低、中水平放射性廢物水泥固化體性能檢驗(yàn)的討論

湖南省水泥中的放射性水平

為研究鋯英石基an4+(四價(jià)錒系核素)放射性核素固化體的性能,利用ce4+作為an4+的模擬替代物質(zhì),以zro2、sio2和ceo2粉體為原料,采用高溫固相法制備出包容20%(物質(zhì)的量,下同)ce4+的鋯英石基固化體,利用60co源γ射線輻照裝置對其進(jìn)行572.1kgy的γ射線輻照.利用粉末x射線衍射儀、掃描電子顯微鏡和電感耦合等離子體質(zhì)譜儀對γ射線輻照前后固化體的物相、結(jié)構(gòu)、微觀形貌及模擬核素的浸出行為進(jìn)行了研究.結(jié)果表明,固化體中雖包容有20%的ce4+,但其主物相仍以鋯英石物相為主,與標(biāo)準(zhǔn)樣品相比晶胞參數(shù)發(fā)生10-4nm量級的變化,經(jīng)γ射線輻照后樣品晶胞參數(shù)僅發(fā)生了10-5～10-4nm量級的微弱變化,在ph6.5的hci浸出液中ce4+的平衡濃度低于0.30μg/l.

固化體的性質(zhì)會直接影響到高放射性廢物最終處置的安全性,因此,放射性廢物固化體的安全穩(wěn)定性問題也就顯得尤為重要。由于鋯英石具有將錒系核素作為晶體的組成部分固定在晶格中的性質(zhì),普遍認(rèn)為它是固化高放廢物中錒系核素

目的調(diào)查山東某赤泥處理廠赤泥及赤泥水泥的放射性水平。方法用gh102ax-γ劑量率儀測量γ外照射劑量率,用hpge低本底γ譜儀測量水泥及其原料的放射性比活度。結(jié)果赤泥堆壩頂部截面γ外照射劑量率平均值為0.15μgy.h-1,壓濾車間的γ外照射劑量率平均值為0.12μgy.h-1,辦公室的γ外照射劑量率平均值為0.08μgy.h-1。用赤泥作為熟料原料的a水泥廠的p.o42.5水泥內(nèi)、外照射指數(shù)分別為ira=0.38和ir=0.47,p.c32.5水泥的內(nèi)、外照射指數(shù)分別為ira=0.27和ir=0.37。結(jié)論工人所受的外照射劑量率接近本底水平;a水泥廠的p.o42.5水泥、p.c32.5水泥的內(nèi)外照射指數(shù)均符合國家標(biāo)準(zhǔn),適量赤泥作為水泥原材料對水泥的放射性水平影響不大。

本文針對稀土低水平放射性廢水的特點(diǎn),分析了稀土低水平放射性廢水的人工濕地處理技術(shù)的可行性和技術(shù)經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢,并對其需解決的關(guān)鍵問題和技術(shù)難點(diǎn)進(jìn)行了分析和展望。

用偏高嶺土、沸石及聚合物乳膠粉改性的堿礦渣復(fù)合水泥進(jìn)行了模擬放射性焚燒灰固化處置研究。結(jié)果表明:模擬放射性焚燒灰包容量為40%時,水泥固化體性能滿足國標(biāo)gb14569.1—93要求。cs+的第42d浸出率(gb7023—86,25℃)最低為1.32×10-4cm/d,累積浸出分?jǐn)?shù)僅為0.041cm。28d抗壓強(qiáng)度最低為45.6mpa,且后期強(qiáng)度增長依然較高。堿礦渣復(fù)合水泥凝結(jié)迅速,克服了焚燒灰中某些成分對水化造成的不利影響。偏高嶺土、沸石之間存在協(xié)同效應(yīng),顯著提高固化體的抗壓強(qiáng)度,同時改善對核素離子的固化能力。乳膠粉在固化體內(nèi)形成三維網(wǎng)狀結(jié)構(gòu),改善固化體韌性及抗沖擊性,引入的微小氣泡優(yōu)化孔結(jié)構(gòu)、提高耐久性,但導(dǎo)致抗壓強(qiáng)度下降,摻量以5%為宜。

隨著2013年5月15日最后一批水泥固化桶順利運(yùn)抵處置場現(xiàn)場,中國原子能科學(xué)研究院水泥固化體ⅰ期外運(yùn)與處置任務(wù)圓滿完成。本項(xiàng)工作自2011年10月開始,歷時19個月,回取與轉(zhuǎn)運(yùn)9個批次,共計(jì)3300桶水泥固化體,前期大量的準(zhǔn)備工作和過程中不斷的改進(jìn)工作保證了整個外運(yùn)工作的安全順利完成。2013年度是本項(xiàng)目任務(wù)最重的一年,3—5月共計(jì)完成了五批次的外運(yùn)任務(wù),共計(jì)近1500桶。中國原子能科學(xué)研究院負(fù)責(zé)現(xiàn)場回取與轉(zhuǎn)運(yùn)工作,此項(xiàng)工作的運(yùn)行時間規(guī)律屬短期(2~5d)24h

目的了解建材放射性分類標(biāo)準(zhǔn)及部分省市建材放射性水平,以引起人們對居住環(huán)境放射性的重視。方法將現(xiàn)行建筑材料國家分類標(biāo)準(zhǔn)與過往標(biāo)準(zhǔn)進(jìn)行比較,并對部分省市的建筑裝飾材料放射性比活度和內(nèi)外照射指數(shù)進(jìn)行文獻(xiàn)對比。結(jié)果建筑裝飾材料放射水平絕大部分都滿足國家a類標(biāo)準(zhǔn),但大多數(shù)產(chǎn)品無標(biāo)識。結(jié)論加大對建筑材料生產(chǎn)與銷售市場的監(jiān)督管理力度,落實(shí)各項(xiàng)建筑材料放射衛(wèi)生法規(guī)和標(biāo)準(zhǔn),確保建筑材料的安全使用。

放射性廢物貨包檢測是放射性廢物管理的重要環(huán)節(jié)。根據(jù)放射性廢物貨包的技術(shù)要求參數(shù),借鑒國內(nèi)外先進(jìn)檢測技術(shù)和工藝手段,設(shè)計(jì)了一套控制精度高、連續(xù)可調(diào)范圍大的貨包檢測平臺,并進(jìn)行了平臺的受力分析。實(shí)踐檢驗(yàn)表明,該裝置具有良好的可操作性。

采用天然鋯英石為固化基材,對模擬放射性廢物泥漿的陶瓷固化進(jìn)行了探索研究。借助失重-差示掃描量熱法(tg-dsc)、x射線衍射法(xrd)等分析手段,研究了工藝因素對固化體結(jié)構(gòu)性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明:對于主要成分為fe(oh)3膠體、鉀、鈉的硫酸鹽和高錳酸鹽的模擬廢物,當(dāng)廢物摻量為10%、30%、50%時,在本工藝條件下,固化樣品開始燒結(jié)溫度分別為1140℃、1100℃、1100℃。zrsio4在1170℃開始分解,生成zro2晶體,在1240℃左右完全分解。燒結(jié)溫度影響燒結(jié)體中主要物相。當(dāng)燒結(jié)溫度較低(<1170℃)時,燒結(jié)體主要物相是鋯英石(zrsio4)、fe2o3和玻璃相;當(dāng)燒結(jié)溫度達(dá)到1240℃時,主要物相為zro2晶體、玻璃相和fe2o3。由于廢物的主要成分硫酸鹽及fe(oh)3在1100℃以上分解,對固化體的致密燒結(jié)產(chǎn)生了不利的影響,燒結(jié)體出現(xiàn)膨脹起泡現(xiàn)象,致密度較差,說明本工藝尚需進(jìn)一步改善。

固化體的性質(zhì)會直接影響到高放射性廢物最終處置的安全性,因此,放射性廢物固化體的安全穩(wěn)定性問題也就顯得尤為重要。由于鋯英石具有將錒系核素作為晶體的組成部分固定在晶格中的性質(zhì),普遍認(rèn)為它是固化高放廢物中錒系核素

采用環(huán)氧樹脂乳液與復(fù)合水泥制備的聚合物水泥固化模擬放射性廢樹脂,應(yīng)用正交設(shè)計(jì)法進(jìn)行試驗(yàn)設(shè)計(jì)。首先進(jìn)行復(fù)合水泥配方的正交設(shè)計(jì),確定復(fù)合水泥中525#快硬硫鋁酸鹽水泥、硅粉、沸石和粉煤灰之比為1∶0.05∶0.10∶0.05,然后進(jìn)行固化樹脂配方的正交設(shè)計(jì)。以抗壓強(qiáng)度作為鑒定廢物固化體的物性依據(jù),應(yīng)用f檢驗(yàn),選擇優(yōu)化的配方。最終選擇優(yōu)化的復(fù)合水泥作固化基質(zhì),環(huán)氧樹脂乳液作膠凝材料。優(yōu)化配方為:乳灰比,0.55;樹脂包容量,0.3;陰陽樹脂比,2∶1。根據(jù)gb14569.1—93的要求對采用該優(yōu)化配方的廢物固化體進(jìn)行了性能測試。結(jié)果表明,得到的水泥固化塊(50mm×50mm)的抗壓強(qiáng)度大于10mpa,固化體的抗凍融、抗浸泡、抗沖擊、抗輻照性能滿足廢物近地表處置的要求。

聚合物水泥用于放射性廢離子交換樹脂水泥固化工藝,利用其防水性能抑制廢樹脂的溶脹,降低水泥固化體中放射性核素137cs9、0sr浸出率,提高了廢樹脂包容率和處置的安全性。

湖南水泥放射性水平及所致建筑物輻射劑量的貢獻(xiàn)

湖南水泥放射性水平及所致建筑物輻射劑量的貢獻(xiàn)

為了解貴州省市售水泥的放射性水平,采取簡單隨機(jī)抽樣方式在全省銷售點(diǎn)購買31份水泥樣品,通過底本底多道γ能譜儀對其放射性進(jìn)行檢測,結(jié)果發(fā)現(xiàn)外照射指數(shù)在0.14～0.70之間,內(nèi)照射指數(shù)在0.25～0.96之間。滿足建筑材料放射性限量標(biāo)準(zhǔn)要求。

敘述了固體樣品中天然放射性水平的不同測試方法,指出常用的放射性水平檢測方法包括γ能譜法和元素轉(zhuǎn)換法,并對兩種方法進(jìn)行評述。運(yùn)用上述方法對貴州某鋁廠赤泥中放射性核素226ra、232th、40k的比活度進(jìn)行對比研究。依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)規(guī)定,針對所測赤泥放射性水平,評估其在建筑主體材料中的最大可摻入量。結(jié)果表明,赤泥的天然放射性水平較高,不可直接用于建筑主體材料,將其作為添加料用于建筑主體材料時,拜耳法赤泥與燒結(jié)法的最大摻入量分別不得高于37%和35%。

目的通過對廣西建筑主體材料放射性進(jìn)行檢測與評價(jià),為廣西建筑主體材料的合理生產(chǎn)與應(yīng)用提供參考依據(jù)。方法依據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)《建筑材料放射性核素限量》(gb6566-2001)進(jìn)行檢測。結(jié)果廣西建筑主體材料除了部分煤渣磚超標(biāo)外,頁巖磚、粘土磚、水泥、砌塊和混凝土等材料的內(nèi)、外照射指數(shù)水平均符合國家標(biāo)準(zhǔn)。但在對不同類型的建筑主體材料檢測中發(fā)現(xiàn),部分頁巖磚、粘土磚及復(fù)合水泥的放射性水平含量相對偏高。結(jié)論廣西大部分建筑主體材料可不受限制地應(yīng)用于各種建筑工程中。

威海市建筑材料的放射性水平

國產(chǎn)彩釉磚的天然放射性水平

采用低本底多道naiγ能譜儀測定了建筑主體材料天然放射性核素40k、232th和226ra的比活度,并根據(jù)國家標(biāo)準(zhǔn)和歐盟放射衛(wèi)生防護(hù)原則進(jìn)行分析評價(jià)。結(jié)果表明,建筑主體材料中40k、232th和226ra的放射性比活度分別為218.821145.92、19.75132.50和11.4682.66bq/kg;其內(nèi)照射指數(shù)ira為0.060.41,外照射指數(shù)iγ為0.280.70;年有效劑量率為0.410.97msv/y,內(nèi)、外照射指數(shù)均小于1,本文所采集和測定的建筑主體材料的天然放射性水平都在允許范圍內(nèi),故可銷售和使用。然而,灰渣磚所致的居民的年有效計(jì)量率(0.97msv/y)接近最大允許限值1msv/y。因此,應(yīng)有效地監(jiān)管建筑材料中工業(yè)廢渣的用量,避免給居民帶來不必要的照射。

目的檢測黃河淤泥多孔磚的放射性水平，判斷這一新型墻體材料是否達(dá)標(biāo)；方法：按照國家標(biāo)準(zhǔn)gb6566-2001對樣品進(jìn)行監(jiān)測；結(jié)論：黃河淤泥多孔磚放射性水平符合《建筑材料放射性核素限量》（gb6566—2001）。