核电厂放射性废油核素分离处理技术及工程应用

放射性废油是核电机组运行产生的有机“疑难废物”之一,针对该类废物开发了基于氧化老化法的核素分离净化处理工艺,研制一套放射性废油核素分离净化处理工程装置并实现了工程应用。结果表明:氧化老化工艺去污系数可达两个量级以上;使用工程装置处理后的废油达到清洁解控水平,可作为普通危险废物进行管理;处理后废油焚烧供热过程(包括运输)中可能造成的额外附加剂量远远低于剂量限值,满足再利用过程的剂量准则,符合废物最小化原则。

环氧树脂复合材料疲劳损伤微观分析

为探究环氧树脂复合材料在受到冲击时的疲劳损伤微观情况,选择以两种类型环氧树脂复合材料作为原材料,制备规格为100 mm×100 mm,厚度为2 mm的试验试件。合理选择试验所需材料和机械设备,对试件开展了冲击试验。结果表明,在550 MPa的应力强度下,试件出现了断裂,且断裂面有纤维断裂、界面脱黏和层间剥离现象。进一步通过超声微观探伤表明,在冲击能量不断增加的条件下,环氧树脂复合材料试件的孔隙、分层等缺陷问题都会增加,并且试件自身剩余强度会随着冲击能量的增加而逐渐减小,二者之间存在非线性的负向相关关系。通过试验得到的结果为环氧树脂复合材料的制备和合理运用提供可靠依据。

放射性废物桶内干燥整备研究进展

桶内干燥具有很高的减容比,已经逐渐被国外核电站用来处理放射性废液,为我国核电废物贮存和处理提供了一条新的途径。详细介绍了电加热、热风加热和微波加热3种桶内干燥装置的研究应用实例,主要内容包括干燥装置的过程控制、干燥产量(蒸发速率和进料速率)、干燥产物的含水率和减容比。通过分析对比得出,电加热和热空气加热型装置投入产出高,但仅适合流动和传热好的废物整备;微波加热型装置前期投入大,适用却更广,尤其适合底泥等一类含有有机物质的废物。

微波桶内干燥装置结构初步模拟分析

为探究微波桶内干燥装置结构设计,以HFSS为软件模拟平台,对比12 L规模桶内干燥装置的模拟结果与试验结果,以此为依据推至200 L规模桶内干燥装置。结果表明,入口长边在桶盖上沿径向布置比短边沿径向布置得到的电场强度均匀性要好,建议采用入口长边沿桶盖径向的布置方式;微波入口与物料表面距离可调,即微波桶内干燥装置顶盖与盛装桶之间的连接方式应设计为可调节结构。

高放废物处置库单个竖直钻孔内废物包个数探究

为探究高放废物处置库中单个竖直钻孔内允许放置废物包的数量,采用我国处置库概念设计模型、调研和实验所得参数,以ANSYS workbench为平台进行了模拟探究。结果表明,为满足处置库热力学要求,并综合考虑工程经济和施工建造,建议单个竖直钻孔内废物包数量不多于2个。

微波桶内干燥模拟含硼废液可行性研究

目前核电站普遍采用的水泥固化处理废液增容大,为了实现废物最小化,开展了微波桶内干燥处理模拟含硼废液可行性研究。采用微波炉对模拟含硼废液干燥特性探索性试验研究,结果表明:桶内干燥产物含水率受模拟含硼废物的厚度影响,桶内干燥工艺需要合理控制模拟含硼废物添加量。12升微波桶内干燥试验预试验结果表明:不锈钢桶壁和桶底干燥产物含水率偏高,建议添加相应的保温或辅助加热措施。综合考虑,合理控制微波干燥条件,模拟含硼废液干燥产物的含水率可降至10wt%(不含游离水)以下,减容系数可达到5。试验表明,微波桶内干燥处理放射性废液是可行的。

模拟含硼浓缩液微波桶内干燥初步试验研究

与含硼浓缩液现役水泥固化工艺相比,微波桶内干燥工艺既能减小废物体积,又能减小放射性污染。采用预试验和台架试验对微波桶内干燥模拟含硼浓缩液工艺参数进行了初步试验研究。研究结果表明,微波桶内干燥模拟含硼浓缩液是可行的。在微波桶内干燥过程中,排气口温度可作为干燥终点的判断或再次进料判断的直观指标。在批次加料干燥试验中,首次加料量务必保证适中的模拟液量,否则会引起微波反射;批次补料量越小,越有利于干燥产物性状优化。本试验条件下,推荐排气口温度上升至72℃后补料或终止干燥;推荐采用首次加料2 kg,后续补料1 kg的批次加料方式。

日本乏燃料的安全管理及对我国的启示

乏燃料安全管理是核能利用和核燃料循环的重要环节。日本和我国是亚洲地区的主要核能利用大国,两国均将核能作为一种长期发展的能源。同时,日本和我国均采用闭式燃料循环政策,日本在乏燃料后处理方面实践经验较丰富。通过调研日本的乏燃料管理策略、管理模式和管理特点,结合我国的实际情况,对制定乏燃料管理和实施指导、建立利益相关方协调平台、推进相关技术研发、统筹安排后处理和高放废物地质处置四个方面提出相应的管理思想和建议。

地质处置EDZ的演化过程研究

中国拟采用地质处置的方式处理高放废物。高放废物处置库采用"多重屏障"单元概念设计,此处置方案实施过程中不可避免地对于处置岩层产生了扰动或损伤。该区域作为工程屏障的一部分,对处置库安全评价具有重要意义。通过对国际上EDZ研究工作的调研,归纳了EDZ演化工程以及模拟工作,提出了EDZ研究过程中需要关注的方面。EDZ研究需要关注EDZ的结构和水流的各向异性特征,EDZ密封有效性以及密封材料与围岩界面反应机理以及EDZ的综合评价方法。

降雨对裂隙型岩溶含水系统演化影响的数值模拟研究

本文在构建有降雨入渗及河流补给的裂隙型岩溶含水系统的概念模型基础上,采用有限差分数值方法,利用裂隙渗流立方定律及Dreybort(1996)经过实验总结出的碳酸钙溶蚀经验公式,定量地计算了裂隙型岩溶含水系统经过10 000年溶蚀的演化形态及岩溶泉的变化。模拟发现,岩溶含水系统的溶蚀主要发生在降雨入渗面处、河流补给处和岩溶泉的出露点附近。随着溶蚀的进行,岩溶含水系统的潜水位不断下降部分岩溶泉被疏干,通过计算岩溶泉汇流管道的隙宽变化,发现岩溶含水系统会出现明显的差异性溶蚀。在模拟过程中调节降雨量的大小发现降雨入渗对有河流补给的岩溶含水系统的演化影响并不显著。

蒙脱石含量对膨润土膨胀行为影响的试验研究

高放废物深地质处置中,作为缓冲回填材料的膨润土应具有良好的膨胀性能。为了解蒙脱石含量对膨润土膨胀行为的影响,采用自行设计的试验装置对不同蒙脱石含量膨润土的膨胀行为进行了试验研究。结果表明,在试验条件下,成型膨润土膨胀行为的各项指标(轴向最大膨胀力和径向最大膨胀力)均随着蒙脱石含量的增加而增加,且呈线性关系。蒙脱石含量为70%时,径向、轴向最大膨胀力分别达到2.03 MPa和2.25 MPa,其比值为0.902。结果可为膨润土设计提供参考。

高放废物地质处置关键核素在粘土岩预选区中的迁移模拟研究

利用GMS计算了放射性核素Nb-93 m,Se-79,Tc-99,Zr-93,Sn-126在陇东预选区中百万年尺度的污染迁移过程。模拟结果表明:粘土岩由于极低的渗透性和较强的吸附能力,能够有效的阻止核素在围岩中的迁移。其中,迁移距离最大的核素为Se-79,最大迁移距离为242 m,在距泄露点68 m处其活度浓度的峰值为23 000 Bq/l,处置库在百万年内总的活度释放量约为4.3E18Bq,其中起主要贡献的核素是Se-79,其次是Tc-99。

放射性核素在花岗岩地质圈中的迁移计算

文章分析了高放废物地质处置系统中核素在地质屏障的迁移途径,采用库室模型方法,通过Goldsim软件对放射性核素在花岗岩裂隙中的迁移模型,即平面单裂隙迁移模型,进行了求解,模拟了放射性核素在地质屏障中的迁移释放,给出核素从地质屏障的释放率结果。

桶内微波干燥废树脂可行性研究

用微波作为热源,在桶内干燥核电厂产生的废树脂,在试验条件下,干燥后树脂含水率小于10%,减容比为1.5～2。试验结果表明微波干燥废树脂是可行的。

高放废物地质处置安全评价准则研究

本文从安全评价的原则和目标出发,研究分析了地质处置安全评价工作开展的步骤和方法,提出了安全评价准则指南建议。

核电站废离子交换树脂微波干燥可行性研究

目前,核电站产生的废树脂,大多数采用暂存或水泥固化方法,但水泥固化增容比达4.8～5.2。桶内干燥工艺以其工艺简单,减容比大等优点,已在国外核电站得到应用。微波干燥具有由内向外的干燥特点。据报道,微波干燥废树脂的减容比可达5。用微波作为热源,在桶内干燥条件下对核电厂产生的废树脂开展了可行性研究。研究表明,在试验条件下,初始含水率50%左右的树脂,干燥后的含水率均小于10%,减容比为1.5～2。试验结果表明微波干燥废树脂是可行的。

贫铀的处理与处置探讨

目前贫铀及其合金在军事及民用工业中已获得成功应用。文章介绍了各国贫铀的利用情况,重点介绍了美国将贫铀作为废物处置方面存在的争议,并探讨了贫铀作为低放废物处置的可能性,贫铀废物有一定的工业用途,但由于产量远大于利用量,因此带来了贫铀的处置问题,对一定量的贫铀废物进行近地表处置进行了探讨,结果表明近地表处置一定量的贫铀废物可行,为中国贫铀废物的再利用以及最终处置提供参考与借鉴。

放射性废树脂微波桶内干燥控制方式研究

用微波作为热源,在桶内干燥核电厂产生的废树脂。通过对脉冲式和旋转式两种控制方式在12L规模和200L规模台架中的实验研究可知,两种控制方式均可有效的改善树脂干燥的均匀性问题,但从试验安全和设备设计角度出发建议下一步以脉冲式控制为台架装置设计基础。

高温作用对膨润土孔隙结构的影响

为研究高温作用以及热作用时间对压实膨润土孔隙结构的影响,以高庙子天然钠基膨润土为研究对象,试样经90℃、150℃和170℃分别热作用2个月、4个月和6个月后,采用冻干法进行干燥,然后使用压汞仪测试其孔隙结构特征。结果表明:集合体间的孔隙随着老化温度的增加有变大的趋势;集合体间孔隙体积随着老化时间的延长而减小,减小了6.47%～22.38%;集合体内孔隙的体积则随着老化时间的延长而增大,增大了6.47%～10.15%。热作用对膨润土孔隙结构的影响存在温度效应和时间效应,在地质处置中,应该充分考虑热作用对膨润土微观结构的影响。

保压时间对压实膨润土孔隙结构影响的试验研究

为研究膨润土压实成型时保压时间对其孔隙结构的影响,采用冻干法对试样进行干燥,然后使用压汞仪测试其孔隙结构特征。试验结果表明:孔隙比和集合体间孔隙体积随着保压时间的增加而减小,极小孔隙的体积则随着保压时间的增加而增大。与不保压样品相比,保压60 min高干密度和低干密度样品的孔隙比分别减少了4.53%、9.40%,集合体间孔径峰值则分别降低了17.03%、21.67%。研究结果可为膨润土压实成型参数及工程实践提供依据。