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放射性廢物是指廢棄不用的放射源以及含有放射性同位素或被放射性同位素污染，其濃度或活度大于國家環(huán)保部門規(guī)定的清潔解控水平，并且預(yù)計不再利用的物質(zhì)。放射性廢物包括固體廢物、液體廢物和氣載廢物，簡稱放射性“三廢”。放射性廢物主要來源于鈾礦、礦等放射性礦物的開采，原子能工業(yè)、核武器研制等中核集團，科研、教育、醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等涉及放射性同位素使用的工作等。若放射性廢物不經(jīng)處理或處理不當(dāng)而外排，會使環(huán)境遭受放射性污染，不僅影響動植物的生長，惡化水體，且危害人體健康，甚至對后代產(chǎn)生不良影響。放射性廢物的處理是通過衰變、凈化、濃縮、減容、從廢物中去除放射性核素和改變其組成等方法，降低放射性廢物的放射性水平和危害，縮小放射性廢物的體積，并盡可能回收或復(fù)用，減少放射性廢物向環(huán)境的排放。處理后的放射性廢物可進行陸地填埋，將其與人類及環(huán)境長期、安全地隔離，使它們對人類環(huán)境的影響減小到可合理達到的盡量低水平。

來源

放射性廢物的來源廣泛，所有操作、生產(chǎn)和使用放射性物質(zhì)的活動都有可能產(chǎn)生放射性廢物。主要來源為鈾礦、釷礦等放射性礦物的開采，原子能工業(yè)、核武器研制等中核集團，科研、教育、醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等涉及放射性同位素使用的工作等。

放射性礦物開采

礦、釷礦等放射性礦物的開采與冶煉過程中會產(chǎn)生放射性廢物，屬天然放射性物質(zhì)。如鈾礦開采和水冶過程中產(chǎn)生的廢石、尾礦渣、污染廢舊器材、沒藥樹、濾布、玻璃、廢舊勞保用品；礦坑水、選礦水、萃取工藝廢液、地面排水、作業(yè)生活用水、實驗廢水；廢氣和α氣溶膠等。還有鈾精致過程中產(chǎn)生的純化殘留物、切削物、廢硅膠；提純廢液、一般廢水；廢氣、粉塵和放射性氣溶膠等。

核工業(yè)

原子能工業(yè)、核武器研制等核工業(yè)中，核燃料循環(huán)及后處理、反應(yīng)堆運行、核設(shè)施退役等過程都會產(chǎn)生放射性廢物，屬裂變產(chǎn)物、超鈾產(chǎn)物和活化產(chǎn)物。如反應(yīng)堆運行、乏燃料后處理及核設(shè)施退役過程中產(chǎn)生的廢離子交換樹脂、泥漿、濾渣、蒸發(fā)殘渣及其固化體、儀器探頭、污染廢儀表設(shè)備、廢紙、廢塑料、廢過濾器、廢工具和勞保用品、廢反應(yīng)堆壓力容器、廢堆芯部件、包殼材料、污染石墨；冷卻水、脫殼廢液、萃取循環(huán)水、洗滌水、地面排水、去污處理廢水；廢氣和放射性氣溶膠等。還有同位素制造過程中產(chǎn)生的加速器靶件等。圖為福島縣第一核電站：

放射性同位素使用

科研、教育、醫(yī)療、工業(yè)、農(nóng)業(yè)等涉及放射性同位素使用的工作中也會產(chǎn)生放射性廢物，屬人工放射性物質(zhì)。如在核醫(yī)學(xué)工作中產(chǎn)生的帶放射性的手套、用過的注射器及針頭、棉簽、棉球、試紙、敷料、安瓶、碎玻璃、實驗動物尸體及其排泄物；含放射性的廢液、用藥后患者的排泄物和嘔吐物、器械清洗液、污染物洗滌水；放射性碘蒸氣、放射性氣溶膠等。

特性

放射性廢物中都含有放射性同位素，某些放射性同位素可發(fā)生核裂變反應(yīng)。具有裂變性質(zhì)的放射性同位素可釋放出射線，此外，在同位素的衰變過程中還可釋放出熱能。放射性同位素的衰變快慢可用半衰期來表示，放射性強度可由放射性濃度和放射性比活度兩個參數(shù)來表示。

放射性同位素

放射性廢物中都含有放射性同位素。鈾礦開采產(chǎn)生的放射性廢物中含有22?Ra、23?Th、222Rn、23?Pa、23?U、23?U和23?U等；中核集團產(chǎn)生的放射性廢物中含有3H、??Kr、??Kr、??Sr、??Br、133Xe、1?C、2?Al、32P、??Co和??Mo等；科研、醫(yī)療等放射性同位素的使用過程產(chǎn)生的放射性廢物中含有??Co、1?2Ir、??Sr、1??Pm和??Sr等。

核裂變

放射性廢物中的放射性同位素大多是由23?U、23?U、23?U等重核元素在中子作用下經(jīng)核裂變而產(chǎn)生的，其裂變后可直接或間接的產(chǎn)生一百多種同位素，如23?U的裂變產(chǎn)物有23?U、23?Np、23?Pu、232Th等。裂變產(chǎn)物中穩(wěn)定的部分將不再發(fā)生裂變，具有放射性的部分可在一定條件下繼續(xù)吸收中子發(fā)生裂變，從而產(chǎn)生更多的同位素。23?U的部分裂變過程、23?U的鏈?zhǔn)搅炎兎磻?yīng)如下所示：

釋放射線和熱能

放射性廢物中的放射性同位素具有裂變性質(zhì)，在衰變過程中可輻射出α、β、γ等射線。放射性同位素還可通過衰變釋放出能量，當(dāng)廢液中放射性同位素含量較高時，這種能量的釋放會導(dǎo)致廢液的溫度不斷升高甚至自行沸騰。

半衰期

放射性物質(zhì)在單位時間內(nèi)發(fā)生衰變的原子核數(shù)稱為該物質(zhì)的放射性強度，所以放射性同位素衰變越快，其放射性強度就越強。放射性同位素衰變的快慢可用半衰期（T?）來表示。常見放射性同位素的半衰期如下表所示：

放射性濃度、放射性比活度

氣體和液體廢物的放射性強度由放射性濃度表示，固體廢物的放射性強度由放射性比活度表示。氣體廢物的放射性濃度通常以Bq/立方米表示，液體廢物的放射性濃度濃度通常以Bq/L或Bq/m3表示；固體廢物的放射性比活度以Bq/kg表示。

危害

若放射性廢物不經(jīng)處理或處理不當(dāng)而外排，會使環(huán)境遭受放射性污染，不僅影響動植物的生長，惡化水體，且危害人體健康，甚至對后代產(chǎn)生不良影響。

環(huán)境危害

放射性物質(zhì)會污染土壤和水體，對動植物造成危害。放射性物質(zhì)進入土壤中會抑制植物的生長，或使植物不能健康的生長。放射性物質(zhì)除直接危害動物的健康外，其食入被輻射的植物也會對健康造成影響，且該影響是長期且可遺傳的。放射性物質(zhì)其入海會被海洋生物吸收積累，通過洄游或漂流將核污染物質(zhì)帶到非污染海區(qū)，并經(jīng)食物鏈作用，在海洋魚類等高營養(yǎng)級生物中富集放大，對魚類造成生理和代謝特性的惡化，損害魚體的健康和舒適度，延遲魚類的性成熟、減少配子的產(chǎn)生，降低魚卵質(zhì)量和活力甚至殺死魚卵，影響繁殖，還會影響魚類的細胞核，從而造成遺傳損失。

人體健康危害

放射性物質(zhì)對人體健康的影響很大，對人體組織和器官有損傷作用，既可在人體之外造成外照射損傷，也可通過飲食或呼吸進入人體造成內(nèi)照射損傷。人體吸入大氣中放射性微塵或誤食含有放射性物質(zhì)的水生生物、農(nóng)作物等都會引起放射性疾病。放射性物質(zhì)主要從呼吸道、消化道、皮膚或黏膜侵入人體，進入血液和器官中，并在人體內(nèi)累積。

一次或短期內(nèi)受到大劑量照射時會產(chǎn)生放射損傷的急性效應(yīng)，導(dǎo)致出現(xiàn)惡心、嘔吐、脫發(fā)、食欲減退、腹瀉、喉炎、體溫升高、睡眠障礙等神經(jīng)系統(tǒng)和消化系統(tǒng)的癥狀，嚴(yán)重時會造成死亡。長期慢性照射可能會導(dǎo)致骨癌、肺癌、卵巢癌、甲狀腺癌，以及白血病、白內(nèi)障、壽命縮短、影響生長發(fā)育等，甚至?xí)?dǎo)致突變和染色體畸變，影響遺傳基因，使后代身上出現(xiàn)某種程度的遺傳性疾病。

分類

放射性廢物的分類通常按照廢物形態(tài)、放射性水平、所含放射性同位素的半衰期以及輻射類型來進行。根據(jù)物理狀態(tài)不同，可將放射性廢物分為放射性固體廢物，放射性液體廢物，放射性氣載廢物；根據(jù)放射性強度不同，可將放射性廢物分為高放廢物（HLW, High level waste）、中放廢物（ILW, Intermediate level waste）、低放廢物（LLW, Low level waste）和極低放廢物（VLLW, Very low level waste）；根據(jù)放出的射線類型不同，可以將放射性廢物分為β/γ放射性廢物和α廢物等；根據(jù)放射性同位素的半衰期不同，可將放射性廢物分為長壽命（或長半衰期）放射性廢物、中等壽命（或中等半衰期）放射性廢物和短壽命（或短半衰期）放射性廢物等；根據(jù)處置方式不同，可將放射性廢物分為免管廢物、可清潔解控廢物、近地表處置廢物、地質(zhì)處置廢物等；根據(jù)來源不同，可將放射性廢物分為核電站廢物、核燃料循環(huán)廢物、核技術(shù)應(yīng)用廢物、退役廢物等。

國際原子能機構(gòu)（IAEA）早在1970年就提出了放射性廢物的分類系統(tǒng)，將放射性廢物按其物理狀態(tài)、放射性水平劃分為若干級，1994年推薦了專門針對放射性固體廢物的分類系統(tǒng)，基于放射性廢物的處置目的對廢物進行劃分，在2009年又頒布了最新的放射性廢物分類系統(tǒng)，該系統(tǒng)主要基于長期安全考慮，建立一個總的放射性廢物分類圖，將放射性廢物分為豁免廢物、極短壽命廢物、極低放廢物、低放廢物、中放廢物、和高放廢物。

中國根據(jù)IAEA安全導(dǎo)則于1996年公布了國家標(biāo)準(zhǔn)《GB9133-1995放射性廢物的分類》（GB-9133-1995)，該分類與IAEA推薦的分類相比更為詳細、具體，更適合中國使用。首先將放射性廢物按物理狀態(tài)分為氣載廢物、液體廢物和固體廢物，在此基礎(chǔ)上再按放射性濃度或比活度將各放射性廢物劃分為若干等級。此外，還有一類影響較小的放射性廢物稱為豁免廢物。

放射性氣載廢物

放射性氣載廢物是指含有放射性氣體或氣溶膠的氣態(tài)廢棄物。按其放射性濃度水平不同可分為兩級，第I級為低放廢氣，濃度小于或等于4×10? Bq/立方米；第II級為中放廢氣，濃度大于4×10? Bq/m3。

放射性液體廢物

放射性液體廢物是指含有放射性同位素的液態(tài)廢棄物。按其放射性濃度水平不同可分為三級，第I級為低放廢液，濃度小于或等于4×10? Bq/L；第II級為中放廢液，濃度大于4×10? Bq/L，小于或等于4×101? Bq/L；第III級為高放廢液，濃度大于4×101? Bq/L。

放射性固體廢物

放射性固體廢物是指含有放射性同位素的固態(tài)廢棄物。放射性固體廢物中半衰期大于30年的α發(fā)射體核素的放射性比活度在單個包裝中大于4×10? Bq/kg的為α廢物。除α廢物外，其余放射性固體廢物先按其所含壽命最長的放射性核素的半衰期（T?）長短分為4種，再按其放射性比活度水平分為不同等級。

T?≤60d（包括12?I）

第I級為低放廢物，比活度小于或等于4×10? Bq/kg；第II級為中放廢物，比活度大于4×10? Bq/kg。

60d＜T?≤5a（包括??Co）

第I級為低放廢物，比活度小于或等于4×10? Bq/kg；第II級為中放廢物，比活度大于4×10? Bq/kg。

5a＜T?≤30a（包括13?Cs）

第I級為低放廢物，比活度小于或等于4×10? Bq/kg；第II級為中放廢物，比活度大于4×10? Bq/kg，小于或等于4×101? Bq/kg，且釋熱率小于或等于2 kW/立方米；第III級為高放廢物，比活度大于4×101? Bq/kg，或釋熱率大于2 kW/m3。

T?＞30a

第I級為低放廢物，比活度小于或等于4×10? Bq/kg；第II級為中放廢物，比活度大于4×10? Bq/kg，小于或等于4×101? Bq/kg，且釋熱率小于或等于2 kW/m3；第III級為高放廢物，比活度大于4×101? Bq/kg，或釋熱率大于2 kW/m3。

豁免廢物

對公眾成員照射所造成的年劑量值小于0.01 mSv，對公眾的集體劑量不超過1人·Sv/a的含極少放射性核素的廢物稱為豁免廢物。

管理措施

涉及放射性物質(zhì)使用的工作場所需配備專門收集放射性廢物的容器，若多種放射性同位素時應(yīng)按半衰期長短分別收集。放射性廢物應(yīng)用專用容器儲存，容器采用適當(dāng)?shù)钠帘挝锛右苑雷o，以防放射性廢物泄露。還應(yīng)與其他廢物分開儲存，不可將放射性廢物投入非放射性垃圾桶或下水道中。放射性廢物的包裝應(yīng)完整且使其易于存取，包裝上一定要帶有輻射標(biāo)記，并標(biāo)明放射性廢物的核素名稱、活度、其他有害成分和使用日期等。需經(jīng)常對儲存地進行監(jiān)測，防止泄露事故發(fā)生。放射性廢物的臨時儲存時間不宜過長，需按相關(guān)法規(guī)的要求將其送往專門儲存和處理放射性廢物的單位進行處置。圖為歐洲原子能源管理局東部地區(qū)的放射性廢物桶：

治理措施

歷史與發(fā)展

人類歷史上第一次放射性廢物的處置發(fā)生于1944年美國田納西州，采用的處置方法為簡單的壕溝掩埋。20世紀(jì)50年代后，放射性廢物的處置開始受到廣泛重視，世界各國對放射性廢物的處置方式展開了廣泛的研究。

20世紀(jì)60年代后，歐美和一些亞洲國家建設(shè)了多座深部地下試驗場來研究高放廢物深部地質(zhì)處置的一些關(guān)鍵問題。1969年，法國建立了第一座中放廢物長期管理的地表處置庫，即芒什（Manche）處置中心，如下圖所示。該設(shè)施于1994年接收了最后一批廢物，共運行25年，接收了52.7萬m廢物。隨后該處置庫用一層氣密膜和多層土壤覆蓋保護起來，使之與環(huán)境長期隔離，并進入了長達幾世紀(jì)的監(jiān)督階段。

中國目前已建成甘肅玉門和廣東北龍兩個近地表低中放廢物處置場，并計劃在西北、西南、華南、華東、東北五個地區(qū)各建一個低中放廢物處置基地，在甘肅北山也正在開展關(guān)于高放廢物的深地質(zhì)處置的研究。

處理措施

處理放射性廢物的目的是通過衰變、凈化、濃縮、減容、從廢物中去除放射性核素和改變其組成等方法，降低放射性廢物的放射性水平和危害，縮小放射性廢物的體積，并盡可能回收或復(fù)用，減少放射性廢物向環(huán)境的排放。放射性廢物不能以普通廢棄物的方法進行處理，而要根據(jù)廢物的性狀、體積、所含放射性核素的種類、半衰期、活度等情況進行特殊處理。一般情況下，選擇處理方法時應(yīng)根據(jù)技術(shù)可行、經(jīng)濟合理和規(guī)范許可而定。處理過程要防止環(huán)境污染，盡量減少二次廢物的產(chǎn)生量。此外，要對放射性廢物應(yīng)積極開展綜合利用。

放射性氣體廢物的處理

低放射性氣體廢物特別是含有半衰期短的放射性物質(zhì)的氣體廢物，一般可以通過高煙筒直接稀釋排放。含有粉塵或含有半衰期長的放射性物質(zhì)的氣體廢物在排放前需要經(jīng)過一定處理。

放射性粉塵的處理

放射性粉塵可采用一般的工業(yè)除塵設(shè)備進行捕集，如干式除塵器和濕式除塵器等。干式除塵器有旋風(fēng)分離器、離心式除塵器、布袋式過濾除塵器、靜電除塵器等；濕式除塵器有噴霧塔、沖擊式水浴除塵器、泡沫除塵器、噴射式洗滌器等。干式除塵器常用于去除粒徑大于60 μm的粉塵顆粒，濕式除塵裝置常用于去除粒徑為10-60 μm的粉塵顆粒。粒徑小于10 μm的粉塵顆粒常用布袋式除塵器等進行去除。離心式除塵器示意圖如下：

放射性氣溶膠的處理

放射性氣溶膠通常采用過濾器進行捕集，最常用的為高效微粒空氣過濾器（HEPA），其廣泛應(yīng)用于幾乎所有的核設(shè)施內(nèi)。此外各種干式除塵器、沙濾器等也具有捕集放射性氣溶膠的效能。HEPA結(jié)構(gòu)示意圖如下：

放射性氣體的處理

由于放射性氣體的來源和性質(zhì)不同，處理方法也不同。一般采用大氣擴散法和吸附法處理。對于??Kr、133Xe、222Rn、?1Y等惰性氣體可采用活性炭滯留、液體吸收、低溫分餾裝置及貯存衰變等方法。對于F?、HF、鈾氟化物（UF?、UF?）等氣體可采用綜合方法處理，例如在排入大氣前，先用除塵器去除含鈾微塵，再通過各種固體吸附劑或淋洗劑如活性炭吸附、活性氧化鋁球吸附等進一步對廢氣進行凈化。對于131I、??Kr、3H、1?C等氣體可采用過濾器捕集、吸收塔、合成沸石吸附等方法。

煙囪排放

放射性廢氣凈化達標(biāo)后，一般要通過高煙囪稀釋擴散排放。煙囪的高度需根據(jù)排放方式、排放量、地形及氣象條件等實際情況進行設(shè)計，并選擇有利的氣象條件排放，且排放口要設(shè)置連續(xù)監(jiān)測器。圖為核電站的煙囪：

放射性液體廢物的處理

對于符合規(guī)定濃度的放射性液體廢物，可將其稀釋后直接排放；對于含有半衰期較短的放射性物質(zhì)的液體廢物，可先將其儲存在專用容器中，經(jīng)過一段時間，待其放射強度降低后，可將其稀釋排放；對于含有半衰期長的放射性物質(zhì)的液體廢物或放射強度高的液體廢物，可將其通過蒸發(fā)濃縮法、化學(xué)沉淀法、沉淀法、離子交換法、過濾法、電滲析法、反滲透法等手段，將放射性液體廢物濃縮凈化后再由專用容器儲存，或經(jīng)固化處理后深埋于地下，使其自然衰變。

蒸發(fā)濃縮法

蒸發(fā)濃縮法是將含有揮發(fā)性溶劑（水）與不揮發(fā)性固體溶質(zhì)（裂變產(chǎn)物、無機鹽等）的放射性廢液送入蒸發(fā)器加熱使之沸騰，一部分水變成蒸汽引出，經(jīng)冷凝和監(jiān)測后根據(jù)水質(zhì)指標(biāo)可以復(fù)用、排放或用離子交換樹脂作進一步處理。該法的優(yōu)點是減容效果好，處理效率高，凈化效果好；缺點是消耗熱能大，處理費用昂貴，系統(tǒng)復(fù)雜，維護不易，不適于處理含有揮發(fā)性組分及有機化合物組分的廢液，也不適于處理含有結(jié)垢或具有腐蝕性、爆炸性的廢液。常用的蒸發(fā)器有釜式蒸發(fā)器、自然循環(huán)蒸發(fā)器、強制循環(huán)蒸發(fā)器、多效蒸發(fā)器、薄膜蒸發(fā)器以及熱效率很高的急驟蒸發(fā)器等。擦膜式蒸發(fā)器結(jié)構(gòu)示意圖如下：

化學(xué)沉淀法

化學(xué)沉淀法是通過在廢水中投加一定量的化學(xué)絮凝劑，借助形成的絮凝體對放射性膠體的吸附作用，或化學(xué)試劑與放射性物質(zhì)發(fā)生共結(jié)晶和共沉淀現(xiàn)象的作用，將水中放射性物質(zhì)大部分轉(zhuǎn)移和濃集于小體積的沉淀泥漿中，以達到分離、去污、濃縮廢液的目的。常用的絮凝劑有硫酸鋁、三氯化鐵、氫氧化鐵膠體、磷酸鈣和硫化鈉等。化學(xué)沉淀法能除去水中的懸浮物、常量鹽分、有機化合物及膠體等，具有方法簡便、成本低廉、減容效果較好的優(yōu)點，但凈化效果較差，常作為預(yù)處理手段同其他處理方法結(jié)合使用。

離子交換法

離子交換法是同離子交換沒藥樹與放射性廢液相接觸，樹脂上的可交換離子與廢液中的放射性離子互相交換，從而將廢液中呈離子狀態(tài)的放射性同位素選擇性去除而達到凈化。陽離子交換樹脂只能去除廢液中的陽離子，陰離子交換樹脂只能去除廢液中的陰離子。離子交換法又分為間歇式處理法和連續(xù)式處理法，前者是在廢液加入一定量的離子交換劑，不斷攪拌使廢液與離子交換劑充分接觸，然后用重力沉淀、離心分離等方法將兩相分開；后者是將離子交換樹脂制成離子交換柱，使待處理廢液連續(xù)流經(jīng)該柱或?qū)㈦x子交換柱在待處理廢液中來回移動，從而達到凈化廢液的目的。離子交換法通常與化學(xué)沉淀法聯(lián)用。小型離子交換柱處理放射性廢水示意圖如下：

過濾法

過濾法是使用過濾器從待處理廢液中除去沉淀物和懸浮固體顆粒的凈化處理工藝，但其只能有限地去除廢液中的放射性同位素，常作為一種輔助性凈化預(yù)處理手段，以保證后續(xù)蒸發(fā)器和離子交換沒藥樹柱的正常運行或防止破碎樹脂的流失。常用的過濾設(shè)備有砂濾池，涂層壓濾器，微孔材料組合過濾器等。過濾介質(zhì)一般由砂、活性炭、濾布、玻璃纖維、金屬絲和其他各種材料制成。玻璃纖維過濾器示意圖如下：

電滲析法

電滲析法是在離子交換樹脂的基礎(chǔ)上輔以外電場，利用陽、陰離子交換膜的選擇透過性，使溶液中的鹽類離子從一部分進入另一部分，從而達到濃縮和凈化的目的。電滲析法作為離子交換的前級處理使用，可大大提高樹脂對放射性核素的吸附交換容量，延長樹脂的再生周期。

反滲透法

反滲透法是利用機構(gòu)能形成的壓力差，把水從溶液中分離出來的一種物理方法，將廢液在高壓下注入反滲透凈化器即可實現(xiàn)濃縮和淡化。

放射性固體廢物的處理

對于放射性較低放射性故體廢物如儀器、設(shè)備、器材及金屬制品等，可用適當(dāng)?shù)那逑磩┻M行擦拭、清洗，清洗后的器物可以重新使用，對于中等和高等放射性的廢物則需對其進行壓縮或焚燒，減少其體積，降低后續(xù)包裝、貯存、運輸和處置的費用。

壓縮法

壓縮法分為桶內(nèi)壓縮和超級壓縮。桶內(nèi)壓縮機屬于低壓壓縮機，壓力一般在100-5000 kN，主要用于壓縮被污染的工作服、口罩、手套、紙張、玻璃器皿、保溫材料等廢物。其優(yōu)點是設(shè)備投資低，占地面積小；缺點是施加的壓力較低，減容系數(shù)小，不能處理工具、閥門和金屬部件等廢物。超級壓縮是將廢物桶及其內(nèi)的固體廢物一起壓縮成穩(wěn)定的壓縮餅，壓力大于1000 kN，物體可被壓縮至其理論密度。超級壓縮適用于金屬管道、閥門、經(jīng)過切割解體的金屬固體、混凝土塊、建筑物材料等廢物。其具有減容系數(shù)高、操作簡單、自動化程度高等優(yōu)點，缺點是投資高、占地面積大、維修工作量多。某些情況下，桶內(nèi)壓縮可以作為超級壓縮的預(yù)壓縮。

焚燒法

焚燒法是將可燃性固體廢物氧化處理成灰燼或殘渣的過程，可很大減小廢物的體積，使廢物向無機化合物化轉(zhuǎn)變，免除熱分解、腐爛、發(fā)酵和著火等危險，還可以回收、鈾等有用物質(zhì)。焚燒法分為干法焚燒和濕法焚燒兩大類，前者包括過剩空氣焚燒、控制空氣焚燒、裂解、流化床、熔鹽爐等方法；后者包括酸煮解、過氧化氫分解等方法。典型的焚燒爐示意圖如下：

固化處理

經(jīng)前處理后的放射性廢物可進行固化處理，固化處理可使液態(tài)的放射性廢物轉(zhuǎn)變成便于安全運輸、貯存和處置操作的固化體，可將放射性同位素固結(jié)，阻擋其進入人類生物圈，還可減少廢物的體積。對于中低放射性廢物可采用水泥固化、瀝青固化和塑料固化；對于高放射性廢物可采用玻璃固化以及人造巖石固化。

水泥固化

水泥基固化是基于水泥的水化和水硬膠凝作用而對廢物進行固化處理的一種方法。水泥作為一種無機膠結(jié)材料，經(jīng)水化反應(yīng)后可形成堅硬的水泥固化體，從而達到固化處理放射性廢物的目的。水泥固化的工藝很多，包括常規(guī)水泥固化處理工藝、貯桶內(nèi)混合、外部混合后裝桶、水泥壓裂、冷壓水泥、熱壓水泥等。采用水泥固化的優(yōu)點是工藝簡單、設(shè)備簡單，水泥固化體的機械穩(wěn)定性、耐熱性、耐久性好；缺點是水泥固化體的致密度較差、浸出率較高；減容效果不佳。水泥固化的流程圖如下：

瀝青固化

瀝青固化是利用瀝青與放射性廢物在一定溫度下均勻混合并產(chǎn)生皂化反應(yīng)，使放射性廢物包容在瀝青中從而形成固化體。瀝青固化工藝包括固體廢物的預(yù)處理、廢物與瀝青的熱混合以及二次蒸氣的凈化處理三個部分。其優(yōu)點是固化體孔隙率較低、對放射性廢物的包容量較高，最終固化體的體積較小、可以減少處置費用，且固化體對溶液或微生物具有較強的抗侵蝕性；缺點是固化工藝復(fù)雜、設(shè)備投資費用高、過程中容易產(chǎn)生二次污染，固化體的化學(xué)穩(wěn)定性和抗老化性能較差，且瀝青具有可燃性，存在較大的安全隱患。瀝青固化的流程圖如下：

塑料固化

塑料固化是以塑料為固化劑，與放射性廢物按一定的比例配料并加入適量催化劑和填料進行攪拌混合，使其發(fā)生共聚合反應(yīng)，將危險廢物包容于其中并形成穩(wěn)定固化體。塑料固化技術(shù)按所用塑料不同，可分為熱塑性塑料固化和熱固性塑料固化兩種。熱塑性塑料有聚乙烯、聚氯乙烯樹脂等；熱固性塑料包括醛樹脂、聚、聚丁二烯等。塑料固化的優(yōu)點是引入的物質(zhì)大多具有較低的密度、所需要的添加劑數(shù)量較少；缺點是操作過程復(fù)雜、固化劑價格昂貴。

玻璃固化

玻璃固化以玻璃原料為固化劑，將其與有害廢物以一定的配料比混合后，在高溫下熔融，經(jīng)退火后轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的玻璃固化體，可分為間歇式和連續(xù)式兩種。可使用的玻璃的種類繁多，如鈉鉀玻璃、硅酸鹽玻璃等。在高放廢物的玻璃固化中，采用較多的是磷酸鹽和硼酸鹽玻璃。玻璃固化的優(yōu)點是玻璃固化體致密，在水及酸、堿溶液中的浸出率小，增容比小；在玻璃固化過程中產(chǎn)生的粉塵量少玻璃固化體有較高的導(dǎo)熱性、熱穩(wěn)定性和輻射穩(wěn)定性。缺點是裝置較復(fù)雜、處理費用昂貴、工件溫度較高、設(shè)備腐蝕嚴(yán)重，以及放射性核素揮發(fā)量大等。高放廢液的玻璃固化流程圖如下：

人造巖石固化

自然界中的一些礦物，尤其是天然含有放射性核素的礦物，在經(jīng)歷了幾百萬年甚至上億年的地質(zhì)作用后仍然保持著原來的結(jié)構(gòu)、成分和形態(tài)，具有良好的化學(xué)和機械穩(wěn)定性。所以可利用礦物學(xué)中的類質(zhì)同象替代，通過一定的熱處理工藝獲得熱力學(xué)穩(wěn)定性能優(yōu)異的礦物固溶體，將放射性同位素包容在固溶體的晶相結(jié)構(gòu)中，從而獲得安全固化處理。其優(yōu)點是固化體孤立隔離放射性核素的能力強、浸出率低；固化體耐潮濕和高溫，在潮濕和高溫環(huán)境中，人造巖石固化體不會受到嚴(yán)重損害，自退火作用增強，浸出率不會顯著增加；固化體的高放廢物荷載量高，最終固化體體積小；人造巖石固化體地質(zhì)處置的防護要求較低，處置成本低。缺點是人造巖石的單一礦物只能固溶部分的高放廢物組分，固化介質(zhì)材料在處理放射性廢物時存在一定的局限性；人造巖石屬于結(jié)晶物質(zhì)，部分礦物輻射損傷較大，浸出率升高導(dǎo)致體積膨脹，給地質(zhì)處置帶來了一定困難。人造巖石固化的流程圖如下：

處置措施

放射性廢物的處置措施包括陸地處置、海洋處置等，而陸地處置最具現(xiàn)實性且使用最廣泛的處置方式。經(jīng)過前處理、固化、包裝后的放射性廢物即可進行陸地填埋處置，其目的是將廢物與人類及環(huán)境長期、安全地隔離，使它們對人類環(huán)境的影響減小到可合理達到的盡量低水平。陸地處置包括淺層填埋、近地表處置、中等深度處置、深地質(zhì)處置四種。對于低、中放廢物其處置隔離期不應(yīng)少于300年；對于高放廢物則不應(yīng)少于10000年。圖為位于德國薩克森州的正在建設(shè)中的低中放廢物陸地填埋處置庫“康拉德（Konrad）”：

淺層填埋

極低放射性廢物可進行淺層填埋，其填埋深度在10-15 m范圍。淺層填埋一般需采用多重屏障結(jié)構(gòu)，即天然的低滲透性地質(zhì)基礎(chǔ)系統(tǒng)、基礎(chǔ)封閉系統(tǒng)、廢物系統(tǒng)和表面密封系統(tǒng)。其中基礎(chǔ)封閉系統(tǒng)和表面密封系統(tǒng)應(yīng)設(shè)計為復(fù)合襯層，包含低滲性黏土層、隔水層、排水層等，還需含有復(fù)合防滲結(jié)構(gòu)、防動植物侵?jǐn)_結(jié)構(gòu)以及防水沖蝕結(jié)構(gòu)。這種多種屏障復(fù)合式柔性結(jié)構(gòu)可以有效阻滯放射性核素向環(huán)境遷移，避免污染環(huán)境。

近地表處置

低、中放廢物可進行近地表處置，也是其使用最廣泛的處置方式，填埋深度在15-30 m范圍。主要是利用巖土良好的離子交換和吸附性能，通過設(shè)置工程屏障等措施使廢物中的放射性核素限制在處置場范圍內(nèi)，防止放射性核素以不可接受的濃度或數(shù)量向環(huán)境擴散而危及人類安全。

中等深度處置

含少量長壽命放射性同位素的中放廢物可進行中等深度處置，是一種較安全的處置方法，可采用專門挖掘的巖洞處置、廢礦井處置等。專門挖掘的巖洞處置是將廢物處置在地表下人工挖掘出的巖洞中，然后充填空隙，回填并封堵空間。常用的巖洞類型有隧道式、窯室式、簡倉式、豎井式和深井式等。廢礦井處置使用較多，主要包括鹽礦、鐵礦、鈾礦、碳酸鈣礦等。可以利用現(xiàn)成的地下空間，具有占地面積小，貯存空間大，處置位置深的優(yōu)點。需注意的是，礦井原是從采礦的角度設(shè)計的，水文地質(zhì)情況復(fù)雜，往往伴有裂隙和地下水，所以未經(jīng)改造的廢礦井不適用于貯藏放射性廢物。

深地質(zhì)處置

高放廢物需進行深地質(zhì)處置，即把高放廢物埋藏在距地表深約500-1000 m的地下深處，使之永久與人類生存環(huán)境隔離。高放廢物深地質(zhì)處置庫一般采用多重屏障系統(tǒng)設(shè)計，將廢物儲存在廢物容器中，外面包裹回填材料，再向外為圍巖。地下設(shè)施及廢物容器和回填材料稱工程屏障，周圍的地質(zhì)體稱天然屏障。天然屏障可在長地質(zhì)時期內(nèi)為工程提供屏障保護并保持穩(wěn)定的物理和化學(xué)環(huán)境，對高放廢物向生物圈遷移起著滯留和稀釋的作用。

選址原則

進行陸地填埋處置時應(yīng)滿足如下選址原則：①遠離城鎮(zhèn)和人口聚居地；②遠離供水水源、地表水體和地下含水層，且無遭受洪水襲擊的潛在危險；③場地范圍和附近很少或沒有地下水，如果存在少許地下水徑流，則其流速要小于1 m/a；④地質(zhì)構(gòu)造穩(wěn)定，場地在核廢物安全處置期間（低、中放廢物為300-500年，高放廢物大于10萬年）不出現(xiàn)地殼升降運動、斷裂、地震、火山噴發(fā)、滑坡、泥石流等地質(zhì)災(zāi)變事件；⑤處置介質(zhì)（黏性土壤、花崗石、石鹽、凝灰?guī)r、黏土巖、玄武巖等）不僅透水性差，且對放射性同位素具有較強的吸附與阻滯能力。

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