放射性固体废物水泥砂浆固定配方研究

本工作主要研究中、低放固体废物超级压缩饼在2m3废物包装箱内的固定配方。该配方能够保证最终废物体的整体性和整体强度满足安全运输、储存和处置的要求,并且能够进行工程应用。通过实验研究水灰比、灰砂比、砂子级配以及添加剂加入量等因素对流动度、凝结时间、固化过程中的温升、固化体性能等的影响规律,根据规律筛选出既满足核行业标准(EJ1186-2005)又适用于现有工程装置的放射性固体废物水泥砂浆固定配方,即在室温25℃,常压下,配方为0.450∶1水灰比、1∶1.6灰砂比、1∶2∶1粗中细砂比、1‰(质量分数)B型缓凝剂。

大型放射性废液贮罐顽固沉积物回取装置设计的仿真模拟研究

为获得大型放射性废液贮罐顽固沉积物回取装置的选型参数,采用Solidworks建立三维实体模型,使用EDEM软件对装置中用于破碎盐饼层的旋耕刀进行离散元仿真分析;使用ANSYS软件在吸尘过程中对不同吸力、吸尘口形状进行有限元仿真分析,并对拟采用的主要受力零部件进行强度校核。结果表明,旋耕刀平均受力最大为330 N、最佳吸力19 kPa,最佳的吸尘口形状为扁平入口、圆形出口,主要受力零部件在仿真分析中未产生明显变形。研究结果可为后续装置的现场验证实验提供技术支持。

不锈钢放射性模拟样片在空气中的激光去污技术

采用APEX放电型准分子激光器作为激光光源,用低放废液制备不锈钢放射性模拟样片,在激光去污装置上开展激光去污工艺参数的研究。通过考察不同的辐照强度、脉冲频率、辐照角度及扫描速率参数对不锈钢放射性模拟样片表面去污因子DF的影响,获得了激光去污工艺参数。在此参数下对模拟样片表面的去污因子大于200,剥离厚度小于20μm。

悬浮电解去污配方的去污能力及电化学性能测试

利用自制的悬浮电解去污装置对碳钢/不锈钢模拟污染样片进行电解去污。去污结果表明:H2SO4-Na2SO4体系的悬浮电解去污配方对碳钢/不锈钢模拟污染样片能有效去污。在电解电压6V时,碳钢模拟污染样片经过2h去污,表面放射性活度可降低到本底水平;不锈钢模拟污染样片经过3h去污,去污系数可以达到180。电化学性能测试表明,该电解去污配方能有效防止阳极极化,并且在电解去污过程中具有良好的稳定性。

在线悬浮电解去污电化学性能和去污效果

在悬浮电解去污前期实验研究中,建立了24L实验室在线悬浮电解去污装置,并且确定了悬浮电解去污配方。利用前期的实验结果,对碳钢、不锈钢模拟样品进行电化学去污实验,确定了最优的悬浮电解液配方和去污工艺。同时通过电化学工作站对其去污过程中的电化学性能进行研究,确定了电化学性能和去污效果的关系。在优化的电解液配方即0.6mol/L H2SO4、0.8mol/L Na2SO4、100g/L石墨颗粒、60g/L SiC颗粒,循环流速26mL/s、电解电压8V、传输距离5m等工艺参数和电流密度250A/cm2条件下,对碳钢和不锈钢模拟样片进行1h去污,去污因子为257和191。

固体放射性废物水泥砂浆固定配方工程验证试验

为完成某废物库回取、整备设施中整备车间固体废物的整备,满足车间水泥固定系统的工程应用需求,对初期实验室研究的中低放固体废物固定配方在该系统上进行200 L废物桶和2 m^3废物箱的工程验证试验,考察该配方的固化体性能,如固化过程中的温升、固化体均匀性等,并确定加料顺序和搅拌时间等工艺参数。结果表明,生产的固化体符合行业标准(EJ 1186—2005)的要求,满足国家废物运输和处置要求。

臭氧预处理方法在不锈钢去污过程中的应用

针对放射性污染的不锈钢钝化层难以去污的特点,首先模拟不锈钢钝化行为,然后利用臭氧的氧化性改变不锈钢钝化层结构,使放射性核素易于去除,从而提高去污效率。实验结果表明,304不锈钢在4mol/L硝酸钝化液中浸泡6h,可得平均厚度26μm的钝化层;利用7.47mg/L的臭氧水,对钝化后的不锈钢污染样片进行氧化120min,可使钝化膜消失;钝化的不锈钢模拟污染样片去污因子随着臭氧水浓度和氧化时间升高而升高,但超过一定时间会到达去污平台,去污因子不再上升。臭氧水的氧化作用可使去污剂的去污因子提高约7.7倍。

普通硅酸盐水泥砂浆固定放射性固体废物的配方

研究了中、低放固体废物超级压缩饼在2m3废物包装箱内的水泥砂浆固定配方。目前82.5#高强硫铝酸盐水泥砂浆固定配方已经实现工业应用,由于82.5#高强硫铝酸盐水泥存在价格高、生产厂家少、早强且集中释热等不足,本研究将胶结原料由82.5#高强硫铝酸盐水泥替换为42.5#普通硅酸盐水泥。通过实验验证水灰比、灰砂比、砂子级配、添加剂加入量等参数对水泥固定体的流动度、抗压强度(28d)、抗Cl-渗透性(28d)的影响规律,结果表明:在合理配方区间的水泥固定体样品流动度为310~335mm,抗压强度(28d)为82.1~86.0MPa,抗Cl-渗透性(28d)为756~1192C,均满足水泥固定体核行业标准(EJ1186-2005)中对固定体性能的要求。