核废料处理工艺流程实习一、实习时间2013年6月14日下午二、实习地点四川省绵阳市九院核废料处理实验中心三、实习单位及单位概况绵阳九院，全称中国工程物理研究院（CAEP）又叫科学城，中物院，或839 。

国家高度保密单位，创建于1958年，是国家计划单列的我国唯一的核武器研制生产单位，是以发展国防尖端科学技术为主的集理论、实验、设计、生产为一体的综合性研究院。

四、背景现状：目前，世界上约有12万吨高级核废料，而且每年正以7200吨的速度增长。

美国是世界上最大的核废料国家，有5万吨左右；欧洲和亚洲分别有3.5万吨左右。

中国过去的核军事工业，造原子弹氢弹产生了一些高放废物, 这些废物现在是液体, 将来要变成固体, 要最终处置。

现在中国在大力发展核电站，也要产生乏燃料，乏燃料要经过后处理。

处理的整个流程是乏燃料从反应堆里拿出来以后，要经过后处理，把铀和钚回取出来。

剩下的是高放废液，这种液体要变成玻璃固化体，最终埋到地底下去。

据了解，在核工业产生的废物中99%属于中低放废物，处理起来相对容易。

而剩下的1%含有多种对人体危害极大的高浓度放射性核素，其中一种被称为钚的核素，只需摄入10毫克就能让人致死。

其毒性尚不能用普通的物理、化学或生物方法使其降解或消除，只能靠自身的放射性衰变慢慢减轻其危害。

高放废物要达到无害化需要数千年、上万年甚至更长的时间。

在现阶段深地质处置是高放废物处置最现实的一种方法：即在地下建造一个处置库。

为了保障核素不会向外迁移，必须设置层层屏障。

首先将高放废液进行玻璃固化，再将玻璃固化体装入金属罐。

在处置库中这些废物罐周围充填有回填材料。

同时还要找到一块巨大的天然岩石做处置库的外壳。

因为稳定完整的岩体才是确保核素不向外迁移的最强有力的保证。

中国是从1986开始研究探索核废物地质处置的。

2003年中国公布了《放射性污染防治法》，规定高放废物要集中处置，2006年科技部，国防科工委、和环保部共同制定了《高放废物地质处置研究开发规划指南》；制定了一个三阶段的策略。

从现在到2020年选择处置库的场址，建成地下实验室；从2020年到2040年依托地下实验室，开展现场实验；2040年开始建造处置库，到2050年建成处置库。

届时可以接收核废物，开始正式运行。

五、实习目的与要求（一）、实习目的1、通过参观核废料处理实验中心，进一步了解中低放射性废物处理的工艺流程，加深对核废料处理在资源稀缺性方面，对于乏燃料循环利用的重要性的理解。

2、通过实习，开拓我们的视野，培养学习兴趣，增强专业知识，巩固和理解专业课程。

3、通过不断的实践来磨练自己，使得学到的专业知识可以融会贯通，懂得学以致用。

（二）、实习要求1、校内实习期间，严格遵守学校规章制度，服从专业老师的安排，做好笔记，注重理论与实践相结合，善于发现问题。

2、校外实习期间遵守公司各项规章制度，有严格的时间观念，不迟到不早退，虚心向有经验的同事请教，积极主动完成单位分配的任务，与单位同事和谐相处。

3、每天都认真总结当天的实习工作所遇到的问题和收获体会，及时撰写实习日记。

六、实习内容（一）、准备工作在实习之前，我翻阅了有关核废物处理的背景和工艺流程，通过查阅资料，了解到放射性废物包括高、中、低放射性核废料。

同时，了解了核废物的处理的相关设备，并贯穿核废物处理的基本知识，做好理论知识的储备，形成了一个基本完整的理论知识体系。

在6月14日下午由带队老师带领我们参观实习认知，并简单的介绍了实习地点的情况和实习过程中要提到的工艺流程。

（二）、学习核燃料处理系统流程在核燃料处理实验中心，老师以中低放固、液核废料处理工艺流程图为例，向我们具体讲解了实际处理过程，包括液体废物处理系统流程和固体废物处理系统流程，具体讲解了实际处理过程的具体操作步骤，着重指出流程中所涉及的关键环节和一些困难。

又因为放射性废液的比活度，含盐量差别很大，所以对中、低放废液的净化处理相应的方法很不一样。

其中，核工业放射性工艺阶段废液一般需要多级净化处理，中、低放废液常用的处理方法有凝沉淀和过滤、蒸发、离子交换和膜技术（如电渗析、反渗析、超滤膜）。

将活度高的核燃料放射性废水经行蒸发，然后留下活度高的液体，称为蒸残夜。

高放废液比或度高，一般只经过蒸发浓缩后储存在双壁不锈钢储槽中。

典型放射性废水处理工艺流程图:（1）絮凝沉淀和过滤，放射性核素及其他污染通常以悬浮固体颗粒、胶体或者溶解离子状态存在于废水中，不能用简单的静止沉淀或过滤法除去。

沉淀法中的絮凝沉淀工艺较多用于处理组分复杂的中、低放废水，其方法简便，成本低廉。

在去除放射性物质的同时，还去除悬浮物、胶体、常量盐，有机物和微生物等，一般与其他方法联用时作为预处理方法。

其缺点是放射性去除效率较低，一般为50%~70%。

产生的污泥量较多，需要进一步处理。

（2）经过絮凝沉淀后，进入两个水池，一备一用。

废水中的残留的放射性物质多为溶解离子状态，需用离子交换法进一步净化，是借助离子交换剂中的可交换离子和溶液中的离子进行交换，选择性的去除溶液以离子状态存在的放射性核素，使废液得以纯化。

离子交换法处理废水常用的动态操作系统是以树脂作为滤层的滤柱式操作，其形式有阴阳离子交换柱串联或混合柱。

典型离子交换处理污水流程图：（3）离子交换完进入政法环节。

废水在蒸发器内加以热沸腾，形成水蒸气后冷凝成水。

废水中所含非挥发性放射性核素及其他化学杂质，大部分残余在蒸发浓缩中。

蒸发器在整体看来是间歇操作，在一个运行周期内是连续操作的，蒸发处理几乎可以去除非水中的全部非挥发性污染物质，蒸发后应进一步固化。

（4）核退役多采用水泥固化，固化残分为几个工位，工位上有几个标准钢桶（200L）。

首先将第一工位上的桶运送到取盖工位上，用吸盘将盖子吸附，将去了盖子的空桶运送到原位，加入一定的水泥，水泥废物配比大约为1：1，针对不同的源项有着不同水泥配方，然后送到搅拌工位，利用搅拌桨将其搅拌均匀，再将桶盖盖上，最后送入调运工位进入固化废物库。

水泥固化设备简单经济，代价小，操作方便，但是增容较大，核素侵出率较高。

对于放射性废物进行有效管理，以确保人类生存环境的安全和可持续发展。

固体废物处理工艺流程图：（三）各国核废料的处置方法（1）、中国“亚洲第一坑”安然无恙早在核基地退役之前几年间，中国政府就投入巨资对当地受核污染的地面进行了严格去污，并对整个基地工作区及周边地区实施综合性环境治理，尤其是在核废料的填埋中，严格按照国家和国际上的标准，对放射性的固体、液体和气体废弃物等进行了全方位安全处理。

十几年来，生活在核基地及“亚洲第一坑”地区的人们从未因核辐射而受过伤害，这里的居民每年受到的最大附加剂量仅为国家标准的千分之一。

美国（2）、美国建设核废料储存基地遭遇地方抵触早在2002年，布什政府和美国国会就通过了能源部在内华达州亚卡山区建设一座储存容量约为7万吨核废料储存基础的议案。

但是，由于涉及敏感的法律和政治问题，这项工程迟迟不能开工，以至于何时甚至该核废料储存基地能否建设都是未知数。

（3）德国玻璃固化并装入金属容器后深埋德国核专家认为，从目前科技发展看，深埋是核废料处理最现实的方法，即把核废料深埋于岩石、盐或粘土层并使用天然及人工屏障来隔离。

目前德国多采用玻璃固化并装入金属容器后深埋的方法。

高辐射核废料与玻璃熔化固化成半透明圆柱体，放入钢制容器中。

（4）、加拿大试图将核废料深埋在沉积岩里目前，加拿大的190万包核废料临时存放在22座核电站，采用混凝土罐包裹的方式。

这些核废料的放射性将维持1万年以上。

原来的研究将重点放在如何将核废料安全存放在花岗岩中。

较早期的研究结果表明，“加拿大盾牌”的花岗岩是唯一能够满足数千年安全存放放射性核废料的稳定岩石构造。

2005年5月，核废料管理组织提出了将核废料深埋在安大略南部和魁北克以及哈德逊湾的西岸地下深处的沉积岩石里。

在2007年3月26日公布了《2006年度报告》。

报告认为，安大略省南部地区都是地下存放核废料的适合地区。

七、实习总结通过参阅相关文献，将我国与国外的核燃料处理现状进行了对比得知：美国在核电方面研究走在世界前列，核电发达的瑞典、芬兰、法国、日本等国也纷纷制定了建设深地质核料处置库的计划。

中国开始较晚，1986年才开始，但是中国在这方面发展比较顺利，预计划2030年后将建成自己的深地质和燃料处置库。

现在大的有核国家，比如俄罗斯，在他们国家已找到暂存核废料的地方。

当前我国核电工业正处在高速发展的时期，因此有关核废料的处理技术必须加以重视，并应投入足够的资金和力量加以研究，这样才能保证我国核电事业可持续发展。

我们所学的专业是为了得到核燃料的清洁能源迫切专业，主要培养具有坚实的理论基础，熟练的实验技能和专业特色，同时也具有一定的工程基础，能在核化工与核燃料及相近专业领域从事生产、规划、设计、管理、教育与研究开发多方面工作的专门人才。

八、实习感悟通过这次专业认知实习，大大增加了我对核燃料废物处理的喜爱，对于这次具体技术实践环节的学习和了解，我明白了我们专业的重要性。

这次实习使我们更加深刻的明白，学习是很重要的，工业生产的理论知识都是来自我们平时的学习，有了好的专业知识，才能为实际动手能力打下坚实的基础。

并且，实践是更好的学习方法，只有实践才能让我们理解那些理论知识。

通过实践才能检验出自己的能力水平，积累经验，接触实际生产，促进全面发展。