我国高放废物地质处置研究

文章提出我国高放废物地质处置拟采用处置库选址和场址评价-特定场址地下实验室-处置库“三步曲”式技术路线。计划目标是于2030∽2040年前后建成我国的高放废物地质处置库。处置对象是玻璃固化块、超铀废物和部分乏燃料，处置库为竖井-坑道型，候选围岩为花岗岩，位于饱和带中。已初步选定甘肃北山地区为重点预选区。该区地处戈壁，地壳稳定，人烟稀少，地质条件和水文地质条件有利。现已试验获取预选区大量深部地质环境参数。确定使用膨润土作为处置库的回填材料，已获得一批放射性核素在花岗岩和膨润土中的吸附、扩散数据，建立了模拟处置库温度、压力和氧化还原条件的实验装置。高放废物地质处置场址评价、放射性核素地球化学行为、回填材料研究和环境评价研究正在深入进行，并与国际原子能机构等进行了卓有成效的合作。     

中国高放废物地质处置21世纪进展

21世纪近20年,我国高放废物深地质处置进入了一稳步发展的新阶段,在法律法规、技术标准、战略规划、选址和场址评价、工程屏障研究、处置库和地下实验室概念设计、核素迁移和安全评价研究等方面取得了显著进展。其主要亮点包括颁布了《中华人民共和国放射性污染防治法》和《中华人民共和国核安全法》,制定了《高放废物地质处置研究开发规划指南》,颁布了《高放废物地质处置设施选址》核安全导则,确定了2020年前开工建设地下实验室、2050年建成高放废物处置库的目标,甘肃北山预选区被确定为我国高放废物地质处置库首选预选区,建立了场址评价方法技术体系,确定了内蒙古高庙子膨润土为我国高放废物处置库的首选缓冲回填材料,建立了我国首台缓冲回填材料热 水-力-化学耦合条件下特性研究大型实验台架（China-Mock-Up）,获得了一批关键放射性核素的迁移行为数据,开展了初步的安全评价,完成了地下实验室安全技术研究。确定甘肃北山的新场为我国高放废物地质处置地下实验室的场址。2019年5月6日,国家国防科工局批复中国北山高放废物地质处置地下实验室工程建设立项建议书,标志着我国高放废物地质处置正式进入地下实验室阶段。这一系列工作进展和取得的成绩为我国2020年开工建设地下实验室、掌握高放废物地质处置技术奠定了坚实的基础。     

加拿大和美国高放废物地质处置研究概况

本文主要介绍了作者2000年对加拿大和美国进行科学访问时实地考察所了解到的加拿大的核素在裂隙和孔隙介质中的迁移模式,地下实验室,白壳实验室(Whiteshell Labs),高放废物处置库场地预选和美国拟作为高放废物处置库的尤卡山场地和已投入运行的军用超铀废物处置库的废物隔离实验工厂;着重论述了这两个国家的高放废物地质处置研究现状、经验和所取得的成果。     

中国高放废物地质处置研究进展:1985～2004

如何安全处置高放废物是核工业可持续发展面临的挑战性问题。我国的高放废物深地质处置研究从1985年开始，提出的计划目标是：于21世纪中叶建成我国高放废物地质处置库，处置的对象是玻璃固化块、超铀废物和部分乏燃料，处置库为竖井一坑道型，候选围岩为花岗岩，位于饱和带中。在1985～2004的20a中，我国高放废物地质处置研究取得了进展，已确定我国高放废物最终处置走“深地质处置”，并且是“三步曲”式的技术路线，即处置库选址和场址评价一地下实验室一处置库。经过全国筛选对比，已初步选定甘肃北山地区为重点预选区，该区地处戈壁，地壳结构完整，地壳稳定，人烟稀少，地质条件和水文地质条件均有利。20世纪90年代初期，开展了地下实验室的选址工作，初步选择了北京郊区2处地点为我国高放废物地质处置“普通地下实验室”的场址。已确定使用膨润土作为处置库的回填材料，并初步确定内蒙古高庙子膨润土为我国高放废物处置库的首选缓冲回填材料。对膨润土的矿物学、岩土力学、物理力学性质和热学性质进行了研究。已获得一批放射性核素(主要是Np、Pu、Tc)在北山花岗岩和膨润土上的吸附分配比、扩散系数和弥散系数等参数，建立了低氧手套箱和模拟处置库温度、压力和氧化一还原条件的小型实验装置。高放废物中的关键核素的化学行为研究也取得进展。花岗岩接触带核素迁移、铀矿床中超铀元素迁移、青铜器腐蚀等天然类比研究取得了成果。还开展了高放废物地质处置系统总性能评价源项和生物圈模式的调研。概念设计研究仅在20世纪90年代初开展了部分研究。从1999年开始，与国际原子能机构开展了2期高放废物地质处置技术合作项目，极大地提高了我们的技术水平。20a的科研工作为我国在21世纪完成高放废物地质处置奠定了一定基础。     

高放废物地质处置性能评价

为建立我国高放废物地质处置性能评价方法而系统地介绍了性能评价的研究目的、研究内容、研究方法、国内外研究现状；以此为基础，提出了关于开展我国性能评价的若干建议。性能评价方法的建立将有利于我国高放废物地质处置事业的协调发展。     

高放废物地质处置库粘土岩场址研究现状

高放废物地质处置库的围岩选择至关重要,粘土岩由于其自身的优点受到越来越多的关注。本文介绍了国际原子能机构（IAEA）、国际经济合作和发展组织（OECD/NEA）等国际组织关于高放废物选址的规范情况,在此基础上介绍了在粘土岩处置研究方面几个有代表性国家如瑞士、法国、比利时的高放废物处置库的选址情况,所选的粘土岩场址以及所选择的粘土岩的特性研究情况。希望可以为我国高放废物粘土岩场址的选择提供借鉴。     

高放废物地质处置中的工程材料

凡人类从事于与核材料有关的许多生产、生活活动均可能产生不同活度的放射性废物.高放废物由于具有放射性水平高、发热量大、核素寿命长等特点,其安全处置倍受全球科学家和广大公众所重视.目前深地质处置被国际上公认为处置高放废物的最有效可行的方法.借鉴已有研究成果,我国采用多重工程屏障系统(包括废物固化体、废物罐及其外包装和缓冲/回填材料)和适宜的地质围岩地质体共同作用来确保高放废物与生物圈的安全隔离.参照国际上该领域的研究成果,结合我国处置概念,本文就高放废物地质处置中的工程材料(废物固化体、废物罐、外包装、缓冲材料、回填材料),以及其材料选择、设计要求和研究重点等进行了总结.     

我国高放废物地质处置库场址筛选总体技术思路探讨

绿合对比瑞典、加拿大、芬兰和美国等国高放废物地质处置场址筛选技术思路,分析国外高放废物地质处置库场址筛选过程中取得的经验、教训,总结了我国处置库选址工作取得的成果和存在的问题.在综合研究基础上,分析提出我国高放废物地质处置库场址筛选总体技术思路,包括应遵循的原则、工作范围、目标和总体技术步骤等,以利于今后处置库选址工作更系统、规范和统一.     

国防科工委召开高放废物地质处置研讨会

2005年8月1～3日,国防科工委在北京组织召开了高放废物地质处置研讨会.这是我国高放废物处置领域的一件大事,是我国首次由政府部门举行的第一次与高放废物安全处置有关的研讨会.     

一些国家高放废物地质处置安全评价介绍

本文介绍了高放废物地质处置的安全目标及其准则，并介绍了比利时ＢＯＯＭ粘土高放废物处置性能和安全评价，以及美国玄武岩高放废物处置安全评价的方法和瑞典花岗岩高放废物ＷＰＣ处置方案的安全分析。对我国高放废物地质处置安全评价工作提出了一些建议     

高放废物地质处置地下实验室研究国际合作的有关进展

1　前言国际原子能机构 ( IAEA)于 2 0 0 0年 4月 5～ 7日在维也纳召开了“推进高放废物地质处置地下实验室研究和示范项目国际合作专家咨询会议”,来自中国、美国、加拿大、法国、瑞典、比利时、巴西、捷克、匈牙利和乌克兰等 1 0个国家的 1 1位代表参加了本次会议。此次会议反映了高放废物地质处置地下实验室研究国际合作的进展情况 ,会议的主要任务是 :( 1 )讨论地下实验室研究国际合作对推进高放废物地质处置所起的作用 ;( 2 )确定在地下实验室研究中应开展国际合作的几个关键领域或项目 ;( 3 )讨论IAEA在地下实验室研究国际合作方…     

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。     

高放废物地质处置库安全特性研究

高水平放射性废物(简称高放废物)是一种放射性强、毒性大、含有长半衰期核素且发热的特殊废物,对其进行最终处置难度极大,面临一系列的科学、技术、工程及社会学的挑战。高放废物安全处置的核心是,要确保在数万年甚至更长时间内,将高放废物与生物圈进行有效隔离。我国核武器研制和生产过程中,已经积累了一批亟待地质处置的高放废物,急需开展技术研发,并建设处置库对其进行最终地质处置。另外,我国核电站乏燃料后处理产生的高放废物以及某些不宜后处理的乏燃料,也需进行最终地质处置。本文针对高放废物安全处置的要求,对高放废物处置库的工程屏障(玻璃固化体、废物罐、缓冲材料等)和天然屏障(处置库围岩)的安全特性进行了研究,介绍了我国高放废物地质处置库选址、工程屏障和安全评价的进展。     

高放废物地质处置各屏障系统安全要求研究

研究分析了处置库各屏障系统应具备的总体安全要求。针对屏障性能演化、地下水流和核素迁移等方面分析了工程屏障系统、天然屏障系统应满足的安全要求。     

MapGIS在东天山高放废物地质处置库选址中的应用

根据高放废物选址的要求,利用MapGIS对东天山地区不同时代岩体的空间位置、分布形态、出露面积,以及岩体与断裂构造、地震和矿床点等的空间关系进行了研究,对海量资料信息进行分析处理,可起到事倍功半的效果.利用MapGIS分析结果,初步筛选出阿奇山1号岩体、雅满苏北岩体作为高放废物地质处置库选址的有利岩体.     

高放废物地质处置场址安全要求

概述了国际原子能机构、美国、法国、瑞典、芬兰和日本的高放废物地质处置场址安全要求的内容、现状和发展趋势。场址安全要求主要从水文地质、地球化学、岩石特征、气候变化、人类干扰等方面来阐述场址的有利条件、不利条件以及潜在的有利与不利条件。以系统科学为指导,初步探讨了我国场址安全要求的研究框架和实施步骤。     

论高放废物地质处置库围岩

介绍了各国高放废物处置库的围岩类型,讨论了花岗岩、黏土岩、塑性黏土、凝灰岩和岩盐的基本特征及其工程特性。综合对比了各类围岩的有利条件和不足。研究表明,以花岗岩和黏土岩为围岩的处置库均能满足长期安全要求。针对中国花岗岩、黏土岩、凝灰岩、岩盐和黄土的分布特点,提出中国宜选择花岗岩为主攻方向,同时也可探讨选择产状平缓、厚度稳定的黏土岩的可行性。     

高放废物地质处置元数据设计与编辑模块开发

在对元数据的含义、作用、组成及对高放领域研究的数据内容和特点分析的基础上,对元数据编辑模块的设计进行了详细描述,并在VS2005平台下应用C#语言进行了模块的实际开发,最终实现了便于进行数据共享的XML格式存储功能。元数据编辑模块的应用将促进我国高放废物地质处置信息化工作的进一步深入。     

高放废物地质处置容器材料选择和腐蚀行为研究进展

高放废物地质处置容器是高放废物地质处置多重屏障之一,高放废物地质处置容器材料的腐蚀性能决定了处置容器有效性。本文介绍了高放废物容器材料选择的两种策略,以及在不同处置环境下适合的材料,并给出了高放废物地质处置条件下容器材料可能的腐蚀类型。同时介绍了预测高放废物地质处置容器材料寿命的方法和思路,为我国在高放废物地质处置容器的选材上提供新思路和参数。