1、 目目 錄錄 第一節第一節 概概 述述 第二節第二節 輻射劑量學基礎輻射劑量學基礎 第三節第三節 放射性廢物與防護標準放射性廢物與防護標準 第四節第四節 放射性廢物處理技術放射性廢物處理技術 第五節第五節 放射性污染去污技術放射性污染去污技術 一、環境中的放射源二、輻射的生物效應及其危害 第一節第一節 概概 述述 放射源放射源 天然輻射源天然輻射源（天然本底輻射）人工輻射源人工輻射源宇宙輻射宇宙輻射地球內放射性物質地球內放射性物質人體內放射性物質人體內放射性物質核試驗放射性污染核試驗放射性污染核能、放射性同位素生產核能、放射性同位素生產核材料貯存、運輸核材料貯存、運輸放射性固體廢物處理與處置放

2、射性固體廢物處理與處置核設施退役核設施退役一、環境中的放射源l世界范圍內，天然本底輻射每年對個人的世界范圍內，天然本底輻射每年對個人的平均輻射劑量約為平均輻射劑量約為2.42.4毫希（毫希（mSvmSv）l因地區天然本底輻射水平不同因地區天然本底輻射水平不同 。二、輻射的生物效應及其危害輻射的生物效應輻射的生物效應 輻射對人體的危害輻射對人體的危害 輻射的生物效應輻射的生物效應 圖圖5-1 5-1 輻射生物反應的演變過程輻射生物反應的演變過程l輻射與人體相互作用會輻射與人體相互作用會導致某些特有生物效應導致某些特有生物效應l其性質和程度主要取決其性質和程度主要取決于人體組織吸收的輻射于人體組織

3、吸收的輻射能量，能量，l演變過程如圖演變過程如圖5-15-1所示。所示。輻射的生物效應輻射的生物效應 1.1.輻射對細胞的作用輻射對細胞的作用 2.2.輻射的生物效應輻射的生物效應 1.1.輻射對細胞的作用輻射對細胞的作用 影響影響因素因素 物理因素物理因素 生物因素生物因素 輻射類型、輻射能量、吸收劑輻射類型、輻射能量、吸收劑量、劑量率、照射方式、受照量、劑量率、照射方式、受照姿勢及其在輻射場內的取向等。姿勢及其在輻射場內的取向等。 表表5-1 5-1 生物死亡生物死亡5050的吸收劑量值的吸收劑量值 種系的演化程度、機體結構、種系的演化程度、機體結構、個體不同發育階段、不同細個體不同發育階

4、段、不同細胞、組織或器官對輻射敏感胞、組織或器官對輻射敏感性各異性各異生物生物效應效應 軀體效應軀體效應 遺傳效應遺傳效應 2.2.輻射的生物效應輻射的生物效應 l輻照對受照者本身的有害效應；輻照對受照者本身的有害效應；l是由于人體普通細胞受損引起的；是由于人體普通細胞受損引起的；l只影響到受照者個人本身。只影響到受照者個人本身。l輻射引起人體細胞內的基因突變；輻射引起人體細胞內的基因突變；l是是生殖細胞受損傷引起的生殖細胞受損傷引起的有害效應；有害效應；l影響到受照者影響到受照者后代的身體缺陷后代的身體缺陷。輻射對人體的危害輻射對人體的危害 1.1.急性放射病急性放射病 v由大劑量急性照射引

5、起，多為意外核事故、由大劑量急性照射引起，多為意外核事故、 核戰爭造成。核戰爭造成。v全身性輻射損傷全身性輻射損傷v局部性輻射損傷局部性輻射損傷v按射線的作用范圍，短期大劑量外照射引起按射線的作用范圍，短期大劑量外照射引起 的輻射損傷可分成的輻射損傷可分成2.2.遠期影響遠期影響 v主要是慢性放射病和長期小劑量照射對人體主要是慢性放射病和長期小劑量照射對人體 健康的影響，多屬于健康的影響，多屬于隨機效應隨機效應。 v慢性放射病是由于慢性放射病是由于多次照射、長期累積的多次照射、長期累積的結果結果。危害取決于受輻射時間和輻射量。危害取決于受輻射時間和輻射量表表5-2 5-2 來自來自天然和人工輻

6、射源輻射的集體劑量天然和人工輻射源輻射的集體劑量 第二節第二節 輻射劑量學基礎輻射劑量學基礎 一、輻射劑量學的基本量和單位 二、輻射防護有關的量和概念 放射性活度放射性活度一、輻射劑量學的基本量和單位 照射量照射量 吸收劑量吸收劑量 劑量當量劑量當量 有效劑量當量有效劑量當量 集體劑量當量和集體劑量當量和集體有效劑量集體有效劑量 待積劑量當量待積劑量當量 放射性活度放射性活度v定義定義：單位時間內放射性原子核所發生的核：單位時間內放射性原子核所發生的核 轉變數，符號轉變數，符號A A。v單位單位：vSISI單位：單位：BqBq( (貝可貝可) )，1Bq1Bq表示每秒鐘發生表示每秒鐘發生 一次

7、核衰變；一次核衰變；v曾用單位：曾用單位：CiCi( (居里居里) )；照射量照射量1.1.照射量照射量X Xv定義定義：表示表示或或X X射線在空氣中產生電離能力射線在空氣中產生電離能力 大小的輻射量大小的輻射量。v定義式：定義式： （5-1） v單位單位：vSISI單位：單位：C/kg ；曾用單位：；曾用單位：R ( (倫琴倫琴) ) ；v1 R2.58l010 C/kg 。mdQXd射線在質量為射線在質量為dmdm的空氣中釋放出來的空氣中釋放出來的全部電子的全部電子( (正電子和負電子正電子和負電子) )被空被空氣完全阻止時，在空氣中產生的一氣完全阻止時，在空氣中產生的一種符號離子的總電

8、荷的絕對值，種符號離子的總電荷的絕對值，C C 受照空氣的質量，受照空氣的質量，kg kg v定義式：定義式： （5-2） v單位單位：單位：單位：C/（kgs） 時間間隔時間間隔dtdt照射量的增量照射量的增量, C/kg, C/kg。 時間間隔，時間間隔，s s。 dXXdtX2.2.照射量率照射量率照射量只用于量度照射量只用于量度或或X X射線在空氣介質中產生的照射效能。射線在空氣介質中產生的照射效能。吸收劑量吸收劑量 1.1.吸收劑量吸收劑量D Dv定義定義：單位質量受照物質中所吸收的平均輻單位質量受照物質中所吸收的平均輻 射能量。射能量。 v定義式：定義式： （5-3） v單位單位：

9、vSISI單位單位: :Gy（戈瑞）（戈瑞）；曾用單位；曾用單位: :radrad( (拉德拉德) ) ；v1rad=0.011rad=0.01Gy 。mdDd電離輻射授予質量為電離輻射授予質量為dmdm的物的物質的平均能量，質的平均能量，J J； 受照空氣的質量，受照空氣的質量，kg kg v定義式：定義式： （5-4） v單位單位：Gy/s時間間隔時間間隔dtdt吸收劑量的增吸收劑量的增量量, ,GyGy。 時間間隔，時間間隔，s s。 dDDdtD2.2.吸收劑量率吸收劑量率l吸收劑量在劑量學的實際應用中是一個非常重要的物理量；吸收劑量在劑量學的實際應用中是一個非常重要的物理量；l適用于

10、任何類型的輻射和受照物質，且受照物質中每一點都有特定的吸適用于任何類型的輻射和受照物質，且受照物質中每一點都有特定的吸 收劑量數值；收劑量數值；l給出吸收劑量數值時須指明輻射類型、介質種類和所在位置。給出吸收劑量數值時須指明輻射類型、介質種類和所在位置。劑量當量劑量當量 v定義定義：組織內某一點的劑量當量：組織內某一點的劑量當量 H = DQN （5-55-5）v單位單位：SvSv（希沃特）（希沃特） ；v曾用單位：曾用單位：remrem( (雷姆雷姆) )；v1rem=0.01Sv1rem=0.01Sv。l生物效應受輻射類型與能量、劑量與劑量率大小、照射條件及個體差異生物效應受輻射類型與能量

11、、劑量與劑量率大小、照射條件及個體差異等因素的影響，故相同的吸收劑量未必產生同等程度的生物效應。等因素的影響，故相同的吸收劑量未必產生同等程度的生物效應。l為了用同一尺度表示不同類型和能量的輻射照射對人體造成的生物效應為了用同一尺度表示不同類型和能量的輻射照射對人體造成的生物效應的嚴重程度或發生概率的大小，輻射防護上采用劑量當量這一輻射量。的嚴重程度或發生概率的大小，輻射防護上采用劑量當量這一輻射量。 在該點所接受的吸收在該點所接受的吸收劑量，劑量，GyGy 品質因數，用以計量劑品質因數，用以計量劑量的微觀分布對危害的量的微觀分布對危害的影響影響 國際放射防護委員會規國際放射防護委員會規定的其

12、他修正系數，目定的其他修正系數，目前規定前規定N N1 1 有效劑量當量有效劑量當量 v 受照器官和組織的總危險度按有效劑量當受照器官和組織的總危險度按有效劑量當 量計算量計算 HE=WTHT （5-65-6）式中：式中：HE有效劑量當量，有效劑量當量，Sv； HT器官或組織器官或組織T所接受的劑量當量，所接受的劑量當量，Sv； WT該器官的相對危險度系數。該器官的相對危險度系數。集體劑量當量和集體有效劑量集體劑量當量和集體有效劑量 l一次大的放射性實踐或放射性事故，一次大的放射性實踐或放射性事故，會涉及許多人，因此采用集體劑量當會涉及許多人，因此采用集體劑量當量定量表示一次放射性實踐對社會總

13、量定量表示一次放射性實踐對社會總的危害。的危害。1.1.集體劑量當量集體劑量當量v定義定義：各組內人均所接受的劑量當量與該組：各組內人均所接受的劑量當量與該組 人數相乘，然后相加所得的總劑量當量數。人數相乘，然后相加所得的總劑量當量數。TTiiiSHN (5-7)(5-7) 集體劑量當量，人集體劑量當量，人SvSv 第第i i人群組中每個人的器人群組中每個人的器官或組織官或組織T T平均所受到的平均所受到的劑量當量，劑量當量，SvSv 第第i i人群組的人數人群組的人數 集體劑量當量和集體有效劑量集體劑量當量和集體有效劑量 2.2.集體有效劑量集體有效劑量v定義定義：量度某一人群所受的輻射照射

14、，則按量度某一人群所受的輻射照射，則按集體有效劑量計算，即集體有效劑量計算，即iiiSEN (5-8)(5-8) 集體有效劑量，人集體有效劑量，人SvSv 第第i i人群組接受的平均有人群組接受的平均有效劑量，人效劑量，人SvSv 第第i i人群組的人數人群組的人數 集體劑量當量和集體有效劑量集體劑量當量和集體有效劑量 待積劑量當量待積劑量當量 v定義定義：單次攝入某種放射性核素后，在單次攝入某種放射性核素后，在5050年年期間該組織或器官所接受的總劑量當量，即期間該組織或器官所接受的總劑量當量，即 50,TSHU SEE ST (5-9)(5-9) 待積劑量當量，待積劑量當量，SvSv 源器

15、官源器官S S攝入放射性核素攝入放射性核素后后5050年內發生的總衰變數年內發生的總衰變數 l源器官中的放射性粒子源器官中的放射性粒子傳輸給單位質量靶器官的傳輸給單位質量靶器官的有效能量有效能量l(T(TS)S)表示由源器官表示由源器官S S傳傳輸給靶器官輸給靶器官T T 二、輻射防護有關的量和概念 與輻射防護有關的概念與輻射防護有關的概念 劑量與效應的關系劑量與效應的關系 劑量限制體系劑量限制體系 1 1危險度和危害危險度和危害v危害危害G : :有害效應的發生頻數與效應的嚴重有害效應的發生頻數與效應的嚴重程度的乘積，即程度的乘積，即 G = hi ri gi (5-10)(5-10) 危害

16、危害第第i i組人群接受的平組人群接受的平均劑量當量，均劑量當量，SvSv 該組發生有害效應該組發生有害效應的頻數；的頻數； 嚴重程度，對可治愈嚴重程度，對可治愈的癌癥，的癌癥，g gi i0 0；對；對致死癌癥，致死癌癥，g gi i1 1 2 2關鍵人群組（關鍵人群組（簡稱簡稱關鍵組）關鍵組）v定義定義：在某一給定實踐所涉及的各受照人群：在某一給定實踐所涉及的各受照人群組中，預期將受到最大輻射照射的人群組。組中，預期將受到最大輻射照射的人群組。v關鍵人群組所受到的輻射照射是量度公眾成關鍵人群組所受到的輻射照射是量度公眾成員由于該實踐所受劑量的員由于該實踐所受劑量的上限上限。3 3關鍵照射途

17、徑關鍵照射途徑v定義定義：某種輻射實踐對人產生照射劑量的各某種輻射實踐對人產生照射劑量的各種途徑種途徑( (食食入入、吸入、外照射等、吸入、外照射等) )中最具重要的中最具重要的意義的某一種照射途徑。意義的某一種照射途徑。 4 4關鍵核素關鍵核素v某種輻射實踐釋放的幾種核素中對受照人體某種輻射實踐釋放的幾種核素中對受照人體或人體若干器官或組織有最重要影響的核素。或人體若干器官或組織有最重要影響的核素。 與輻射防護有關的概念與輻射防護有關的概念劑量與效應的關系劑量與效應的關系按對人體的危害分為按對人體的危害分為 隨機效應隨機效應 確定性效應確定性效應 劑量與效應的關系劑量與效應的關系 “線性線性

18、”、“無閾無閾” “有閾值有閾值”效應效應 v發生幾率與劑量大小有關的效應。發生幾率與劑量大小有關的效應。v輻射防護中把隨機性效應與劑量的關系簡化地輻射防護中把隨機性效應與劑量的關系簡化地 假設為線性無閾。假設為線性無閾。v線性是指隨機性效應的發生幾率與所受劑量之間成線線性是指隨機性效應的發生幾率與所受劑量之間成線性關系。性關系。v無閾意味著任何微小的劑量都可能誘發隨機性效應。無閾意味著任何微小的劑量都可能誘發隨機性效應。v受照劑量大于閾值，就會發生確定性效應；受照劑量大于閾值，就會發生確定性效應；v其嚴重程度與所受的劑量大小有關，劑量越大后其嚴重程度與所受的劑量大小有關，劑量越大后果越嚴重；

19、果越嚴重；v具體閾值大小與個體情況有關；具體閾值大小與個體情況有關； v確定性效應的劑量閾值相當大，正常情況下一般確定性效應的劑量閾值相當大，正常情況下一般不可能達到，只有在大放射性事故下才可能發生。不可能達到，只有在大放射性事故下才可能發生。只要將劑量限制在其閾值以下，效應就只要將劑量限制在其閾值以下，效應就不會發生。不會發生。v隨機性效應隨機性效應通過減少劑量的方法雖能降低其發生率通過減少劑量的方法雖能降低其發生率，但不能完全避免。，但不能完全避免。v確定性效應確定性效應1 1輻射防護原則輻射防護原則 劑量限制體系劑量限制體系 基本原則（1 1）輻射實踐正當性）輻射實踐正當性 （2 2）輻

20、射防護最優化）輻射防護最優化 （3 3）限制個人劑量當量）限制個人劑量當量 為了達到輻射防護目的，為了達到輻射防護目的，國際放射防護委員會國際放射防護委員會（ICRPICRP）提出三項基本）提出三項基本原則原則 在施行伴有輻射的任何實踐前，在施行伴有輻射的任何實踐前，須經過正當性判斷，確認這種須經過正當性判斷，確認這種實踐具有正當理由，獲得的利實踐具有正當理由，獲得的利益大于代價益大于代價( (包括健康損害和包括健康損害和非健康損害的代價非健康損害的代價) )。 l避免一切不必要的照射，避免一切不必要的照射，l在考慮到經濟和社會因素的在考慮到經濟和社會因素的條件下，所有輻照都應保持在條件下，所

21、有輻照都應保持在可合理達到的盡量低的水平。可合理達到的盡量低的水平。 l用劑量限值對個人所受的照射用劑量限值對個人所受的照射加以限制。加以限制。 2 2基本限值基本限值（1 1）職業照射：適用于輻射工作人員）職業照射：適用于輻射工作人員vICRPICRP：5 5年平均年有效劑量限值年平均年有效劑量限值20mSv20mSv，任一年有效，任一年有效劑量不得超過劑量不得超過50mSv50mSv。vGB8703-88GB8703-88輻射防護規定輻射防護規定：年有效劑量當量限年有效劑量當量限值值50mSv50mSv；還規定了其他單個器官或組織的年劑量當；還規定了其他單個器官或組織的年劑量當量限值。量限

22、值。 （2 2）公眾照射：適用于公眾成員）公眾照射：適用于公眾成員vICRPICRP：有效劑量年限值為有效劑量年限值為1mSv1mSv，5 5年平均不超過年平均不超過1mSv1mSv。vGB8703-88GB8703-88輻射防護規定輻射防護規定：年有效劑量當量不年有效劑量當量不超過超過1 1 mSvmSv。 3 3導出限值導出限值 v根據基本限值，通過一定模式導出的供根據基本限值，通過一定模式導出的供輻射監測結果比較用的限值。輻射監測結果比較用的限值。4 4管理限值管理限值 v為了管理目的，主管部門或企業負責人可以根據最為了管理目的，主管部門或企業負責人可以根據最優化原則，對輻射防護有關的任

23、何量制定管理限值，優化原則，對輻射防護有關的任何量制定管理限值，但它們必須嚴于基本限值或導出限值。但它們必須嚴于基本限值或導出限值。 一、放射性廢物及處理途徑 二、放射性廢物的來源和分類 三、環境放射性防護標準 四、輻射防護一般措施 第三節第三節 放射性廢物與防護標準放射性廢物與防護標準 一、放射性廢物及處理途徑 v放射性廢物：放射性廢物：含放射性核素或被之污染，其含放射性核素或被之污染，其 濃度或比活度大于規定的清潔解控水平，預期濃度或比活度大于規定的清潔解控水平，預期不會再被利用的廢棄物。不會再被利用的廢棄物。v處理基本途徑處理基本途徑v濃縮及固化處理濃縮及固化處理v與環境隔絕長期安全存放

24、與環境隔絕長期安全存放v凈化后有控制排放凈化后有控制排放v去污后再循環利用去污后再循環利用 二、放射性廢物的來源和分類 放射性廢物的來源和特點放射性廢物的來源和特點 放射性廢物的分類放射性廢物的分類 放射性廢物的處理原則放射性廢物的處理原則 放射性廢物來源和特點放射性廢物來源和特點 來源 核設施產生的放射性廢物核設施產生的放射性廢物 伴生礦產生的放射性廢物伴生礦產生的放射性廢物 核技術應用產生的放射性廢物核技術應用產生的放射性廢物 核設施產生的放射性廢物（圖核設施產生的放射性廢物（圖5-25-2） 圖圖5-25-2 核設施產生的放射性廢物核設施產生的放射性廢物伴生礦產生的放射性廢物（圖伴生礦產

25、生的放射性廢物（圖5-35-3） 圖圖5-3 5-3 伴生礦產生的放射性廢物伴生礦產生的放射性廢物核技術應用產生放射性廢物（圖核技術應用產生放射性廢物（圖5-45-4） 圖圖5-4 5-4 核技術應用產生放射性廢物核技術應用產生放射性廢物 放射性廢物的來源和特點放射性廢物的來源和特點 特點 （1 1）長期危害性）長期危害性 （2 2）處理難度大）處理難度大 （3 3）處理技術復雜）處理技術復雜 放射性廢物的分類放射性廢物的分類 1 1國家分類標準國家分類標準 放射性廢物分類標準放射性廢物分類標準 (GB 9133-1995)(GB 9133-1995)（表（表5-45-4） 按按比活度比活度和

26、和半衰期半衰期將放射性廢物分為將放射性廢物分為高放長壽命高放長壽命中放長壽命中放長壽命低放長壽命低放長壽命中放短壽命中放短壽命低放短壽命低放短壽命從處理和處置的角度從處理和處置的角度 壽命長短按半壽命長短按半衰期衰期3030年為限年為限 放射性廢物的分類放射性廢物的分類 2 2其他分類方法其他分類方法v按按半衰期半衰期分為分為長半衰期長半衰期(100(100天天) )中半衰期中半衰期(10(10100100天天) )短半衰期短半衰期(10(10天天) ) v按按射線種類射線種類：甲、乙、丙種放射性廢物。：甲、乙、丙種放射性廢物。v按按廢液的廢液的pHpH：酸性放射性廢水、堿性放：酸性放射性廢水

27、、堿性放射性廢水（較少用）射性廢水（較少用） 放射性核素經放射性核素經1010倍半衰期倍半衰期, ,放射性強放射性強度降至度降至1/10001/1000，按此法分類，對短半，按此法分類，對短半衰期廢水，便于采用貯存法簡單經濟衰期廢水，便于采用貯存法簡單經濟地處置。地處置。 v表表5-5 IAEA5-5 IAEA放射性廢物管理基本原則放射性廢物管理基本原則 放射性廢物的處理原則放射性廢物的處理原則 v我國我國放射性廢物管理放射性廢物管理4040字方針字方針 放射性廢物的處理原則放射性廢物的處理原則 減少產生、分類收集、減少產生、分類收集、凈化濃縮、減容固化、凈化濃縮、減容固化、嚴格包裝、安全運輸

28、、嚴格包裝、安全運輸、就地暫存、集中處置、就地暫存、集中處置、控制排放、加強監測。控制排放、加強監測。 依據依據IAEA的基的基本原本原則制則制定定 三、環境放射性防護標準 v我國現已發布實施的輻射環境管理的專項法我國現已發布實施的輻射環境管理的專項法 規、標準等計規、標準等計5050多項。多項。v對于核設施（軍、民）、核技術應用和伴生對于核設施（軍、民）、核技術應用和伴生 礦物資源開發，除遵守環境保護法規的基本礦物資源開發，除遵守環境保護法規的基本 原則外，著重強調輻射環境管理的特殊要求。原則外，著重強調輻射環境管理的特殊要求。v我國強制性執行的關于輻射防護國家標準及我國強制性執行的關于輻射

29、防護國家標準及 規定可參見有關標準。規定可參見有關標準。四、輻射防護一般措施表表5-7 5-7 輻射防護一般措施輻射防護一般措施二、放射性廢液處理技術 三、放射性廢氣處理技術 第四節第四節 放射性廢物處理技術放射性廢物處理技術 一、放射性固體廢物處理技術 一、放射性固體廢物處理技術 放射性放射性固體廢物固體廢物 濕固體濕固體 干固體干固體 蒸發殘渣、沉淀泥漿、廢樹脂等蒸發殘渣、沉淀泥漿、廢樹脂等焚燒爐灰、污染用品、工具、設備、焚燒爐灰、污染用品、工具、設備、廢過濾器芯、活性炭等廢過濾器芯、活性炭等固化技術固化技術 減容技術減容技術 一、放射性固體廢物處理技術 固化技術固化技術 v固化對象：固化

30、對象：彌散性物質彌散性物質 l放射性廢液處理產放射性廢液處理產生的泥漿、蒸發殘渣生的泥漿、蒸發殘渣和廢樹脂等濕固體；和廢樹脂等濕固體；l焚燒爐灰等干固體焚燒爐灰等干固體v固化：固化：在放射性廢物中添加固化劑，使在放射性廢物中添加固化劑，使 其轉變為不易向環境擴散的固體的過程。其轉變為不易向環境擴散的固體的過程。 1.1.固化的一般要求固化的一般要求 1.1.固化的一般要求固化的一般要求 2.2.常用固化方法常用固化方法（表（表5-85-8） 表表5-8 5-8 常用固化方法常用固化方法 2.2.常用固化方法常用固化方法 （1 1）水泥固化）水泥固化 （2 2）瀝青固化）瀝青固化 （3 3）塑料

31、固化）塑料固化（4 4）玻璃固化）玻璃固化（1 1）水泥固化）水泥固化 原理原理v基于水泥的水合和水硬膠凝作用。基于水泥的水合和水硬膠凝作用。 適用適用v中、低放廢水濃縮物的固化。中、低放廢水濃縮物的固化。 配方配方v實驗確定。實驗確定。v影響水泥固化配方的主要因素影響水泥固化配方的主要因素: :廢物種類、廢物種類、pHpH、水泥類型、添加劑、水泥類型、添加劑、廢物比、水灰比廢物比、水灰比( (水與水泥重量比水與水泥重量比) )、鹽灰比鹽灰比( (廢物干鹽分與水泥重量比廢物干鹽分與水泥重量比) )、固化體要求。固化體要求。 （1 1）水泥固化）水泥固化 v工藝、設備簡單，投資費用少；工藝、設備

32、簡單，投資費用少；v可連續操作；可連續操作；v可直接在貯存容器中固化。可直接在貯存容器中固化。v增容大（增容大（所得到的固化物體積約為摻所得到的固化物體積約為摻 入廢物體積的入廢物體積的1.671.67倍倍）；）；v放射性核素的浸出率較高。放射性核素的浸出率較高。 優點優點缺點缺點桶內混合桶內混合 在線混合在線混合 其他方法其他方法 水泥固化基本方法水泥固化基本方法 桶內混合桶內混合 圖圖5-5 5-5 桶內混合的廢物水泥固化系統桶內混合的廢物水泥固化系統在線混合在線混合 圖圖5-6 5-6 在線混合的廢物水泥固化系統在線混合的廢物水泥固化系統其他方法其他方法 v水力壓裂地下水泥固化法水力壓裂

33、地下水泥固化法利用石油開采技術，把中放廢液、水利用石油開采技術，把中放廢液、水泥和添加劑混合灰漿，以高壓（注射泥和添加劑混合灰漿，以高壓（注射壓力約壓力約151530MPa30MPa）注入）注入200200400m400m深深的不滲透的頁巖層裂縫中，凝結固化。的不滲透的頁巖層裂縫中，凝結固化。v大體積澆注水泥固化大體積澆注水泥固化法法低、中放廢物處置場就地進行水泥固低、中放廢物處置場就地進行水泥固化的方法，適用于處置場附近廢物量化的方法，適用于處置場附近廢物量大的核設施。大的核設施。v移動式水泥固化移動式水泥固化法法適于核設施分散，廢物點多、量小的適于核設施分散，廢物點多、量小的地區，經濟實用

34、。國外普遍使用，我地區，經濟實用。國外普遍使用，我國依靠進口。國依靠進口。 水泥固化技術指標水泥固化技術指標 v浸出率浸出率水泥固化產品浸出率較高，按其幾何水泥固化產品浸出率較高，按其幾何表面計算可高達表面計算可高達1010-2-2g gcmcm2 2dd。 v廢物包容量廢物包容量鹽灰比大，包容廢物量大，但產品機鹽灰比大，包容廢物量大，但產品機械強度降低。鹽灰比一般為械強度降低。鹽灰比一般為0.150.150.30.3，最高可達最高可達0.50.5。 v機械強度機械強度國家標準規定國家標準規定7MPa7MPa。機械強度低的。機械強度低的產品易崩裂，表面積增大，導致環境產品易崩裂，表面積增大，導

35、致環境污染。污染。 v水灰比水灰比水灰比大，凝固時間加長，機械強度水灰比大，凝固時間加長，機械強度低，可能殘留水分未被完全凝固。低，可能殘留水分未被完全凝固。 （2 2）瀝青固化）瀝青固化 原理原理v放射性廢液與瀝青皂化反應放射性廢液與瀝青皂化反應。 適用適用v低、中放射性蒸發殘液、化學沉低、中放射性蒸發殘液、化學沉 淀物、焚燒爐灰分等淀物、焚燒爐灰分等 v瀝青固化物滲透性和水溶解度很低；瀝青固化物滲透性和水溶解度很低； v與絕大多數環境條件兼容；與絕大多數環境條件兼容； v核素浸出率低，減容大，經濟。核素浸出率低，減容大，經濟。v瀝青中不能添加強氧化劑；瀝青中不能添加強氧化劑；v固化溫度不能

36、過高（固化溫度不能過高（180180230230），）， 否則固化體可能燃燒。否則固化體可能燃燒。優點優點缺點缺點（2 2）瀝青固化）瀝青固化 高溫熔化高溫熔化蒸發法蒸發法 機械機械乳化法乳化法 化學化學乳化法乳化法 瀝青固化基本方法瀝青固化基本方法 高溫熔化蒸發法高溫熔化蒸發法 圖圖5-7 5-7 刮板薄膜蒸發器瀝青固化流程示意圖刮板薄膜蒸發器瀝青固化流程示意圖 機械乳化法機械乳化法 圖圖5-8 5-8 雙螺桿擠壓機的暫時乳化法瀝青固化流程雙螺桿擠壓機的暫時乳化法瀝青固化流程 化學乳化法化學乳化法 v常溫下放射性廢物與乳化瀝青混合加熱，使常溫下放射性廢物與乳化瀝青混合加熱，使水分和易揮發有機

37、組分蒸發，脫水干燥后的混水分和易揮發有機組分蒸發，脫水干燥后的混合物排入廢物容器，冷卻硬化成瀝青固化體。合物排入廢物容器，冷卻硬化成瀝青固化體。v優點：優點：乳化瀝青在常溫下能順利流動，低乳化瀝青在常溫下能順利流動，低溫蒸發使瀝青降解達到最低限度，相當低的溫蒸發使瀝青降解達到最低限度，相當低的攪拌速度即可達到充分混合。攪拌速度即可達到充分混合。v缺點：缺點：不適于處理含硝酸鹽和亞硝酸鹽的不適于處理含硝酸鹽和亞硝酸鹽的廢物。廢物。瀝青固化技術指標瀝青固化技術指標 v浸出率浸出率l直餾瀝青固化產品浸出率低；直餾瀝青固化產品浸出率低；l混合均勻、孔隙度小的產品浸出率混合均勻、孔隙度小的產品浸出率較低

38、；較低；l堿性固化的浸出率較低。堿性固化的浸出率較低。 v輻照穩定性輻照穩定性l輻照影響隨瀝青類型、所摻入廢物輻照影響隨瀝青類型、所摻入廢物的性質和數量、以及累積吸收劑量和的性質和數量、以及累積吸收劑量和劑量率而變化。劑量率而變化。 v減容比減容比l瀝青固化廢物體積一般減小。瀝青固化廢物體積一般減小。l提高產品含鹽量，減容比增大，但提高產品含鹽量，減容比增大，但易使瀝青硬化，黏度增加。易使瀝青硬化，黏度增加。（3 3）塑料固化）塑料固化 v放射性廢物濃縮物（如樹脂、泥漿、蒸放射性廢物濃縮物（如樹脂、泥漿、蒸殘液、焚燒灰等）摻入有機聚合物而固化殘液、焚燒灰等）摻入有機聚合物而固化的方法。的方法。

39、 v用于廢物處理的聚合物有脲甲醛、聚乙用于廢物處理的聚合物有脲甲醛、聚乙烯、苯乙烯烯、苯乙烯- -二乙烯苯共聚物二乙烯苯共聚物( (用于蒸殘液用于蒸殘液) )，環氧樹脂環氧樹脂( (用于廢離子交換樹脂用于廢離子交換樹脂) )，聚酯，聚酯，聚氯乙烯，聚氨基甲酸乙酯等。聚氯乙烯，聚氨基甲酸乙酯等。 v水與放射性組分可一同摻入聚合物；水與放射性組分可一同摻入聚合物；v對可溶性鹽有很高的摻和效率；對可溶性鹽有很高的摻和效率；v固化體浸出率低；固化體浸出率低；v固化體體積小，密度小，不可燃。固化體體積小，密度小，不可燃。v某些有機聚合物能被生物降解；某些有機聚合物能被生物降解；v固化物老化破碎可能造成二

40、次污染；固化物老化破碎可能造成二次污染；v固化材料價格貴。固化材料價格貴。 優點優點缺點缺點（3 3）塑料固化）塑料固化 （4 4）玻璃固化）玻璃固化 v以玻璃原料為固化劑與以玻璃原料為固化劑與高放廢物高放廢物混合，混合，高溫高溫(900(9001200)1200)蒸發、煅燒、熔融、燒蒸發、煅燒、熔融、燒結，裝桶后經退火處理成玻璃固化體。結，裝桶后經退火處理成玻璃固化體。 原理原理v類似的高放固化工藝類似的高放固化工藝v陶瓷固化陶瓷固化: : 添加黏土頁巖添加黏土頁巖v人工合成巖固化人工合成巖固化: :添加鋯、鈦、鋇、鋁添加鋯、鈦、鋇、鋁氧化物。氧化物。v放射性浸出率很低。放射性浸出率很低。v

41、高放廢液玻璃固化溫度高；高放廢液玻璃固化溫度高；v放射性核素揮發量大放射性核素揮發量大v設備腐蝕極為嚴重設備腐蝕極為嚴重v技術難度大，處理成本高。技術難度大，處理成本高。優點優點缺點缺點（4 4）玻璃固化）玻璃固化 間歇式進料法間歇式進料法 連續式進料法連續式進料法 玻璃固化基本方法玻璃固化基本方法 間歇式進料法間歇式進料法 v高放廢液和玻璃原料一起加入罐內，高放廢液和玻璃原料一起加入罐內，蒸發、煅燒、熔融成玻璃，澆注入貯存蒸發、煅燒、熔融成玻璃，澆注入貯存容器中，固化罐繼續循環使用；容器中，固化罐繼續循環使用；v熔融玻璃在固化罐內凝固后運去貯存熔融玻璃在固化罐內凝固后運去貯存庫貯存，是棄罐方

42、式。庫貯存，是棄罐方式。罐罐式式玻玻璃璃固固化化法法 連續式進料法連續式進料法 v高放廢液與硼酸鹽微珠混合后連續加入高放廢液與硼酸鹽微珠混合后連續加入陶瓷（或金屬）電熔爐，高溫蒸發脫水、陶瓷（或金屬）電熔爐，高溫蒸發脫水、煅燒、在煅燒、在1100110011501150熔制溫度下保溫熔制溫度下保溫數小時，經退火處理得高放廢物玻璃固數小時，經退火處理得高放廢物玻璃固化體。化體。v另一種是將蒸發、煅燒過程與熔融過另一種是將蒸發、煅燒過程與熔融過程分別在煅燒爐和熔融爐內完成。程分別在煅燒爐和熔融爐內完成。 連續式進料法連續式進料法 圖圖5-9 5-9 硼酸鹽玻璃固化流程硼酸鹽玻璃固化流程 減容技術減

43、容技術 v目的：目的：減少體積，降低廢物包裝、貯減少體積，降低廢物包裝、貯存、運輸和處置的費用。存、運輸和處置的費用。 1 1. .壓縮壓縮 2.2.焚燒焚燒 原理原理v依靠機械力作用，使廢物密實化，減少依靠機械力作用，使廢物密實化，減少體積。體積。 1.1.壓縮壓縮 優點優點v操作簡單，設備投資和運行成本低；操作簡單，設備投資和運行成本低；v在核電廠應用相當普遍。在核電廠應用相當普遍。缺點缺點v減容倍數比較低減容倍數比較低(2(210) 10) 。常規壓縮常規壓縮 超級壓縮超級壓縮 壓縮基本方法壓縮基本方法 常規壓縮常規壓縮 v將裝滿可壓縮固體廢物的標準金屬圓桶將裝滿可壓縮固體廢物的標準金屬

44、圓桶（一般為（一般為220L220L）放置在擠壓機平臺上，由液）放置在擠壓機平臺上，由液壓將擠壓機圓盤壓進金屬桶，重復多次直到壓將擠壓機圓盤壓進金屬桶，重復多次直到金屬桶裝滿為止。金屬桶裝滿為止。v液壓擠壓機的工作壓力在液壓擠壓機的工作壓力在1 1100MPa100MPa之間。之間。v體積減縮因子約為體積減縮因子約為5 5。v每個金屬桶約可裝每個金屬桶約可裝100kg100kg的固體廢物。的固體廢物。 超級壓縮超級壓縮 v金屬、混凝土、橡膠制品和玻璃等重的廢物金屬、混凝土、橡膠制品和玻璃等重的廢物用超級壓縮機可壓至密度約用超級壓縮機可壓至密度約2500kg/m2500kg/m3 3。v超級壓縮

45、機的高端壓力大于超級壓縮機的高端壓力大于100MPa100MPa。 表表5-9 5-9 超級壓縮的減容情況超級壓縮的減容情況 原理原理v將可燃性廢物氧化處理成灰燼將可燃性廢物氧化處理成灰燼( (或殘渣或殘渣) )。優點優點v減容比大減容比大(10(10100100倍倍););v可使廢物向無機化轉變，免除熱分解、可使廢物向無機化轉變，免除熱分解、腐爛、發酵和著火等危險腐爛、發酵和著火等危險; ;v可回收钚、鈾等有用物質。可回收钚、鈾等有用物質。 2.2.焚燒焚燒 干法焚燒干法焚燒 濕法焚燒濕法焚燒 焚燒基本方法焚燒基本方法 v對放射性廢物焚燒，要求：對放射性廢物焚燒，要求：v采用專門設計的焚燒爐

46、；采用專門設計的焚燒爐；v爐內維持一定負壓；爐內維持一定負壓；v配置完善的排氣凈化系統；配置完善的排氣凈化系統；v焚燒灰渣應進行固化處理或直接裝入焚燒灰渣應進行固化處理或直接裝入高度整體性容器中進行處置。高度整體性容器中進行處置。圖圖5-10 5-10 典型的焚燒爐及其廢氣凈化系統示意圖典型的焚燒爐及其廢氣凈化系統示意圖二、放射性廢液處理技術 放射性廢液放射性廢液處理技術處理技術 低、中放廢液低、中放廢液 高放廢液高放廢液 絮凝沉淀、蒸發、離子交換（或絮凝沉淀、蒸發、離子交換（或吸附）和膜技術吸附）和膜技術( (如電滲析、反滲如電滲析、反滲透、超濾膜透、超濾膜) ) 蒸發濃縮后貯存在雙壁不銹鋼

47、貯槽中。蒸發濃縮后貯存在雙壁不銹鋼貯槽中。 圖圖 5-11 典型放射性廢水處理工藝流程典型放射性廢水處理工藝流程絮凝沉淀絮凝沉淀 蒸發蒸發 膜分離和過濾膜分離和過濾 離子交換和吸附離子交換和吸附 二、放射性廢液處理技術 絮凝沉淀絮凝沉淀 v簡便，成本低廉；簡便，成本低廉；v可同時去除懸浮物、膠體、常量鹽，有可同時去除懸浮物、膠體、常量鹽，有機物和微生物等；機物和微生物等；v與其他方法聯用作為預處理方法。與其他方法聯用作為預處理方法。優點優點v放射性去除效率較低（放射性去除效率較低（50507070）；）；v去污因數最多只有去污因數最多只有1010左右左右; ;v產生含大量放射性的污泥。產生含大

48、量放射性的污泥。缺點缺點v凈化效率較高，一般凈化效率較高，一般去污系數去污系數( (DFDF) )可可達到達到10105 5; ;v可回收有用的化學物質（如硝酸等）。可回收有用的化學物質（如硝酸等）。優點優點v不適合處理含易起泡物質和易揮發核素不適合處理含易起泡物質和易揮發核素 （如（如RuRu，I)I)的廢水；的廢水；v蒸發耗能大；蒸發耗能大；v處理費用較高。處理費用較高。缺點缺點蒸發蒸發 =廢液中的放射性濃度總去污系數DF蒸汽冷凝液中的放射性濃度蒸發蒸發 圖圖5-12 美國漢福特廠蒸發處理放射性廢水系統美國漢福特廠蒸發處理放射性廢水系統v過程簡單、無相變、分離系數較大；過程簡單、無相變、分

49、離系數較大；v節能高效；節能高效；v可在常溫下連續操作。可在常溫下連續操作。 特點特點膜分離和過濾膜分離和過濾 1.1.膜分離技術膜分離技術 分類分類 反滲透反滲透 微濾和超濾微濾和超濾 有效去除含高鹽分廢液中的放射性核素有效去除含高鹽分廢液中的放射性核素 去除廢液中不溶物或膠體微粒上的放去除廢液中不溶物或膠體微粒上的放射性組分。射性組分。 1.1.膜分離技術膜分離技術 電滲析電滲析 適于廢水中放射性離子去除，不適于適于廢水中放射性離子去除，不適于膠體粒子去除。膠體粒子去除。 圖圖5-13 5-13 反滲透裝置流程反滲透裝置流程410MPa 能量回收水輪機能量回收水輪機鹽水槽鹽水槽淡化水槽淡化

50、水槽pH調整裝置調整裝置過濾裝置過濾裝置過濾泵過濾泵反滲透器反滲透器高壓泵高壓泵酸注入器酸注入器氯滅菌裝置氯滅菌裝置原液原液脫氧器脫氧器 1.1.膜分離技術膜分離技術 圖圖5-14 典型過濾器的組成典型過濾器的組成 2 2. .過濾技術過濾技術 離子交換和吸附離子交換和吸附 表表5-11 離子交換樹脂去除單一放射性核素的效果離子交換樹脂去除單一放射性核素的效果 離子交換和吸附離子交換和吸附 圖圖5-15 典型的離子交換流程典型的離子交換流程三、放射性廢氣處理技術 放射性粉塵的處理放射性粉塵的處理 放射性氣溶膠的處理放射性氣溶膠的處理 放射性氣體的處理放射性氣體的處理 碘同位素的處理碘同位素的處

51、理 廢氣的排放廢氣的排放 除塵除塵設備設備 機械式除塵器機械式除塵器 過濾式除塵器過濾式除塵器 l去除粒徑大于去除粒徑大于60m60m的粉塵顆粒。的粉塵顆粒。 l去除粉塵粒徑小于去除粉塵粒徑小于10m10m；l凈化氣粉塵濃度為凈化氣粉塵濃度為1 12 mg/m2 mg/m3 3。濕式除塵器濕式除塵器 l去除粒徑去除粒徑101060m60m的粉塵顆粒；的粉塵顆粒；l凈化氣粉塵濃度凈化氣粉塵濃度 100mg/m100mg/m3 3。放射性粉塵的處理放射性粉塵的處理 電除塵器電除塵器 l微米粒徑顆粒物的去除率可達微米粒徑顆粒物的去除率可達9999以上。以上。 放射性氣溶膠的處理放射性氣溶膠的處理 v

52、廣泛用于核設施內的干式過濾器；廣泛用于核設施內的干式過濾器；v有效捕集粒徑有效捕集粒徑0.3m0.3m放射性氣溶膠粒子；放射性氣溶膠粒子；v去除效率去除效率99.9799.97；v一次使用失效后即行廢棄；一次使用失效后即行廢棄；v在在HEPAHEPA過濾器之前要安裝預過濾器，以除過濾器之前要安裝預過濾器，以除去廢氣中的大顆粒固體。去廢氣中的大顆粒固體。 放射性氣體的處理放射性氣體的處理 吸附法吸附法 活性炭滯留床活性炭滯留床 低溫分餾裝置低溫分餾裝置 l對對8585KrKr、133133XeXe有良好吸附選擇性有良好吸附選擇性 l對對8585KrKr的回收率大于的回收率大于9999。 液體吸收

53、裝置液體吸收裝置 l使用致冷劑吸收溶解度較高的惰使用致冷劑吸收溶解度較高的惰性氣體。性氣體。 貯存衰變貯存衰變 l對短壽命放射性核素有效、經濟對短壽命放射性核素有效、經濟去除。去除。 碘同位素的處理碘同位素的處理 v碘同位素（碘同位素（131131I I、129129I I）是放射性廢氣中）是放射性廢氣中 主要的揮發性放射性核素；主要的揮發性放射性核素；v活性炭既能吸附元素碘活性炭既能吸附元素碘(I(I2 2) )，又能吸附，又能吸附 有機碘有機碘( (如如CHCH3 3I)I)；v從濕空氣中去除有機碘，活性炭須用碘從濕空氣中去除有機碘，活性炭須用碘 化鉀或三乙烯二胺化鉀或三乙烯二胺(TEDA

54、) (TEDA) 浸漬處理。浸漬處理。v放射性廢氣凈化達標后，一般通過高放射性廢氣凈化達標后，一般通過高煙囪煙囪(60(60150m) 150m) 稀釋擴散排放；稀釋擴散排放；v選擇有利的氣象條件排放；選擇有利的氣象條件排放；v排放口要設置連續監測器。排放口要設置連續監測器。廢氣的排放廢氣的排放 表表5-12 核工業中常用的廢氣凈化設備的核工業中常用的廢氣凈化設備的DF圖圖5-16 典型的放射性廢氣處理流程圖典型的放射性廢氣處理流程圖 一、概述 二、化學去污技術 三、機械去污技術 四、其他去污新技術 第五節第五節 放射性污染去污技術放射性污染去污技術 一、概述 放射性污染放射性污染放射性物質沉

55、積在材料、結構物或設備表面。放射性物質沉積在材料、結構物或設備表面。 種類種類 機械沾污機械沾污 物理吸附物理吸附 化學吸附化學吸附 一、概述 去污的定義去污的定義 去污的目的去污的目的 核設施去污技術的選擇原則核設施去污技術的選擇原則 去污的定義去污的定義 放射性去污放射性去污 用化學或物理方法除去沉積在核設施結構、材用化學或物理方法除去沉積在核設施結構、材料或設備內外表面上的放射性物質。料或設備內外表面上的放射性物質。評價指標評價指標 去污系數去污系數DFDF 0iADFA（5-155-15） 去污率去污率DEDE （5-165-16） 0100%iiAADEAA A0 0、A Ai i分

56、別分別為去污前為去污前和和i i次去污次去污后放射性后放射性核素的活核素的活度度,Bq ,Bq 去污的目的去污的目的 核設施去污技術的選擇原則核設施去污技術的選擇原則 效益方面效益方面 技術方面技術方面 輻射安全輻射安全 去污效率去污效率 經濟效益經濟效益 廢物最少化廢物最少化 化學去污化學去污 人工和機械去污人工和機械去污 電拋光去污電拋光去污 超聲去污超聲去污 二、化學去污技術 化學去污化學去污 用化學方法去除沉積在部件內外表面上的放射用化學方法去除沉積在部件內外表面上的放射性物質。性物質。適用范圍適用范圍 l無損傷管道系統的遠距離去污無損傷管道系統的遠距離去污；l大面積區域大面積區域(

57、(如地面和墻壁如地面和墻壁) )的有效去污；的有效去污；l人難以接近的表面去污。人難以接近的表面去污。 二、化學去污技術 化學去污的優缺點化學去污的優缺點 化學去污常用試劑化學去污常用試劑 化學去污常用工藝化學去污常用工藝 化學去污的優缺點化學去污的優缺點l試劑易得試劑易得l去污快，效率高去污快，效率高l操作簡單、可遠程遙控操作簡單、可遠程遙控l產生放射性廢氣較少產生放射性廢氣較少l清洗液可處理回收清洗液可處理回收 l粗糙多孔表面去污率低粗糙多孔表面去污率低l清洗廢液體積大組分復雜清洗廢液體積大組分復雜l腐蝕和安全問題腐蝕和安全問題l需試劑貯存和收集設施需試劑貯存和收集設施l去污成本較高去污成本較高優優 點點 缺缺 點點 化學去污常用試劑化學去污常用試劑 分類分類 按化