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退役核动力反应堆的常规处理方法有哪些?
反应堆,核潜艇,废物退役核动力反应堆的常规处理方法有哪些?
发布时间:2020-12-06加入收藏来源:互联网点击:
▲经切割的苏/俄德尔塔III级核潜艇(本图只为示意)
切割反应堆舱前,为了安全起见,也要经行相应的准备工作:1、把管道、水池、容器内的水清楚干净;2、人员可能接触或通行的地方,需要布撒放射性物质吸附剂;3、拆除妨碍切割工作的装置和结构部件;4、将所有连通存在放射性物质的通道密封。
经过上述预处理措施后,就可以开始切割工作了,一般会在距离反应堆舱前后隔板一定距离的地方将艇体割开,然后在割开的地方用约20毫米厚(或视情况而定)的金属密封护板焊接,将整个反应堆舱变成一个密封整体,前文所述“卸载出来的核燃料也会在被取出后装入特制的密封容器内”。
乏燃料和反应堆舱的运输及处理
▲核反应堆乏燃料运输专用屏蔽容器
目前来说,包括美国在内的各个拥有核潜艇的国家,通常做法是将乏燃料运输到指定地点,放入水池中储存;而反应堆舱则主要采用海洋投弃、陆地浅层掩埋、陆地深层掩埋三种办法处理。但是随着国际社会抵制和越来越多的国际公约规制,海洋投弃法逐渐被废止,主要使用后两种办法处理反应堆舱。
▲美国华盛顿州汉福德试验场的“海沟-94”反应堆舱埋藏储存设施
核潜艇反应堆的乏燃料再被卸载后,将装入特制的运输专用屏蔽容器内,这种容器呈圆筒状,内外部均采用耐腐蚀钢制外壳制作,内部充装惰性气体,并且装有能量吸收器,以减少运输过程中发生事故时,冲击力对屏蔽容器造成的损伤。就美国而言,这些装有乏燃料的屏蔽容器将运输到(视情况采用陆运或水运)爱达何国家工程实验室并存放在贮存水池中;经过密封处理的反应堆舱,则多被运输到(上图所示)的汉福德试验场专门区段,安置在专用支架上,并被埋入5-10米深的地下。
虽然,目前看来美国退役核潜艇的处理,制度完善、资金较为充沛并且拥有广阔的国土面积,适合陆上掩埋反应堆舱,但是有关乏燃料的处理技术仍有待研究。其他国家以及其他有关问题,这里就不多说了,以后有空再说吧。
回答于 2019-09-11 08:43:50
目前对于核反应堆的处理是一个比较难的命题,全世界美国在这方面地经验最丰富的,因为其从上世纪80年代就已经开始处理退役的核潜艇的反应堆。
反应堆的处理内容大体上可以分为两种:一种是受污染的厂房,反应堆设施等外物。另一种就是反应堆产生的废物。其中最难处理的就是废物。废物通过形态可以分为:固体废物,气体废物和液体废物。固体废物又可以分为:金属废物和非金属废物两种。非金属废物又可以分为:可燃烧废物和不可燃烧废物。
福特级航母的核反应堆
通过放射性又可以分为:低放废物,中放废物,高放废物和α废物。其中大多数的废物为中低放废物,极少数为高放及阿尔法废物。
对于受到污染等外物的处理措施,一般是通过充分受到隔离措施保护人员进行清除放射性材料,以及放射性污染等措施。要求就是厂址达到可开放水平或一定的安全标准即可。
对于废物的处理就很麻烦了。主要麻烦在固体废物的处理和整备。气体废物一般都是低放废物,可以通过过滤或专门尾气处理系统进行净化。
液体废物可以通过蒸发,过滤等过程后直接排放或者水泥固化。
固体废物比较麻烦,首先是预处理:1.首先要进行分类,根据废物的材料,大小,形状等参数进行分类处理。
这就是裝桶,将废物裝桶并放到一定的设施中统一保管
2.进行去污处理。去污处理的目的是降低废物的放射性污染的水平,可以分为物理去污和化学去污两种方法。
3.切割。目的是减小需要处理的废物的尺寸,为后续的压缩,熔炼,运输,包装等措施提供便利。
接下来是处理方法:1.压缩。压缩又分为两部分,首先是预压缩,其次是超级压缩。目的是更为充分的减小废物体积。
2.金属熔炼,对中低放废物中的金属废物进行熔炼。可以达到去污,减容的效果。
3.焚烧。对于非金属废物来说,焚烧是可燃非金属废物的主要处理手段。(一般来说都是对低放废物进行焚烧处理)
4.固定,包装。对于剩下的焚烧过后的废物,不可燃烧废物,不可压缩废物,高放废物,α废物等进行固定和打包处理。固定一般采用水泥固定。包装则是用废物桶。最后在统一运输到专门设立的站点进行管理。(统一管理说白了就是埋起来比如土葬)
以上就是固体废物的处理方法,很麻烦,总体上分为预处理和处理两种方法,其下又分了很多小点。
现在我们来举一个例子,我们看一下美国对于核潜艇的反应堆处理是如何进行的。
对于退役核潜艇,美国的处理手段分为两个步骤,一个是对受污染舱体的处理,一个是对反应堆舱体的处理。
图片中就是被切成一段一段的潜艇舱体部分,然后挖坑埋了
对反应堆舱体的处理:1.首先拆除核燃料,并进行相应的处理。2.然后是切割反应堆舱,并进行严密的保障措施,比如焊接,以便保障其密封性。3.运输。4.埋起来。这就是被切割分段的舱体,运输到这里进行掩埋
对受污染舱体的处理:1.直接切割舱体,分成一段一段的小型个体 2.运输,并进行掩埋处理。
核反应堆的处理很繁琐,不仅过程和时间很长,而且期间花费的金钱的数量也是巨大的。因为对于放射性污染和废物没有直接有效的净化再利用的手段,所以只能进行一些减小污染的处理,然后水泥固化,裝桶进行掩埋处理。
对于核反应堆的处理,我懂的并不多,这个答案是在查看了有限的资料和论文得到的,所以欢迎指出错误,一起改进。
回答于 2019-09-11 08:43:50
对退役的核动力反应堆到目前为止还没有合适的处理方法,现在唯一的处理方式就是封存,将其拆下来以后,永久性的封存某个地方,在远离人类的居住区等地点存放,无论是美国,还是俄罗斯都是这么干的,将其运送到一个地点,进行封存。
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