摘 要：核能是當(dāng)今社會(huì)應(yīng)用廣泛的一種重要能源。核能來(lái)源于原子核之間發(fā)生反應(yīng)所釋放出來(lái)的能量。原子核主要有核裂變、核聚變、核衰變?nèi)N形式的核反應(yīng)形式，能夠釋放出巨大的能量，被人類(lèi)所利用。核能發(fā)電是核能運(yùn)用的重要方向之一。然而核能發(fā)電會(huì)產(chǎn)生大量的氣體、液體、固體的廢棄物，對(duì)環(huán)境造成了嚴(yán)重的污染，危害了人民群眾的生活健康。為了把我國(guó)建設(shè)成可持續(xù)發(fā)展的和諧社會(huì)，必須要這種現(xiàn)象加以改進(jìn)。文章將分別指出核電廠各類(lèi)廢棄物的主要成分，并且介紹一下相應(yīng)的處理技術(shù)和處理流程。

關(guān)鍵詞：核電廠；放射性；廢物處理

前言

核電站的工作原理就是利用核裂變或者核聚變產(chǎn)生的能量來(lái)進(jìn)行發(fā)電，所使用的主要燃料有鈾、钚等放射性元素。核電站的主要設(shè)備有主泵、穩(wěn)壓器、蒸汽發(fā)生器、安全殼、汽輪機(jī)等。由于熱源的不同，核電站可以分為壓水堆核電站、沸水堆核電站、重水堆核電站、快堆核電站等幾種，在我國(guó)已經(jīng)被廣泛應(yīng)用。但是，核電廠在工作的時(shí)候發(fā)熱效率低，產(chǎn)生一部分廢熱，排放到周?chē)沫h(huán)境當(dāng)中。更為嚴(yán)重的是，核能電廠會(huì)產(chǎn)生大量的放射性廢物，造成生態(tài)污染或者對(duì)民眾的傷害，以至于引起國(guó)際爭(zhēng)端。為了實(shí)現(xiàn)新時(shí)代的能源清潔生產(chǎn)，必須要對(duì)核電廠的放射性廢物加以處理，避免對(duì)環(huán)境穩(wěn)定和居民健康造成危害。

1 放射性氣體廢物的處理

1.1 氣體廢物的主要成分

核電站的放射性氣體廢物主要包括放射性惰性氣體、氣載放射性微粒、氣載放射性碘和氚等等[1]。由于核電站的工作流程復(fù)雜，環(huán)節(jié)眾多，所以產(chǎn)生的氣體廢物也是對(duì)中多樣。比如核反應(yīng)堆在進(jìn)行裂變的時(shí)候，會(huì)產(chǎn)生氦、氙等裂變產(chǎn)物；反應(yīng)過(guò)程中中子照射空氣形成的放射性核素；在一些元件受熱時(shí)會(huì)釋放出氪-85、碘-131。這些都是放射性氣體廢物的成分。

1.2 氣體廢物的處理辦法

放射性氣體廢物的處理辦法主要有過(guò)濾、滯留衰變、除塵、洗滌、利用吸收塔吸收幾種。過(guò)濾就是根據(jù)放射性氣體的不同特點(diǎn)和過(guò)濾器安方的不同要求采取進(jìn)風(fēng)預(yù)過(guò)濾器、排風(fēng)預(yù)過(guò)濾器、高效過(guò)濾器、碘過(guò)濾器、金屬燒結(jié)過(guò)濾器等凈化設(shè)備對(duì)氣體廢物進(jìn)行凈化去污。滯留衰變則是將氣體廢物在儲(chǔ)存設(shè)備當(dāng)中進(jìn)行加壓，促使氣體廢物當(dāng)中的惰性成分發(fā)生衰變。

1.3 氣體廢物的處理過(guò)程

對(duì)于放射性氣體廢物，核電廠通常采用活性炭延遲技術(shù)來(lái)進(jìn)行處理。這種技術(shù)不需要太復(fù)雜的設(shè)備就能夠完成對(duì)氣體廢物的處理，而且花費(fèi)的成本也不高?；钚蕴繉?duì)氣體廢物當(dāng)中的氪、氙等成分具有極強(qiáng)的吸附功能。核電廠將氣體廢物通入活性炭延遲系統(tǒng)，就能夠分離出氪、氙等成分。然后將吸附后的活性炭中的氪、氙分離出來(lái)，活性炭就可以再次使用到氣體廢物的處理過(guò)程中。經(jīng)過(guò)活性炭吸附后，廢氣還要經(jīng)過(guò)吸附過(guò)濾器和高效過(guò)濾器，才能夠通過(guò)排風(fēng)系統(tǒng)排出。

2 放射性液體廢物的處理

2.1 液體廢物的主要成分

放射性液體廢物的主要有化學(xué)廢液、工業(yè)廢液、地面排水、洗滌廢水、去污廢液和其他廢液幾種，包含了鈷、銫、鍶、氫等元素[2]。

2.2 液體廢物的處理辦法

放射性液體廢物的處理方法有化學(xué)沉淀法、離子交換法、吸附法、蒸發(fā)濃縮法、膜處理法等等。對(duì)于液體廢物的處理，要根據(jù)液體廢物的不同特點(diǎn)采取不同的方法。化學(xué)廢液具有活躍度高、鹽類(lèi)成分高的特點(diǎn)，要采取蒸發(fā)法進(jìn)行處理；工業(yè)廢液具有活躍度高、鹽類(lèi)成分低的特點(diǎn)，要采用離子交換法來(lái)進(jìn)行處理；而地面排水、洗滌廢液通常是活躍度低、鹽類(lèi)成分低，可以采用沉淀法或者吸附法來(lái)進(jìn)行處理。

2.3 液體廢物的處理過(guò)程

核電廠所排放出的液體廢物一般屬于工業(yè)廢液。液體廢物排放出之后，要先向其中添加高分子絮凝劑，調(diào)整液體廢物的酸堿值。通過(guò)這一過(guò)程，液體當(dāng)中的一些金屬元素能夠發(fā)生中和反應(yīng)，形成細(xì)小的固體顆粒，便于下一環(huán)節(jié)的處理。然后，液體廢物流向活性炭床，將上一環(huán)節(jié)形成的固體顆粒吸附出來(lái)，比如鈷、銀、鉻、錳、鐵等。同時(shí)，這一環(huán)節(jié)還能夠去除一些油脂和有機(jī)物，防止對(duì)下一階段的處理進(jìn)行破壞。經(jīng)過(guò)兩道工序處理后，工業(yè)廢液與地面排水一同流入過(guò)濾器，將廢液中直徑超過(guò)二十五微米的顆粒截留，再去進(jìn)行離子交換。通過(guò)離子交換，能夠把液體廢物當(dāng)中的放射性粒子分離出來(lái)，降低液體廢物的放射危害。在液體廢物處理工序的最后，還要設(shè)置監(jiān)測(cè)系統(tǒng)，確保液體廢物經(jīng)過(guò)處理后能夠符合國(guó)家的排放標(biāo)準(zhǔn)。一旦液體廢物的處理過(guò)程中發(fā)生問(wèn)題，導(dǎo)致液體廢物的排放超過(guò)相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，就自動(dòng)發(fā)出報(bào)警信號(hào)，并且中止液體廢物的排放。

3 放射性固體廢物的處理

3.1 固體廢物的主要成分

核電廠的放射性固體廢物，主要有濕固體廢物和干固體廢物兩大部分組成。濕固體廢物主要是廢樹(shù)脂、濃縮液、污泥、廢液過(guò)濾器芯；干固體廢物主要是可壓縮干廢物、不可壓縮干廢物、空氣過(guò)濾器、大件廢棄設(shè)備[3]。

3.2 固體廢物的處理辦法

核電廠的放射性固體廢物處理，要根據(jù)固體廢物的種類(lèi)不同采取不同的方法。對(duì)于廢樹(shù)脂，通常采用焚燒、濕法氧化、聚合物固化、水泥固化、超級(jí)壓縮等方法來(lái)進(jìn)行處理；對(duì)于濃縮液，采用水泥固化、瀝青固化、脫水裝HIC法來(lái)進(jìn)行處理；對(duì)于廢過(guò)濾器芯，采用脫水裝HIC、剪切裝桶、水泥固定、剪切壓實(shí)、焚燒等方法來(lái)進(jìn)行處理。

3.3 固體廢物的處理過(guò)程

核電廠放射性固體廢物的處理流程，針對(duì)的是HVAC過(guò)濾器芯、不可壓縮廢物、可壓縮廢物、活性炭和大件廢物等幾種，主要工序有分揀、烘干、預(yù)壓縮、超級(jí)壓縮、灌漿等。固體廢物經(jīng)過(guò)處理之后以桶裝的形式送往專(zhuān)門(mén)的處置場(chǎng)所，進(jìn)行最后處理。

核電廠在生產(chǎn)過(guò)程中產(chǎn)生的不可燃廢物、可壓縮廢物、廢過(guò)濾器芯等物質(zhì)。這些廢物大多數(shù)是干固體廢物，要通過(guò)超級(jí)壓縮機(jī)進(jìn)行壓縮。超級(jí)壓縮機(jī)將裝有上述廢物的桶壓成餅狀，高度只能達(dá)到原來(lái)桶高的十分之一到五分之一，節(jié)省了空間。這些壓餅要送往水泥站進(jìn)行灌漿，形成成品廢物桶。廢物桶通過(guò)檢驗(yàn)合格之后，可以送到暫存庫(kù)貯存一年，再送往最終處理場(chǎng)所進(jìn)行處理。

而濕固體廢物處理與干固體廢物的處理略有不同，需要經(jīng)過(guò)裝置處理成濃縮液，然后進(jìn)行蒸發(fā)和固化，減少體積和放射性危害。對(duì)于廢樹(shù)脂要采用濕法氧化，形成廢漿，與濃縮液蒸發(fā)之后的產(chǎn)物一起固化，能夠發(fā)生更明顯的體積變化，節(jié)省更多的空間。

4 結(jié)束語(yǔ)

核電廠放射性廢物的處理，一直是困擾世界各國(guó)的難題。為了維護(hù)生態(tài)環(huán)境的平衡，保證人民的身體健康，我國(guó)一直在積極進(jìn)行研究探索，力求提高我國(guó)對(duì)核電站放射性廢物的處理技術(shù)水平。目前應(yīng)用的放射性廢物處理技術(shù)各有優(yōu)缺點(diǎn)，也有不同的適用范圍。對(duì)此，我國(guó)應(yīng)當(dāng)根據(jù)放射性廢物的成分、放射性廢物的數(shù)量和國(guó)家的標(biāo)準(zhǔn)要求來(lái)采取不同的技術(shù)，或者綜合幾種技術(shù)，以保證放射性廢物的處理能夠達(dá)到國(guó)家相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的要求，保護(hù)生態(tài)環(huán)境和人民的身體健康。

參考文獻(xiàn)

[1]趙亞珂.應(yīng)用焚燒技術(shù)處理核電廠放射性固體廢物的技術(shù)經(jīng)濟(jì)分析[J].科技展望，2015，v.25；No.34528：86.

[2]陳少偉，喬培鵬.內(nèi)陸核電廠放射性液態(tài)流出物“近零排放”探討[J].核科學(xué)與工程，2015，v.35；No.13402：373-378.

[3]魏新渝，馬鴻賓，熊小偉，等.反滲透技術(shù)去除核電廠放射性廢液中痕量核素的研究進(jìn)展[J].水處理技術(shù)，2015，v.41；No.28712：10-14+19.