Disposición de residuos radiactivos
Eliminación de residuos radiactivos. Los residuos radiactivos contaminan enormemente nuestro planeta, pero también se producen durante los procesos de producción química. Mucha gente siente curiosidad por saber qué hacer con los residuos radiactivos. A continuación, lo llevaré a aprender más sobre la eliminación de desechos radiactivos.
Disposición de residuos radiactivos 1
Introducción
El proceso operativo de precambio del estado físico y químico de los residuos radiactivos para su eliminación final segura y económica, incluyendo Recogida, concentración, solidificación, almacenamiento y traslado de residuos.
Durante el procesamiento de residuos radiactivos, en ocasiones se producen nuevos residuos, los que se denominan residuos secundarios. Por ejemplo, cuando se trata de líquidos residuales radiactivos, a menudo es necesario tratarlos varias veces mediante sedimentación por floculación, intercambio iónico y otros métodos. , la actividad específica puede alcanzar el nivel de descarga permitida, y la sedimentación del lodo y la resina residual producida durante el proceso de tratamiento pertenecen a desechos secundarios radiactivos. Estos desechos aún requieren tratamiento adicional.
El efecto del tratamiento de residuos radiactivos suele expresarse mediante el coeficiente de descontaminación y el índice de reducción de volumen. Debido a que la radiactividad sólo puede debilitarse mediante la desintegración de los radionucleidos, el proceso de eliminación de desechos radiactivos es esencialmente un proceso de dividir los desechos radiactivos en dos partes, una parte es pequeña pero ha concentrado la mayor parte del material radiactivo en los desechos originales, y la otra es la otra parte es más grande pero la actividad específica (o concentración de radiactividad) es baja. El objetivo del tratamiento de esta última parte es hacer que la radiactividad alcance el estándar permitido para que pueda tratarse como residuo general en el siguiente paso, y su efecto de tratamiento a menudo se mide mediante el coeficiente de descontaminación. El coeficiente de descontaminación, también conocido como coeficiente de purificación, se define como la relación entre la actividad específica (o concentración de radiactividad) antes y después del tratamiento de residuos. Para el primero, la efectividad del tratamiento generalmente se mide en términos de tasa de reducción de volumen, ya que el objetivo del tratamiento es minimizar el volumen de eliminación final. El índice de reducción de volumen, también conocido como factor de reducción de volumen, se define como el índice de volumen de residuos antes y después del tratamiento. La tasa de reducción de volumen generalmente se refiere a la relación de volumen de los desechos sólidos antes y después del tratamiento de compresión o de los desechos líquidos después del tratamiento de solidificación.
Recolección de desechos radiactivos
Los diversos desechos radiactivos deben recolectarse en el lugar de generación y clasificarse y almacenarse centralmente en instalaciones de almacenamiento temporal con diferentes métodos de recepción y equipos de transporte. El objetivo de la recogida clasificada es facilitar el procesamiento y la eliminación por separado utilizando diferentes métodos. Por lo general, los residuos se dividen primero en líquidos, sólidos y gaseosos según su estado físico, y luego se dividen en residuos radiactivos altos, medios y bajos según su actividad específica (o concentración radiactiva), denominados altos, medios y bajos. residuos radiactivos. Algunos radionucleidos especiales también deben recolectarse por separado, como los desechos que contienen tritio y los desechos transuránicos (ver elementos transuránicos). Los residuos sólidos también se pueden dividir en residuos combustibles, residuos no combustibles y residuos comprimibles.
Reducción del volumen de residuos radiactivos
La concentración y reducción del volumen de residuos radiactivos líquidos incluyen la precipitación por floculación, el intercambio iónico, la adsorción y la evaporación. Dependiendo de la actividad específica, la composición química, el volumen del líquido residual y los requisitos de tratamiento, se puede utilizar uno o una combinación de varios métodos. En circunstancias normales, los coeficientes de descontaminación del método de evaporación, el método de intercambio iónico y el método de precipitación por floculación pueden alcanzar 103 ~ 106, 10 ~ 103 y 10 ~ 102 respectivamente. Los radionucleidos en el líquido residual bruto tratado se concentran en una pequeña cantidad de residuos de evaporación, resina residual y lodo de sedimentación. La reducción del volumen de residuos sólidos suele realizarse mediante incineración o compresión. La tasa de reducción de volumen de los desechos combustibles después de la quema puede alcanzar de 40 a 100; la tasa de reducción de volumen de los desechos no combustibles se puede reducir cortando, comprimiendo, etc., y la tasa de reducción de volumen puede alcanzar de 2 a 10.
Solidificación de residuos radiactivos
Para poder almacenarlos de forma segura y reducir la contaminación ambiental, es necesario convertir el líquido residual radiactivo o su concentrado en un sólido. Los requisitos básicos para la solidificación de desechos radiactivos son: propiedades físicas y químicas estables, suficiente resistencia mecánica, gran tasa de reducción de volumen y baja tasa de lixiviación con agua, el proceso de operación es simple y fácil, y el costo del tratamiento es bajo; Se pueden utilizar diferentes métodos de solidificación para diferentes tipos de residuos, entre los que se han utilizado en la práctica la solidificación de cemento, la solidificación de asfalto, la solidificación de plástico y la solidificación de vidrio.
Almacenamiento de residuos radiactivos
Los líquidos y concentrados de residuos radiactivos no solidificados, así como los residuos solidificados, como las opciones de eliminación final no seleccionadas, deben almacenarse en contenedores especiales en lugares fijos, preste atención. a la seguridad durante el almacenamiento para evitar la fuga de residuos radiactivos. Los residuos con diferentes actividades específicas requieren diferentes tanques de almacenamiento. Por ejemplo, cuando se almacenan líquidos residuales radiactivos alcalinos de nivel medio y bajo, generalmente se usan tanques de almacenamiento de acero al carbono; se deben usar tanques de acero inoxidable de doble capa para almacenar líquidos residuales radiactivos ácidos de alto nivel. Los tanques de almacenamiento de líquidos residuales radiactivos de alto nivel con actividad de alto contraste y gran liberación de calor tienen requisitos particularmente estrictos: los materiales deben ser resistentes a la corrosión, la estructura debe ser fuerte y confiable y debe tener dispositivos de ventilación y disipación de calor, sistemas de detección de fugas, dispositivos de transporte de materiales y líquidos, etc. , que debe ser monitoreado.
Transferencia de residuos radiactivos
La clave para el traslado de residuos radiactivos es el contenedor de embalaje de los residuos. Se deben realizar inspecciones de seguridad con antelación y se deben establecer normas estrictas sobre la resistencia, protección de blindaje, sistema de sellado, marcas de embalaje, etc. del contenedor. Se requiere un transporte seguro para evitar que los desechos radiactivos se filtren y contaminen el medio ambiente debido a incendios, vuelcos de contenedores y daños en los embalajes.
Separación y recuperación de residuos radiactivos
A finales de la década de 1940 se inició la investigación sobre la separación y recuperación de nucleidos de productos de fisión a partir de residuos líquidos de alta actividad radiactiva. Desde finales del decenio de 1950 hasta principios del de 1960, algunos países establecieron "plantas intermedias" para separar y recuperar productos de fisión y nucleidos. El proceso de separación se ha desarrollado desde el método inicial de precipitación-extracción hasta la extracción con solventes y los métodos de intercambio iónico (especialmente materiales de intercambio iónico inorgánicos).
En comparación con los métodos de precipitación, los métodos de extracción por solventes y los métodos de intercambio iónico tienen tasas de recuperación más altas, mejores efectos de separación y purificación y son convenientes para operaciones continuas a gran escala y control remoto. Los siguientes son métodos para la separación y el reciclaje de diversos desechos radiactivos comunes.
El estroncio es un proceso de producción maduro de separación y extracción. Utilice el extractante orgánico ácido bis(2-etilhexil)fosfórico (HDEHP) para extraer líquidos residuales radiactivos de alto nivel en condiciones ácidas, o utilice cromatografía de desplazamiento de intercambio iónico para separar y recuperar.
En una etapa inicial, se utilizó un proceso de extracción-precipitación para separar el cesio en líquidos residuales de alto nivel radiactivo, pero la resistencia a la radiación del extractante orgánico no era la ideal. Este proceso utiliza materiales inorgánicos de intercambio iónico como zeolita y fosfato de circonio para separar y extraer cesio de líquidos residuales de alto nivel radiactivo. Tiene un bajo costo de reciclaje y buena resistencia a la radiación.
El proceso de separación y recuperación de prometio a partir de líquidos residuales de alto nivel radiactivo consiste en utilizar la extracción HDEHP para separar los nucleidos de tierras raras y los nucleidos transuránicos, y luego utilizar la cromatografía de desplazamiento de intercambio iónico para separar los nucleidos de prometio y de tierras raras.
Los metales preciosos utilizan principalmente el método de intercambio iónico para adsorber tecnecio, rodio y paladio de líquidos residuales neutros o alcalinos de alto nivel radiactivo, y luego utilizan diferentes eluyentes para recuperarlos.
El neptunio-237 en el líquido residual de alta actividad de los radionucleidos transuránicos puede separarse y extraerse mediante extracción o intercambio iónico. Al separar el americio y el curio, el HDEHP se puede utilizar para extraer con nucleidos de tierras raras en condiciones de baja acidez (pH 1 ~ 2) y luego utilizar extracción o cromatografía de desplazamiento de intercambio iónico para separar los nucleidos de tierras raras.
El tratamiento de residuos radiactivos es una medida importante para la gestión de residuos radiactivos. La selección de métodos de tratamiento debe basarse en la viabilidad técnica, la racionalidad económica y la aprobación regulatoria. El proceso de tratamiento debe prevenir la contaminación ambiental y minimizar la generación de residuos secundarios. Además, debe llevarse a cabo activamente el aprovechamiento integral de los residuos radiactivos.
Procesamiento y Preparación de Residuos Sólidos Radiactivos
Existen muchos tipos de residuos sólidos radiactivos, que se pueden dividir en sólidos húmedos (residuos de evaporación, lodos de sedimentación, residuos de resina, etc.) y sólidos secos (insumos de protección laboral, herramientas, equipos, filtros de residuos, carbón activado, etc. contaminados). Más del 40% de los residuos sólidos de las centrales nucleares son combustibles o comprimibles. Para reducir el volumen y hacerlo apto para el transporte, almacenamiento y disposición final, los residuos sólidos deben ser incinerados, comprimidos, purificados, solidificados o inmovilizados.
(1) La incineración se refiere a la oxidación de desechos combustibles en cenizas (o residuos). La incineración puede lograr una gran reducción de volumen y peso (de 10 a 100 veces) y puede convertir los desechos en materia inorgánica; evitar los peligros de descomposición térmica, descomposición, fermentación y fuego; también puede recuperar sustancias útiles como el plutonio y el uranio;
La incineración se divide en dos categorías principales: incineración seca (como incineración de exceso de aire, incineración de aire controlado, pirólisis, lecho fluidizado, horno de sales fundidas, etc.) e incineración húmeda (como digestión ácida y descomposición del peróxido de hidrógeno, etc.). Para la incineración de residuos radiactivos, se requiere utilizar un incinerador especialmente diseñado con medidas de protección adecuadas y mantener una cierta presión negativa en el incinerador. Después de la incineración, más del 70% de los materiales radiactivos entran en las cenizas del horno. Las cenizas deben solidificarse o colocarse directamente en contenedores altamente integrados para su eliminación.
(2) Compresión La compresión se basa en la fuerza mecánica para densificar los residuos y reducir su volumen. Aunque el coeficiente de reducción de volumen obtenido mediante el tratamiento por compresión es relativamente bajo (2 ~ 10), en comparación con el tratamiento por incineración, el tratamiento por compresión es simple de operar y tiene menores costos de inversión en equipos y operación. Por lo tanto, el tratamiento por compresión se usa ampliamente en las plantas de energía nuclear. Actualmente, existen muchos tipos de compresores utilizados en varios países, algunos se comprimen en barriles y otros se aplanan y cargan en barriles. Los compresores de alta presión con decenas de toneladas, cientos de toneladas o miles de toneladas de presión pueden comprimir chatarra de metal hasta una densidad cercana a la teórica.
(3) Descontaminación La descontaminación es la eliminación total o parcial de radionucleidos no deseados. La descontaminación puede permitir que los equipos o componentes contaminados se reutilicen o se eliminen como desechos no radiactivos para reducir la cantidad de desechos; la descontaminación puede reducir los niveles de radiación, reducir el daño al cuerpo humano y facilitar las operaciones de mantenimiento, manejo de accidentes o desmantelamiento. Las actividades de descontaminación en las centrales nucleares incluyen la descontaminación periódica y no programada de circuitos, la descontaminación por accidentes y la descontaminación durante el desmantelamiento.
Existen muchos métodos de descontaminación, y se deben seleccionar diferentes métodos según los objetos y requisitos del tratamiento, el grado de contaminación, las condiciones objetivas, etc. Los métodos comúnmente utilizados son: ① Método químico: utilice ácidos, álcalis, agentes redox, agentes complejantes, tensioactivos, inhibidores de corrosión, etc. para preparar soluciones descontaminantes, agentes espumantes, pastas, etc. El proceso de descontaminación incluye remojo, lavado cíclico y pulverización. ② Métodos mecánicos: incluida la limpieza con aspiradora, limpieza manual o mecánica, inyección de agua o vapor a alta presión, inyección de abrasivos (como arena, arena de acero, alúmina, óxido de boro, partículas de hielo seco), descontaminación ultrasónica, etc. ③Métodos electroquímicos: como la descontaminación electrolítica. Además, tras la fusión, la mayoría de los nucleidos contaminantes pasan a la escoria, que puede reutilizarse tras su seguimiento.
(4) Los lodos fijos solidificados, los residuos de evaporación, los residuos de resina y otros sólidos húmedos, y las cenizas de incineradores y otros sólidos secos son sustancias dispersas y no son adecuadas para su transporte seguro, almacenamiento a largo plazo y eliminación final. y necesitan ser solidificados. El producto curado debe ser una pieza monolítica sólida. Es resistente a la presión, a los impactos, contiene firmemente radionucleidos, es resistente a la lixiviación, la radiación y el calor de desintegración, no es corrosivo para los envases y es insensible a la erosión bacteriana. Se han desarrollado y estudiado muchos métodos de curado. Además, los elementos filtrantes de residuos contaminados y los equipos contaminados cortados y desmontados se empaquetan en bidones o cajas de acero y deben llenarse con mortero de cemento o asfalto fundido para rellenar los poros y repararlos.
Disposición de residuos radiactivos 2. Eliminación de la contaminación radiactiva
Introducción
Los radionucleidos se utilizan en la industria petrolera para la exploración, la fabricación de tuberías, la instalación, el uso y Construcción de contenedores de equipos.
Durante el uso de materiales radiactivos, debido a falta de protección o violación de los procedimientos operativos o accidentes, las superficies del cuerpo humano y otros objetos a menudo se contaminan, lo que no solo afecta la salud de los operadores, sino que también contamina el medio ambiente circundante. lo antes posible. La limpieza de la contaminación es uno de los medios importantes para prevenir los daños por radiación. Cuanto antes se limpie la contaminación, mejor será el efecto.
Clasificación
Cuando las manos y la piel estén contaminadas, lavarlas inmediatamente con jabón, detergente, permanganato potásico, ácido cítrico, etc. , o mezcle 1% de tetraacetato de dietilamina cálcica y 88% de agua y frote. Si el cabello está contaminado, lávelo también con agua tibia y jabón. Para quienes inhalan radionúclidos, rocíe epinefrina al 0,25% o use efedrina al 1% para contraer los vasos sanguíneos en el tracto respiratorio superior y luego enjuague la nariz y la boca con una gran cantidad de solución salina normal. También puede usar expectorantes (cloruro de amonio, yoduro de potasio) para eliminar la flema. También se deben enjuagar los ojos, las fosas nasales y los oídos con solución salina. No es fácil utilizar disolventes orgánicos y ácidos fuertes para lavarse las manos, que favorecerán la entrada de contaminantes al organismo. Al limpiar la contaminación de la ropa de trabajo, si la contaminación no es grave, puede utilizar métodos de limpieza habituales a tiempo; cuando la contaminación es grave, debe utilizar un detergente de alta eficacia que no sea adecuado para el lavado de manos, como una mezcla; de ácido oxálico y fosfato de sodio. Si no puedes encontrar estos detergentes, puedes sellar la ropa contaminada en una bolsa de plástico grande para evitar una contaminación a gran escala.
A excepción de las superficies contaminadas, como vidrio, cerámica, etc., se deben enjuagar primero con agua, luego remojar en ácido clorhídrico o solución de ácido cítrico durante una hora, sacar y enjuagar con agua. Si no se puede eliminar la contaminación, se deben sumergir en la solución compuesta durante 15 minutos, luego sacarlos y enjuagarlos con agua, primero enjuagar los recipientes de metal con agua, luego sumergirlos en la solución de ácido cítrico durante 1 hora y luego enjuagar con agua; agua y secar. No es aconsejable utilizar soluciones de limpieza ácidas fuertes para evitar la corrosión de las superficies metálicas. Los artículos de plástico y caucho se pueden limpiar primero con agua o jabón. Si no se puede descontaminar, se debe limpiar con ácido clorhídrico diluido, ácido nítrico o ácido cítrico y luego lavar con agua.
Después de contaminar la superficie del estudio, se deben seleccionar métodos de limpieza adecuados según la naturaleza del material de la superficie y la situación de contaminación. Generalmente, frote primero con agua y detergente o jabón. Si la contaminación es grave, puedes considerar limpiar con ácido clorhídrico diluido o una solución de ácido cítrico, o raspar la superficie o reemplazar el material.
Tratamiento de la ingestión accidental de radionucleidos
Quienes ingieran accidentalmente radionucleidos deben inducir inmediatamente el vómito, lavado gástrico, enema y laxantes. Si se ingieren accidentalmente radionucleidos altamente solubles como el estroncio o el radio, se debe administrar inmediatamente un precipitante, como el sulfato de bario, para formar un precipitado de sulfato de bario insoluble para evitar la absorción y excreción. La ingesta de yoduro de potasio bloquea la absorción de yodo radiactivo por parte de la glándula tiroides. El regaliz y Smilax Poria tienen un efecto muy bueno para promover la excreción de estroncio.
Otros métodos
Se debe implementar activamente protección de seguridad para evitar la expansión del área contaminada después de la contaminación, y los desechos radiactivos deben tratarse seriamente. El método de dilución o el método de sedimentación por coagulación se pueden utilizar de acuerdo con las regulaciones nacionales.
Patentes relacionadas
Un método de descontaminación electrolítica para eliminar la contaminación radiactiva de superficies metálicas, incluida la conexión del componente a descontaminar al electrodo positivo de la fuente de alimentación y la conexión del componente a descontaminar. descontaminado al electrodo positivo de la fuente de alimentación. Para el electrodo negativo, agregue electrolito al dispositivo de descontaminación para la descontaminación electrolítica. La fórmula del electrolito utilizado es HNO3 con un porcentaje en masa del 3% al 10%, NaNO3 con un porcentaje en masa del 5% al 20% y el resto es agua. La densidad de corriente durante la electrólisis es de 0,1~0,6A/cm/cm y la temperatura de electrólisis es de 20~50℃. Este método puede usarse ampliamente para la descontaminación electrolítica de la contaminación radiactiva en superficies metálicas en instalaciones nucleares, permitiendo que las grandes cantidades de desechos metálicos generados cuando las instalaciones nucleares se desmantelan se degraden o reciclen.