不同于其他核反应堆产生的氧化物废物,这些废物大多以固态氟化物的形式存在。关于熔盐堆废物处理处置研究非常少,目前还不清楚最终如何处置。基于放射性废物管理的要求,熔盐堆废物的处理处置研究是相当必要的。国际上公认的固态放射性废物最有效可行的处置方法是地质处置。在地质处置之前需要固化,使其转变成密实、机械强度高、化学惰性的固态。目前建立在氧化物体系之上的固化方式不适用于这些含氟放射性废物的固化:首先其在目前普遍采用的硼硅酸盐玻璃中的溶解度很低,固化将产生很大的废物体积;其次现有的固化设施也是建立在氧化物体系之上。所以熔盐堆废物的固化必须进行新的固化材料的开发或者新工艺的研究。磷酸盐玻璃对很多在硼硅酸盐玻璃中溶解度很低的元素（如镤、钼、铁、铬、锕系元素等）有较高的包容量,因而成为近年来固化这些放射性废物的研究热点。目前没有关于磷酸盐直接固化熔盐堆产生的含氟放射性废物的研究。本文基于熔盐堆废物的特点,...
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：96 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
先进核燃料闭式循环概念示意图
1 绪论用过的个人防护工具等劳保用品。高放射性废物是指放射性活度相对较高的放射性废要是堆运行时核燃料进行裂变反应而产生的裂变产物，以及对从堆中卸出的乏燃料进步处理而产生的废物。对于气体和液体放射性废物的处理原则是：尽量回收，分散稀释，把排放量减至最低将放射性活度减至规定的允许值内。气体由烟囱向高空排放，液体与冷却循环水混合释后排入大海。放射性较高的液体废物需要通过浓缩或固化等方式转化成固态。对于废物，包括原本以固态形式存在的固体放射性废物和高放废液转化的固态废物，不能境排放，一般都采取“浓集隔离”的方式进行分类处置。半个多世纪以来，世界各国都对放射性废物的处置进行了广泛而全面的探索研究，科研人员研究的主要处置方式有地表处置、地质处置、海底处置、太空处置及其它一置方式。其中地质处置由于具有-载体固化-水泥浇注-岩石层隔离的多重屏障系统的特到各国的推崇。该技术具有放射性核素泄露风险低、对射线可实现屏蔽、技术可行、收利用及工程造价可控等优点。放射性废物的处理处置如图 1.2 所示[27]:净
图 1. 3 不同放射性固体废物的处置方方式较广的深地质处置库是由多重屏蔽层组成，首先是工程屏障形式的固化体（如玻璃、陶瓷等），将其放在金属罐内，外形成 40 ~ 50 cm 厚的外包装；在外包装外面，使用一层具料，这样，可以有效的阻止外部水分的浸入以及内部核素的稳定性好的花岗岩、粘土岩等地质条件好的地方建造处置埋。经过这些处置，确保放射性废物固化体可以安全的保存多重屏障深地质处置图如图 1.4 所示。中低放废物稳定化处理近地表填埋高放废物贮存深地质处置
【参考文献】：
期刊论文
[1]压水堆乏燃料中间贮存技术研究[J]. 刘彦章,王鑫,袁呈煜,莫怀森. 核科学与工程. 2015(01)
[2]核电——现阶段最好的低碳能源[J]. 潘自强. 中国核电. 2014(03)
[3]高硫高钠高放废液玻璃固化的配方验证[J]. 刘丽君,郄东生,周慧,李宝军,李扬,徐建华,张华. 核化学与放射化学. 2014(03)
[4]全球核电发展态势分析[J]. 佟贺丰,曹燕,张静. 高技术通讯. 2013 (07)
[5]高硫高钠高放废液玻璃固化配方研究[J]. 王孝强,庹先国,周慧,张威,李哲,陈晓丽,罗洪盛. 核化学与放射化学. 2013(03)
[6]某低中放废物处置场工艺设计与屏障特征[J]. 连国玺,荣峰,宋立权. 世界核地质科学. 2013(02)
[7]未来先进核裂变能——TMSR核能系统[J]. 江绵恒,徐洪杰,戴志敏. 中国科学院院刊. 2012(03)
[8]后福岛时期我国核电的发展[J]. 叶奇蓁. 中国电机工程学报. 2012(11)
[9]国外钍资源核能开发利用策略研究及对我国的启示[J]. 张锐平,汪永平,张雪. 核科学与工程. 2011(04)
[10]Experimental study of viscosity characteristics of hightemperature heat transfer molten salts[J]. CHEN YongChang*,WU YuTing,REN Nan & MA ChongFang Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation,Ministry of Education and Key Laboratory of Heat Transfer and Energy Conversion,Beijing Education Commission,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China. Science China（Technological Sciences）. 2011(11)
博士论文
[1]腐蚀产物CrF3对LiF-NaF-KF熔盐物化性质的影响研究[D]. 阴慧琴.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
[2]2MWt液态钍基熔盐堆辐射屏蔽的预概念设计[D]. 张志宏.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2014
[3]掺杂模拟核素铈离子的玻璃/玻璃陶瓷固化体的结构控制与性能研究[D]. 李鹏.浙江大学 2013
本文编号：3119859
【文章来源】：中国科学院大学(中国科学院上海应用物理研究所)上海市
【文章页数】：96 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
先进核燃料闭式循环概念示意图
1 绪论用过的个人防护工具等劳保用品。高放射性废物是指放射性活度相对较高的放射性废要是堆运行时核燃料进行裂变反应而产生的裂变产物，以及对从堆中卸出的乏燃料进步处理而产生的废物。对于气体和液体放射性废物的处理原则是：尽量回收，分散稀释，把排放量减至最低将放射性活度减至规定的允许值内。气体由烟囱向高空排放，液体与冷却循环水混合释后排入大海。放射性较高的液体废物需要通过浓缩或固化等方式转化成固态。对于废物，包括原本以固态形式存在的固体放射性废物和高放废液转化的固态废物，不能境排放，一般都采取“浓集隔离”的方式进行分类处置。半个多世纪以来，世界各国都对放射性废物的处置进行了广泛而全面的探索研究，科研人员研究的主要处置方式有地表处置、地质处置、海底处置、太空处置及其它一置方式。其中地质处置由于具有-载体固化-水泥浇注-岩石层隔离的多重屏障系统的特到各国的推崇。该技术具有放射性核素泄露风险低、对射线可实现屏蔽、技术可行、收利用及工程造价可控等优点。放射性废物的处理处置如图 1.2 所示[27]:净
图 1. 3 不同放射性固体废物的处置方方式较广的深地质处置库是由多重屏蔽层组成，首先是工程屏障形式的固化体（如玻璃、陶瓷等），将其放在金属罐内，外形成 40 ~ 50 cm 厚的外包装；在外包装外面，使用一层具料，这样，可以有效的阻止外部水分的浸入以及内部核素的稳定性好的花岗岩、粘土岩等地质条件好的地方建造处置埋。经过这些处置，确保放射性废物固化体可以安全的保存多重屏障深地质处置图如图 1.4 所示。中低放废物稳定化处理近地表填埋高放废物贮存深地质处置
【参考文献】：
期刊论文
[1]压水堆乏燃料中间贮存技术研究[J]. 刘彦章,王鑫,袁呈煜,莫怀森. 核科学与工程. 2015(01)
[2]核电——现阶段最好的低碳能源[J]. 潘自强. 中国核电. 2014(03)
[3]高硫高钠高放废液玻璃固化的配方验证[J]. 刘丽君,郄东生,周慧,李宝军,李扬,徐建华,张华. 核化学与放射化学. 2014(03)
[4]全球核电发展态势分析[J]. 佟贺丰,曹燕,张静. 高技术通讯. 2013 (07)
[5]高硫高钠高放废液玻璃固化配方研究[J]. 王孝强,庹先国,周慧,张威,李哲,陈晓丽,罗洪盛. 核化学与放射化学. 2013(03)
[6]某低中放废物处置场工艺设计与屏障特征[J]. 连国玺,荣峰,宋立权. 世界核地质科学. 2013(02)
[7]未来先进核裂变能——TMSR核能系统[J]. 江绵恒,徐洪杰,戴志敏. 中国科学院院刊. 2012(03)
[8]后福岛时期我国核电的发展[J]. 叶奇蓁. 中国电机工程学报. 2012(11)
[9]国外钍资源核能开发利用策略研究及对我国的启示[J]. 张锐平,汪永平,张雪. 核科学与工程. 2011(04)
[10]Experimental study of viscosity characteristics of hightemperature heat transfer molten salts[J]. CHEN YongChang*,WU YuTing,REN Nan & MA ChongFang Key Laboratory of Enhanced Heat Transfer and Energy Conservation,Ministry of Education and Key Laboratory of Heat Transfer and Energy Conversion,Beijing Education Commission,Beijing University of Technology,Beijing 100124,China. Science China（Technological Sciences）. 2011(11)
博士论文
[1]腐蚀产物CrF3对LiF-NaF-KF熔盐物化性质的影响研究[D]. 阴慧琴.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2015
[2]2MWt液态钍基熔盐堆辐射屏蔽的预概念设计[D]. 张志宏.中国科学院研究生院（上海应用物理研究所） 2014
[3]掺杂模拟核素铈离子的玻璃/玻璃陶瓷固化体的结构控制与性能研究[D]. 李鹏.浙江大学 2013
本文编号：3119859
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