放射性物質的生產、加工、使用過程中產生的不再需要的並具有放射性的物質。

  來源 放射性廢物的來源大致可分為四類:

  核燃料生產過程 主要包括鈾礦開採、冶煉和燃料元件加工等。鈾礦開採和冶煉過程產生的廢物主要有廢礦石、廢礦渣、尾礦等固體廢物,礦坑水、濕法作業中產生的工藝廢水等液體廢物,以及由氡和釙的放放射性氣溶膠、粉塵等組成的氣體廢物。這類廢物主含有鈾、釷、氡、鐳、釙等天然放射性物質,比活度較低,產生的數量大。鈾回收和燃料元件加工過程產生的廢物主要是含鈾廢液。

  反應堆運行過程 反應堆中生成的大量裂變產物,一般情況下保留在燃料元件包殼內,當發生元件包殼破損事故時,會有少量裂變產物泄漏到冷卻循環水中。反應堆冷卻循環水中的雜質(循環系統腐蝕產物)受中子照射後也會形成放射性的活化產物,冷卻循環水也就具有放射性。

  核燃料後處理過程 大量裂變產物是核燃料後處理過程的主要廢物。在燃料元件切割和溶解時有部分氣體裂變產物(氪85、碘129等)從燃料元件中釋放出來,進入廢氣系統。99%以上的裂變產物都留在燃料溶解液裡。當進行化學分離時,則集中在第一萃取循環過程(見普雷克斯流程)的酸性廢液中。這部分廢液的比活度很高,釋熱量大,是放射性廢物管理的重點。此外還有第二、三萃取循環過程產生的廢液、工藝冷卻水、洗滌水等。這部分廢液體積大,但比活度較低。

  其他來源 核工業部門退役的核設施,核武器生產和試驗以及其他使用放射性物質的部門如醫院、學校、科研單位、工廠等產生的各種廢物。這些廢物種類不少,形式多樣。

  分類 放射性廢物按物理形態可分為固體、液體、氣體三種;按比活度(或放射性濃度)又可分為不同等級。較普遍的分類法是按比活度分為高水平、中水平和低水平放射性廢物(簡稱高放、中放、低放廢物),或分為高水平和中低水平廢物。1970年國際原子能機構推薦瞭放射性廢物分類標準(見表)。

國際原子能機構推薦瞭放射性廢物分類標準

  此外,對含有特殊核素的廢物如超鈾廢物(α廢物)、含氚廢物以及有機廢液等,因處理方法不同,一般應單獨分類收集。

  特征 放射性廢物盡管有各種各樣,但卻具有一些共同特征:

  含有放射性物質 它們的放射性不能用一般的物理、化學和生物方法消除,隻能靠放射性核素自身的衰變而減少。

  射線危害 放射性核素釋放出的射線通過物質時發生電離和激發作用,對生物體會引起輻射損傷。

  熱能釋放 放射性核素通過衰變放出能量,當廢液中放射性核素含量較高時,這種能量的釋放會導致廢液的溫度不斷上升甚至自行沸騰。

  管理 放射性廢物管理的基本原則是:①改革不合理的工藝操作,防止不必要的污染並開展廢物的回收利用(見放射性廢物利用);②對已產生的廢物分類收集,分別貯存、處理,處理方法要求安全、經濟、凈化效率高和簡單易行;③盡量減小容積以節省運輸、貯存和處理費用;④向環境稀釋排放時要按照“合理、可行、盡量低”的原則嚴格控制;⑤以穩定的固化體形式貯存,以減少放射性核素遷移擴散(見放射性廢物固化);⑥廢物的最終處置必須做到同生物圈有效地隔離。

  處理 放射性廢物處理的基本方法是:稀釋分散、濃縮貯存以及回收利用。放射性廢液濃縮後貯存隻是暫時性措施,存在著不安全因素,必須將放射性廢液或濃縮物轉化成為穩定的固化體,才能安全地轉運、貯存和處置。

  處置 包括對放射性排出物的控制處置(稀釋處置)和廢物的最終處置。放射性排出物(液體、氣體)向環境中稀釋排放時必須控制在正式規定的排放標準以下。放射性廢物最終處置意味著不再需要人工管理,不考慮將廢物再回取的可能。因此,為防止放射性廢物對自然環境和人類的危害,須將它與生物圈很好地隔離。最終處置的主要對象是高放廢物和超鈾廢物。

  研究和展望 高放廢物和超鈾廢物的最終處置是放射性廢物管理科學研究的重點。從50年代到80年代,國際上提出過許多方案:如在地下數百米或更深的地層建造最終處置庫的深地層處置;投放到數千米深海底的深海床處置;南極冰層處置;用火箭將廢物送到地球引力以外的宇宙處置;通過核反應使長壽命核素轉變為短壽命或穩定核素的嬗變處置等,其中深地層處置方案的研究工作進行得最多。

  

參考書目

 R.D.Lipschulz,Radioactive Waste:PoliciesTechnology and Risk,Ballinger pub.,Cambridge,1980.

 《核工業污染及其防治》編譯組編:《核工業污染及其防治》,原子能出版社,北京,1978。