高放废物玻璃固化与人造岩石固化技术的研究进展

高放废物的处理和处置是世界各核能国家面临的重大挑战。高放废物处理和处置的技术路线是先将其固化,再将其深埋。高放废物的固化有玻璃固化及人造岩石固化两种。玻璃固化已发展成一项成熟的技术,人造岩石固化尚在研发中。由于人造岩石固化工艺更简单,固化体抗浸出性能更优,稳定性更好,已引起世界各核能国家的关注,有可能取代玻璃固化而成为新一代固化技术。本文对玻璃固化和人造岩石固化的类型、机理和优缺点进行了系统的分析,对人造岩石固化的发展方向提出了建议。     

含硼废液水泥固化技术综述

压水堆核电厂含硼废液的处理主要采用水泥固化方法,这些方法大致可分为五种,即常规水泥固化工艺、改进型水泥固化工艺、高减容水泥固化工艺、制粉造粒灌浆固化工艺和高效率固化工艺。通过对各固化工艺特点的分析,提出我国应在制粉造粒灌浆固化工艺方面加强研究。     

核电站放射性废物水泥固化处理

概述了放射性废物水泥固化处理技术和处理对象,介绍了国内各核电站采用的水泥固化处理工艺（包括桶内搅拌工艺和桶外搅拌工艺）及其特点;简要介绍了国外水泥固化技术及其进展;总结了国内在水泥固化配方研究和固化体性能研究的最新成果和动态。按照不同配方固化的水泥固化体应满足国家现行标准《低、中水平放射性废物固化体性能要求水泥固化体》及《放射性废物固化体长期浸出试验》的相关要求。     

几种水泥固化体中HTO浸出性研究

进行了HTO在沥青涂覆水泥固化体，苯乙烯单体聚合物浸渍水泥固化体和裸体水泥固化体中的长期浸出实验，给出了三种固化体的物理性能及长期浸出实验数据，结果表明，沥青涂覆，苯乙烯单体聚合物浸渍水泥固化体的物理性能比裸体水泥固化体有了较大程度的改善，其HTO浸出率和累积浸出分数都明显地优于裸体水泥固化体，累计浸出372d后，苯乙烯单体聚合物浸渍水泥固化体样品的浸出率和累积浸出分数均比裸体固化体样品的相应参数降低了2个数量级，苯乙烯单体聚合物浸渍水泥固化体的扩散系数De比裸体水泥固化体降低了3个数量级，说明聚合物浸渍固化体对固化体中氚的固定是非常有效的。     

固化氛围对丙烯酸酯紫外光固化材料表面性能的影响

在空气或氮气氛围下对同样配方的光敏树脂进行紫外光固化,固化膜的表面能测定表明,空气中固化材料的表面能大于氮气中固化材料.固化膜的元素分析和衰减全反射-傅立叶变换红外光谱(Attenuated total reflectance-Fourier transform infrared spectroscopy,ATR-FTIR)分析表明,氧阻聚反应并未导致空气下固化的材料中氧含量的明显变化,其红外谱图中未见有过氧基团的吸收峰,但其表面富集有较多的吸电子基团;而氮气下固化的材料表面存在较多的碳碳单键.X射线光电子能谱(X-ray photoelectron spectroscopy,XPS)分析表明,不同的固化氛围使材料表面C1s和O1s原子结合能产生差异.说明固化氛围影响固化速率,使固化过程中固化膜组成分布或聚集态密度产生差异,最终使固化层的表面化学组成乃至表面能存在差别.     

放射性废物处理与处置：放射性废树脂高效水泥固化工程应用研究

本工作旨在提供满足放射性废树脂水泥固化工程应用要求的200L规模固化工艺参数和改进的固化体配方：清华大学核能技术设计研究院负责改进固化体配方并保证固化体性能满足GB14569．1-93要求：200L规模直接固化工艺过程的设计、安装、调试、运行在CIAE进行；并对200L固化体的性能进行了测试。     

用聚合物浸渍混凝土固化中放废物的研究

一、引言水泥固化是普遍公认的一种简便易行且源广价廉的固化技术,目前已为世界许多国家采用,并逐步向固化低生热高放废物的方向发展。众所周知,同玻璃固化相比,水泥固化的主要缺点是固化物的机械性能较差、浸出率较高、热导性较差,以及存在可能的辐解问题。这些问题限制了水泥固化的应用范围。本文研究了用聚合物浸渍混凝土(PIC)技术增加固化物的抗压强度和降低固化物的浸出率的可能性。     

生物废物灰化后灰分的水泥固化

本文报道了生物废物灰化后灰分的性质及其水泥固化配方的研究结果，给出了以大同５２５＾＃普通硅酸盐水泥为固化基材的固化工艺相图、最佳固化配方以及灰分水泥固化体性能的测试结果。     

中低放固体废物处理

本文介绍了中低放固体废物处理的常用方法——减容和固化。核废物的减容主要是通过压缩和焚烧来实现的,而固化则主要包括水泥固化,沥青固化和聚合物固化3种方法。通过减容和固化,将核废物转变成易于管理的度物形式,确保核废物的安全管理。     

第二代高放废物固化体——人造岩石

人造岩石(SYNROC)已为越来越多的人所关注。现在国际上高放废液固化正在实施的或者已确定准备采用的固化法是硼硅酸盐玻璃固化(前苏联生产过磷酸盐玻璃固化体),SYNROC将成为第二代高放废物固化体。     

聚氨酯丙烯酸酯的电子束固化及其性能研究

以2,4-甲苯二异氰酸酯、聚乙二醇和丙烯酸羟乙酯为原料合成了聚氨酯丙烯酸酯(PUA)预聚体,然后采用电子束辐射固化技术对PUA预聚体涂层进行固化研究,通过傅里叶红外光谱(FT-IR)和热重分析(TGA)等方法表征固化后PUA固化膜的结构和性质,并讨论了电子束吸收剂量与PUA固化膜性能之间的规律。结果表明,不同吸收剂量的PUA固化膜固化性能表现出明显的差异,在60-80 k Gy范围内,PUA固化膜具有较好的力学性能、高的凝胶率和热稳定性。     

搅拌参数对放射性废液水泥固化体性能的影响

目前,国内核电站或核设施产生的中低放废液都采用水泥固化进行处理,水泥浆及水泥固化体性能是水泥固化技术重点研究内容。本文采用普通硅酸盐水泥固化中低放废液模拟料液,研究不同液灰比条件下,搅拌时间和搅拌速度对水泥浆流动度和固化体28 d抗压强度、孔结构、显微结构和抗浸出性能的影响。结果表明：在相同液灰比下,随着搅拌时间的延长（10～50 min）,水泥浆的流动度和固化体抗压强度呈现先增大后减小的趋势,而固化体的孔隙率和Sr²⁺浸出率随搅拌时间的延长呈递减的趋势,搅拌50 min的固化体的结构较搅拌10 min的固化体致密;用较大搅拌速度制备的固化体的抗压强度较高,且在搅拌30 min内,提高搅拌速度可提高浆料的流动度;然而长时间用较大速度搅拌制备的固化体的孔隙率较高,同时核素浸出率也较大。由于固化工艺过程中搅拌速度和搅拌时间会影响水泥浆的流动性和固化体性能,因此在水泥固化装置投入使用前,应通过大量实验来确定满足工艺要求且满足固化体性能的最佳搅拌参数。     

浅谈桶内水泥固化生产线设备设计中考虑的安全性因素

本文以某水泥固化生产线为例介绍了水泥固化生产线(以下简称固化线)的功能、工位布置、设备组成及水泥固化生产线设计过程中应考虑的安全性因素等问题。     

放射性废离子交换树脂特种水泥固化体的微观结构分析

研究了特种水泥 (ASC)树脂固化体的微观结构。用压汞实验比较了ASC特种水泥的树脂固化体和普通硅酸盐水泥 (OPC)固化体多孔性能 ,通过电镜扫描 (SEM )观察比较了ASC和OPC的微观晶体结构。分析结果发现ASC水泥固化体具有较好的孔形结构 ,这是ASC固化体浸出率低的原因 ;ASC水泥固化体晶体呈针状结构 ,OPC水泥固化体晶体呈片状结构 ,针状结构的力学性能和结构强度要比OPC的片状结构好 ,该结构是ASC固化放射性废树脂包容量大、强度高的根本原因。     

模拟三价锕系元素合成岩石固化研究

针对模拟三价锕系元素的固化,分别合成了富钙钛锆石固化体和富钙钛矿固化体,并对其主要性能进行了分析和比较,为其对三价锕系元素的固化提供了依据.     

玻璃固化过程中Mo的化学行为研究进展

高放废液中的Mo在玻璃中的溶解度较低,在高放废液的玻璃固化中易形成黄相,黄相的出现对玻璃固化过程和固化体性能均不利,限制了玻璃固化体中废物的包容量。通过改变玻璃配方或开发研究新的配方提高固化体中Mo含量,可以消除黄相。本文综述了近年来国内外针对玻璃固化过程中Mo的化学行为研究所取得的研究进展。     

我国初步掌握冷坩埚玻璃固化技术

正11月30日,我院自主研制的冷坩埚玻璃固化实验装置完成24小时联动试验,成功产出440公斤模拟玻璃固化体。这意味着我国冷坩埚玻璃固化技术在固化工艺段,已经突破了搅拌、卸料、高频电源与冷坩埚的匹配、启动等诸多重大关键技术,标志着我国已经初步掌握冷坩埚玻璃固化技术。冷坩埚玻璃固化技术是目前国际上一种用于放射性废物处理的新型玻璃固化工艺技术,现已被列为核工业十大瓶颈技术之一。     

玻璃固化过程中Mo的化学行为研究进展

高放废液中的Mo在玻璃中的溶解度较低,在高放废液的玻璃固化中易形成黄相,黄相的出现对玻璃固化过程和固化体性能均不利,限制了玻璃固化体中废物的包容量。通过改变玻璃配方或开发研究新的配方提高固化体中Mo含量,可以消除黄相。本文综述了近年来国内外针对玻璃固化过程中Mo的化学行为研究所取得的研究进展。     

模拟不可燃放射性废物等离子体熔融处理试验研究

在自制的等离子体熔融试验台架上对玻璃纤维、混凝土、土壤的单体玻璃固化配方及三元混合废物玻璃固化配方开展等离子体熔融处理和同位素示踪实验。四种样品在1 100~1 300 ℃条件下熔融1 h均可得到玻璃固化体,经检测,玻璃固化体的密度、抗浸出性能以及机械性能均满足放射性废物玻璃固化体性能要求。示踪实验结果表明,等离子体熔融系统对示踪元素Co、Cs和Sr有较高截留率,且玻璃固化体对Co和Sr的固化能力较高、对Cs固化能力相对较低。在工程应用中,建议在熔融炉系统前端增设造粒等预处理系统,减少物料直接进入烟气净化系统的比例,以提高物料固化效率。     

核电站废物的脲醛树脂固化

本文介绍了七十年代以来利用脲醛树脂固化核电站中、低放废物的使用情况。叙述了脲醛树脂固化制品的制备方法。根据对国产5011~#脲醛树脂试验结果。给出了固化制品的有关性能。通过实验室试验,说明脲醛树脂固化法操作简便,使用安全,可望成为一种有竞争能力的固化放射性废物的新方法。