基于柔性组合工艺的放射性废液处理技术研究与设计

针对复杂源项的放射性废液处理难题,研究一种柔性组合工艺的放射性废液处理技术,采用活性炭前置过滤、自然循环蒸发、多层复合纤维膜净化、离子交换等工艺柔性组合的方式,建立系统综合净化因子计算公式,经实验验证,处理后的废液放射性活度浓度平均值仅为3Bq/L,满足国家标准的排放要求,达到近零排放的目标,系统实际净化因子与理论计算值一致。

放射性高盐废液干燥成盐技术研究

放射性废物处理中,放射性废液的体积和所含放射性总量在“三废”中占比较大,为使废物最小化,本研究围绕放射性高盐废液干燥成盐技术开展技术路线论证、工艺设计,研制放射性高盐废液微波干燥成盐工程样机,并完成样机加工制造、安装调试及性能验证。工程样机验证实验结果表明,装置运行过程稳定,干燥速率约6~8 L/h,产物不含游离水,桶内及桶壁温度最高约100℃,桶内压力在1~2 kPa之间。本研究结果可为放射性高盐废液干燥成盐技术及专用工装设计提供参考,并为后续工程应用奠定基础。

HFETR一回路冷却剂中放射性核素在线监测实验研究

为进行反应堆一回路系统放射性核素在线监测技术研究,开展了对高通量试验堆(HFETR)一回路系统γ放射性核素在线监测实验研究。着重研究了探测器的选择、HPGe探测器的适用性及关键核素选择等问题。通过实验及对实验结果的分析,初步确定了在进行一回路系统γ放射性核素在线监测时,HPGe探测器比闪烁体探测器有明显的优势;初步确认了用HPGe探测器对一回路系统中的γ放射性核素进行在线监测是可行的;初步确定了用于燃料元件破损监测的关键核素:^(138)Cs、^(92)Sr、^(135)I、^(89)Rb、^(134)I、^(142)La、^(133)I、^(138)Xe及^(139)Ba。

从理论角度降低低本底α、β测量仪净计数率探测下限研究

本文从不等式角度推导了低本底α、β测量仪测量过程中净计数率探测下限的公式,并计算两种典型探测下限公式对应的犯第二类错误的实际概率值。在不做近似的情况下,一定时间发生原子核衰变的数目服从二项分布。当净计数率的平均值为探测下限这个值时,净计数率的随机数低于判断限的概率就是犯第二类错误的实际概率值。结合初始时刻的放射性原子核数目、整个测量时间发生了衰变的放射性原子核数、放射性原子核发生衰变的概率,可以计算犯第二类错误(产生误判)的实际概率值。通过计算,发现大多数情况下犯第二类错误的实际最大概率比标称概率值低1到2个量级。因此在保证犯第二类错误的实际概率值趋近并小于标称值的情况下,通过引入修正系数对探测下限进行了修正。通过计算发现,当kα=1.645,kβ=1.645时,通过引入修正系数可以使探测下限至少降低22%。

桶装放射性固体废物回取技术与装置研究

核能在中国的能源结构中占有重要比例,核能的应用会产生各类放射性废物,这些放射性废物是否能够得到及时有效的处理与处置是制约核能发展的关键因素之一。由于历史原因一些桶装放射性固体废物较长时间存放于约15米的深井内,这些桶装废物放射性水平较高,给贮存设施和周围环境带来了极大的安全隐患,需尽快的将这些废物回取并安全处置,根据桶装放射性固体废物贮存特点,开展了回取技术与装置的研究,解决了回取过程中的井口定位、井内清扫、防碰撞等难题,实践表明该技术合理可行,装置稳定高效。

气载流出物惰性气体核素分析系统的设计与实现

为提高HFETR(高通量工程试验堆)气载流出物的监测能力,基于目前主流的压缩后谱分析方法,构建了惰性气体核素分析系统,有效提高惰性气体的探测下限,实现了低放射性水平惰性气体的核素分析测量。本文详细论述了惰性气体核素分析系统的设计与工程实现过程,可以为后续类似系统设计提供参考。

空气中氚的液体闪烁法测量条件优化

为保护周围环境与公众,有必要监测反应堆周围环境空气中氚的活度水平。本文对空气中氚的测量条件进行了实验研究,测量了本底水和闪烁液对本底计数率的影响,研究了计数区间与样品-闪烁液配比对样品最低可检出浓度的影响。结果表明,选用Gold Star Quanta闪烁液、样品与闪烁液的配比为8∶12、计数区间为0.35~4.35 keV时,样品的最低可检出浓度最小。达到20 mBq/m^(3)的样品最低可检出浓度所需测量时间由31 h降低至16 h。

移动式屏蔽检查热室辐射防护解决方案

移动式屏蔽检查热室可模块化地拆卸、运输、组装并实现简单检查功能,具备了较好的机动性和灵活性。但同时,由于要兼顾机动性和灵活性,带来了辐射防护工作实施的一系列新问题。为解决相关问题,本文在参考现有核设施辐射防护体系建设标准的基础上,梳理了移动式屏蔽检查热室辐射防护剂量限制体系,开展了移动式屏蔽检查热室辐射防护解决方案研究,从源项及屏蔽、通排风、辐射分区及管理、辐射监测、事故处理等要素进行了相关细化考虑。

放射性废水来源及其处理方法概述与评价

随着废物最小化工作的不断深化,由于体积和放射性物质总量在放射性废物中占比较高,针对放射性废水的高效处理成为人们研究的重点。对现有放射性废水来源、处理方法做系统梳理和对比分析。同时,建立综合评价矩阵对现有方法应用情况及前景进行论述,以期为放射性废水处理相关工作提供参考。

水中氚活度浓度测量不确定度评定

为验证和提高测量可靠性,利用数学模型,对校准曲线法测量水中氚活度浓度的不确定度进行评定。分析测量过程中的不确定度来源,计算了样品净计数率、探测效率和移取水样的体积等因素的不确定度,最后计算出扩展不确定度。结果表明,对于低活度水平的样品,样品计数不确定度是水中氚活度浓度测量的主要不确定度来源。平行双样中的测量结果为(5.46±0.98)Bq/L和(4.79±0.98)Bq/L,标准溶液的测量结果为(483±16)Bq/L。

放射性废液蒸发器耐腐蚀材料选择

本文从放射性废物处理设施中关键设备蒸发器材料选用316L不锈钢时容易发生腐蚀泄露问题进行分析,认为其高温的工作环境和溶液中氯离子浓度较高是影响蒸发器寿命的主要因素,为延长蒸发器的使用寿命,选取具有优越性能的不锈钢SAF2507、SAF2205、254SMo和904L同316L进行应力腐蚀、缝隙腐蚀和点蚀的腐蚀数据对比,同时考虑材料的加工性能、物理性能和投资成本,最后结合材料在实际工程中的应用情况,认为双相钢SAF2205最适宜作为蒸发器材料。

生物质的电化学转化反应及反应器

生物质通过电化学转化合成燃料和高附加值化学品是未来化学工业发展的一个重要方向,也是现代社会实现可持续发展的重要保障。在可再生能源产能不断提升,而现阶段暂无成熟的大规模能源存储技术的背景下,如何有效地利用可再生能源所产电能进行生物质的电化学转化是目前学术界和工业界关注的一个热点。本文介绍了近年来该领域的研究进展,着重阐释了关键的电化学反应和相关反应器的设计。从生物质衍生的平台分子的电化学转化取得了一定的进展,然而从生物质到平台分子的电化学转化还面临较大的挑战。提高平台分子和生物质电化学反应的选择性有赖于合适的电极材料和催化剂,而将原位分离与电极反应耦合的设计能够提高产物的收率,特别是在生物质直接电化学转化的过程中。

乏燃料密封容器开盖及其内容物回取技术研究

对于采用干湿法贮存的乏燃料而言,其后处理时面临的最大问题是如何安全高效地将乏燃料等内容物从封焊的密封容器中取出。针对这一问题,基于乏燃料密封容器及其内容物的结构特点,开展了乏燃料密封容器开盖及内容物回取技术研究,综合考虑切割热室使用环境、内容物回取后的收集和转移以及产生废物的收集处理等因素,制定了合理可行的开盖及回取工艺,研制了用于开盖和筒体分段切割的解体装置以及回取和吊装工具,并通过试验验证了工艺的可行性以及研制的工装具的可用性。