放射性污染及其控制概述.pptx

第五章 放射性污染及其控制放射性污染及其控制概述第1页 目目 录录 第一节第一节 概概 述述 第二节第二节 辐射剂量学基础辐射剂量学基础 第三节第三节 放射性废物与防护标准放射性废物与防护标准 第四节第四节 放射性废物处理技术放射性废物处理技术 第五节第五节 放射性污染去污技术放射性污染去污技术 放射性污染及其控制概述第2页一、环境中放射源二、辐射生物效应及其危害 第一节第一节 概概 述述 放射性污染及其控制概述第3页放射源放射源 天然辐射源天然辐射源（天然本底辐射）人工辐射源人工辐射源宇宙辐射宇宙辐射地球内放射性物质地球内放射性物质人体内放射性物质人体内放射性物质核试验放射性污染核试验放射性污染核能、放射性同位素生产核能、放射性同位素生产核材料贮存、运输核材料贮存、运输放射性固体废物处理与处置放射性固体废物处理与处置核设施退伍核设施退伍一、环境中放射源l世界范围内，天然本底辐射每年对个人世界范围内，天然本底辐射每年对个人平均辐射剂量约为平均辐射剂量约为2.42.4毫希（毫希（mSvmSv）l因地域天然本底辐射水平不一样因地域天然本底辐射水平不一样 。放射性污染及其控制概述第4页二、辐射生物效应及其危害（一）（一）（一）（一）辐射生物效应辐射生物效应 （二）（二）（二）（二）辐射对人体危害辐射对人体危害 放射性污染及其控制概述第5页（一）（一）（一）（一）辐射生物效应辐射生物效应 图图5-1 5-1 辐射生物反应演变过程辐射生物反应演变过程l辐射与人体相互作用会辐射与人体相互作用会造成一些特有生物效应造成一些特有生物效应l其性质和程度主要取决其性质和程度主要取决于人体组织吸收辐射于人体组织吸收辐射能量，能量，l演变过程如图演变过程如图5-15-1所表示。所表示。放射性污染及其控制概述第6页（一）（一）（一）（一）辐射生物效应辐射生物效应 1.1.辐射对细胞作用辐射对细胞作用 2.2.辐射生物效应辐射生物效应 放射性污染及其控制概述第7页 1.1.辐射对细胞作用辐射对细胞作用 影响影响原因原因 物理原因物理原因 生物原因生物原因 辐射类型、辐射能量、吸收剂辐射类型、辐射能量、吸收剂量、剂量率、照射方式、受照量、剂量率、照射方式、受照姿势及其在辐射场内取向等。姿势及其在辐射场内取向等。生物种系生物种系生物种系生物种系人人人人猴猴猴猴大鼠大鼠大鼠大鼠鸡鸡鸡鸡龟龟龟龟大大大大肠肠肠肠杆菌杆菌杆菌杆菌病毒病毒病毒病毒LDLDLDLD50505050/Gy/Gy/Gy/Gy4.04.04.04.06.06.06.06.07.07.07.07.07.157.157.157.1515.015.015.015.056.056.056.056.02102102102104 4 4 4 表表5-1 5-1 生物死亡生物死亡5050吸收剂量值吸收剂量值 种系演化程度、机体结构、种系演化程度、机体结构、个体不一样发育阶段、不一样细个体不一样发育阶段、不一样细胞、组织或器官对辐射敏感胞、组织或器官对辐射敏感性各异性各异放射性污染及其控制概述第8页生物生物效应效应 躯体效应躯体效应 遗传效应遗传效应 2.2.辐射生物效应辐射生物效应 l辐照对受照者本身有害效应；辐照对受照者本身有害效应；l是因为人体普通细胞受损引发；是因为人体普通细胞受损引发；l只影响到受照者个人本身。只影响到受照者个人本身。l辐射引发人体细胞内基因突变；辐射引发人体细胞内基因突变；l是是生殖细胞受损伤引发生殖细胞受损伤引发有害效应；有害效应；l影响到受照者影响到受照者后代身体缺点后代身体缺点。放射性污染及其控制概述第9页（二）（二）（二）（二）辐射对人体危害辐射对人体危害 1.1.急性放射病急性放射病 v由大剂量急性照射引发，多为意外核事故、由大剂量急性照射引发，多为意外核事故、核战争造成。核战争造成。v全身性辐射损伤全身性辐射损伤v局部性辐射损伤局部性辐射损伤v按射线作用范围，短期大剂量外照射引发按射线作用范围，短期大剂量外照射引发 辐射损伤可分成辐射损伤可分成2.2.远期影响远期影响 v主要是慢性放射病和长久小剂量照射对人体主要是慢性放射病和长久小剂量照射对人体 健康影响，多属于随机效应。健康影响，多属于随机效应。v慢性放射病是因为屡次照射、长久累积结慢性放射病是因为屡次照射、长久累积结果。危害取决于受辐射时间和辐射量果。危害取决于受辐射时间和辐射量放射性污染及其控制概述第10页来来来来 源源源源集体集体集体集体剂剂剂剂量量量量/人人人人SvaSva-1-1全部天然辐射源10 000 00010 000 000宇宙射宇宙射宇宙射宇宙射线线线线：飞飞飞飞机旅行机旅行机旅行机旅行燃煤燃煤燃煤燃煤电电电电站站站站约燃煤家庭烹调及取暖100 000100 000地地地地热热热热能源能源能源能源6 6人人人人SvSvGWaGWa磷磷磷磷盐盐盐盐工工工工业业业业60006000磷石膏磷石膏磷石膏磷石膏19771977年年年年为为为为300 000300 000工业化国家X射线检验每百万人每百万人每百万人每百万人为为为为10001000，即，即，即，即1 600 0001 600 000核武器核武器核武器核武器试验试验试验试验最高年份最高年份最高年份最高年份为为为为400 000(1962400 000(19621963)1963)全部时间共计30 000 000核电(不包含废物处置)1980年为500，为1000核核核核电电电电(职业职业职业职业照射照射照射照射)夜光夜光夜光夜光钟钟钟钟表表表表表表5-2 5-2 来自天然和人工辐射源辐射集体剂量来自天然和人工辐射源辐射集体剂量 放射性污染及其控制概述第11页第二节第二节 辐射剂量学基础辐射剂量学基础 一、辐射剂量学基本量和单位 二、辐射防护相关量和概念 放射性污染及其控制概述第12页（一（一（一（一）放射性活度放射性活度一、辐射剂量学基本量和单位（二（二（二（二）照射量照射量 （三（三（三（三）吸收剂量吸收剂量 （四（四（四（四）剂量当量剂量当量 （五（五（五（五）有效剂量当量有效剂量当量 （六（六（六（六）集体剂量当量和集体剂量当量和集体有效剂量集体有效剂量（七（七（七（七）待积剂量当量待积剂量当量 放射性污染及其控制概述第13页（一（一（一（一）放射性活度放射性活度v定义定义：单位时间内放射性原子核所发生核：单位时间内放射性原子核所发生核 转变数，符号转变数，符号A A。v单位单位：vSISI单位：单位：Bq(Bq(贝可贝可)，1Bq1Bq表示每秒钟发生表示每秒钟发生 一次核衰变；一次核衰变；v曾用单位：曾用单位：Ci(Ci(居里居里)；v1Ci=3.7101Ci=3.7101010BqBq。放射性污染及其控制概述第14页（二（二（二（二）照射量照射量1.1.照射量照射量X Xv定义定义：表示：表示或或X X射线在空气中产生电离能力射线在空气中产生电离能力 大小辐射量大小辐射量。v定义式：定义式：（5-1）v单位单位：vSISI单位：单位：C/kg ；曾用单位：；曾用单位：R(伦琴伦琴)；v1 R2.58l010 C/kg 。射线在质量为射线在质量为dmdm空气中释放出来全部空气中释放出来全部电子电子正电子和负电子正电子和负电子)被空气完全阻被空气完全阻止时，在空气中产生一个符号离子总止时，在空气中产生一个符号离子总电荷绝对值，电荷绝对值，C C 受照空气质量，受照空气质量，kg kg v定义式：定义式：（5-2）v单位单位：vSISI单位：单位：C/（kgs）时间间隔时间间隔dtdt照射量增量照射量增量,C/kgC/kg。时间间隔，时间间隔，s s。2.2.照射量率照射量率照射量只用于量度照射量只用于量度或或X X射线在空气介质中产生照射效能。射线在空气介质中产生照射效能。放射性污染及其控制概述第15页（三（三（三（三）吸收剂量吸收剂量 1.1.吸收剂量吸收剂量D Dv定义定义：单位质量受照物质中所吸收平均辐：单位质量受照物质中所吸收平均辐 射能量。射能量。v定义式：定义式：（5-3）v单位单位：vSISI单位单位:Gy（戈瑞）（戈瑞）；曾用单位；曾用单位:radrad(拉德拉德)；v1rad=0.011rad=0.01Gy 。电离辐射授予质量为电离辐射授予质量为dmdm物质物质平均能量，平均能量，J J；受照空气质量，受照空气质量，kg kg v定义式：定义式：（5-4）v单位单位：Gy/s时间间隔时间间隔dtdt吸收剂量增量吸收剂量增量,Gy,Gy。时间间隔，时间间隔，s s。2.2.吸收剂量率吸收剂量率l吸收剂量在剂量学实际应用中是一个非常主要物理量；吸收剂量在剂量学实际应用中是一个非常主要物理量；l适合用于任何类型辐射和受照物质，且受照物质中每一点都有特定吸适合用于任何类型辐射和受照物质，且受照物质中每一点都有特定吸 收剂量数值；收剂量数值；l给出吸收剂量数值时须指明辐射类型、介质种类和所在位置。给出吸收剂量数值时须指明辐射类型、介质种类和所在位置。放射性污染及其控制概述第16页（四（四（四（四）剂量当量剂量当量 v定义定义：组织内某一点剂量当量：组织内某一点剂量当量 H=DQN （5-55-5）v单位单位：SvSv（希沃特）（希沃特）；v曾用单位：曾用单位：rem(rem(雷姆雷姆)；v1rem=0.01Sv1rem=0.01Sv。l生物效应受辐射类型与能量、剂量与剂量率大小、照射条件及个体差异生物效应受辐射类型与能量、剂量与剂量率大小、照射条件及个体差异等原因影响，故相同吸收剂量未必产生同等程度生物效应。等原因影响，故相同吸收剂量未必产生同等程度生物效应。l为了用同一尺度表示不一样类型和能量辐射照射对人体造成生物效应严为了用同一尺度表示不一样类型和能量辐射照射对人体造成生物效应严重程度或发生概率大小，辐射防护上采取剂量当量这一辐射量。重程度或发生概率大小，辐射防护上采取剂量当量这一辐射量。在该点所接收吸收剂在该点所接收吸收剂量，量，Gy Gy 品质因数，用以计量剂品质因数，用以计量剂量微观分布对危害影响量微观分布对危害影响 国际放射防护委员会要国际放射防护委员会要求其它修正系数，当前求其它修正系数，当前要求要求N N1 1 放射性污染及其控制概述第17页（五（五（五（五）有效剂量当量有效剂量当量 v 受照器官和组织总危险度按有效剂量当受照器官和组织总危险度按有效剂量当 量计算量计算 HE=WTHT （5-65-6）式中：式中：HE有效剂量当量，有效剂量当量，Sv；HT器官或组织器官或组织T所接收剂量当量，所接收剂量当量，Sv；WT该器官相对危险度系数。该器官相对危险度系数。放射性污染及其控制概述第18页（六（六（六（六）集体剂量当量和集体有效剂量集体剂量当量和集体有效剂量 l一一次次大大放放射射性性实实践践或或放放射射性性事事故故，会会包包括括许许多多人人，所所以以采采取取集集体体剂剂量量当当量量定定量量表表示示一一次次放放射射性性实实践践对对社社会会总总危危害。害。放射性污染及其控制概述第19页1.1.集体剂量当量集体剂量当量v定义定义：各组内人均所接收剂量当量与该组：各组内人均所接收剂量当量与该组 人数相乘，然后相加所得总剂量当量数。人数相乘，然后相加所得总剂量当量数。(5-7)(5-7)集体剂量当量，人集体剂量当量，人SvSv 第第i i人群组中每个人器官人群组中每个人器官或组织或组织T T平均所受到剂量平均所受到剂量当量，当量，Sv Sv 第第i i人群组人数人群组人数 （六（六（六（六）集体剂量当量和集体有效剂量集体剂量当量和集体有效剂量 放射性污染及其控制概述第20页2.2.集体有效剂量集体有效剂量v定义定义：量度某一人群所受辐射照射，则按集量度某一人群所受辐射照射，则按集体有效剂量计算，即体有效剂量计算，即 (5-8)(5-8)集体有效剂量，人集体有效剂量，人SvSv 第第i i人群组接收平都有效人群组接收平都有效剂量，人剂量，人Sv Sv 第第i i人群组人数人群组人数 （六（六（六（六）集体剂量当量和集体有效剂量集体剂量当量和集体有效剂量 放射性污染及其控制概述第21页（七（七（七（七）待积剂量当量待积剂量当量 v定义定义：单次摄入某种放射性核素后，在单次摄入某种放射性核素后，在5050年年期间该组织或器官所接收总剂量当量，即期间该组织或器官所接收总剂量当量，即 (5-9)(5-9)待积剂量当量，待积剂量当量，SvSv 源器官源器官S S摄入放射性核素摄入放射性核素后后5050年内发生总衰变数年内发生总衰变数 l源器官中放射性粒子传源器官中放射性粒子传输给单位质量靶器官有效输给单位质量靶器官有效能量能量l(T(TS)S)表示由源器官表示由源器官S S传传输给靶器官输给靶器官T T 放射性污染及其控制概述第22页二、辐射防护相关量和概念（一）（一）（一）（一）与辐射防护相关概念与辐射防护相关概念（二）（二）（二）（二）剂量与效应关系剂量与效应关系（三）（三）（三）（三）剂量限制体系剂量限制体系 放射性污染及其控制概述第23页1 1危险度和危害危险度和危害v危害危害G:有害效应发生频数与效应严重程度有害效应发生频数与效应严重程度乘积，即乘积，即 G=hi ri gi (5-10)(5-10)危害危害第第i i组人群接收平均组人群接收平均剂量当量，剂量当量，Sv Sv 该组发生有害效应该组发生有害效应频数；频数；严重程度，对可治愈严重程度，对可治愈癌症，癌症，g gi i0 0；对致；对致死癌症，死癌症，g gi i1 1 2 2关键人群组（关键人群组（简称简称关键组）关键组）v定定义义：在在某某一一给给定定实实践践所所包包括括各各受受照照人人群群组组中，预期将受到最大辐射照射人群组。中，预期将受到最大辐射照射人群组。v关关键键人人群群组组所所受受到到辐辐射射照照射射是是量量度度公公众众组组员员因为该实践所受剂量因为该实践所受剂量上限上限。3 3关键照射路径关键照射路径v定定义义：某某种种辐辐射射实实践践对对人人产产生生照照射射剂剂量量各各种种路路径径(食食入入、吸吸入入、外外照照射射等等)中中最最具具主主要要意意义义某一个照射路径。某一个照射路径。4 4关键核素关键核素v某某种种辐辐射射实实践践释释放放几几个个核核素素中中对对受受照照人人体体或或人体若干器官或组织有最主要影响核素。人体若干器官或组织有最主要影响核素。（一）（一）（一）（一）与辐射防护相关概念与辐射防护相关概念放射性污染及其控制概述第24页只要将剂量限制在其阈值以下，效应就只要将剂量限制在其阈值以下，效应就不会发生。不会发生。v随机性效应随机性效应经过降低剂量方法虽能降低其发生率经过降低剂量方法虽能降低其发生率，但不能完全防止。，但不能完全防止。v确定性效应确定性效应放射性污染及其控制概述第26页1 1辐射防护标准辐射防护标准 （三）（三）（三）（三）剂量限制体系剂量限制体系 基本标准（1 1）辐射实践正当性）辐射实践正当性 （2 2）辐射防护最优化）辐射防护最优化 （3 3）限制个人剂量当量）限制个人剂量当量 为了到达辐射防护目标，为了到达辐射防护目标，国际放射防护委员会国际放射防护委员会（ICRPICRP）提出三项基本）提出三项基本标准标准 在施行伴有辐射任何实践前，在施行伴有辐射任何实践前，须经过正当性判断，确认这种须经过正当性判断，确认这种实践含有正当理由，取得利益实践含有正当理由，取得利益大于代价大于代价(包含健康损害和非包含健康损害和非健康损害代价健康损害代价)。l防止一切无须要照射，防止一切无须要照射，l在考虑到经济和社会原因条在考虑到经济和社会原因条件下，全部辐照都应保持在可件下，全部辐照都应保持在可合理到达尽可能低水平。合理到达尽可能低水平。l用用剂剂量量限限值值对对个个人人所所受受照照射射加加以限制。以限制。2 2基本限值基本限值（1 1）职业照射：适合用于辐射工作人员）职业照射：适合用于辐射工作人员vICRPICRP：5 5年年平平均均年年有有效效剂剂量量限限值值20mSv20mSv，任任一一年年有有效效剂量不得超出剂量不得超出50mSv50mSv。vGB8703-88GB8703-88辐辐射射防防护护要要求求：年年有有效效剂剂量量当当量量限限值值50mSv50mSv；还还要要求求了了其其它它单单个个器器官官或或组组织织年年剂剂量量当当量量限值。限值。（2 2）公众照射：适合用于公众组员）公众照射：适合用于公众组员vICRPICRP：有有效效剂剂量量年年限限值值为为1mSv1mSv，5 5年年平平均均不不超超出出1mSv1mSv。vGB8703-88GB8703-88辐辐射射防防护护要要求求：年年有有效效剂剂量量当当量量不不超出超出1 mSv1 mSv。3 3导出限值导出限值 v依依据据基基本本限限值值，经经过过一一定定模模式式导导出出供供辐辐射监测结果比较用限值。射监测结果比较用限值。4 4管理限值管理限值 v为为了了管管理理目目标标，主主管管部部门门或或企企业业责责任任人人能能够够依依据据最最优优化化标标准准，对对辐辐射射防防护护相相关关任任何何量量制制订订管管理理限限值值，但但它们必须严于基本限值或导出限值。它们必须严于基本限值或导出限值。放射性污染及其控制概述第27页一、放射性废物及处理路径 二、放射性废物起源和分类 三、环境放射性防护标准 四、辐射防护普通办法 第三节第三节 放射性废物与防护标准放射性废物与防护标准 放射性污染及其控制概述第28页一、放射性废物及处理路径 v放射性废物：放射性废物：含放射性核素或被之污染，其含放射性核素或被之污染，其 浓度或比活度大于要求清洁解控水平，预期浓度或比活度大于要求清洁解控水平，预期不会再被利用废弃物。不会再被利用废弃物。v处理基本路径处理基本路径v浓缩及固化处理浓缩及固化处理v与环境隔绝长久安全存放与环境隔绝长久安全存放v净化后有控制排放净化后有控制排放v去污后再循环利用去污后再循环利用 放射性污染及其控制概述第29页二、放射性废物起源和分类（一）（一）（一）（一）放射性废物起源和特点放射性废物起源和特点 （二）（二）（二）（二）放射性废物分类放射性废物分类 （三）（三）（三）（三）放射性废物处理标准放射性废物处理标准 放射性污染及其控制概述第30页（一）（一）（一）（一）放射性废物起源和特点放射性废物起源和特点 起源 核设施产生放射性废物核设施产生放射性废物 伴生矿产生放射性废物伴生矿产生放射性废物 核技术应用产生放射性废物核技术应用产生放射性废物 放射性污染及其控制概述第31页核设施产生放射性废物（图核设施产生放射性废物（图5-25-2）图图5-25-2 核设施产生放射性废物核设施产生放射性废物放射性污染及其控制概述第32页伴生矿产生放射性废物（图伴生矿产生放射性废物（图5-35-3）图图5-3 5-3 伴生矿产生放射性废物伴生矿产生放射性废物放射性污染及其控制概述第33页核技术应用产生放射性废物（图核技术应用产生放射性废物（图5-45-4）图图5-4 5-4 核技术应用产生放射性废物核技术应用产生放射性废物 放射性污染及其控制概述第34页（一）（一）（一）（一）放射性废物起源和特点放射性废物起源和特点 特点（1 1）长久危害性）长久危害性 （2 2）处理难度大）处理难度大 （3 3）处理技术复杂）处理技术复杂 放射性污染及其控制概述第35页（二）（二）（二）（二）放射性废物分类放射性废物分类 1 1国家分类标准国家分类标准 放射性废物分类标准放射性废物分类标准 (GB 9133-1995)(GB 9133-1995)（表（表5-45-4）按按比活度比活度和和半衰期半衰期将放射性废物分为将放射性废物分为高放长寿命高放长寿命中放长寿命中放长寿命低放长寿命低放长寿命中放短寿命中放短寿命低放短寿命低放短寿命从处理和处置角度从处理和处置角度 寿命长短按半寿命长短按半衰期衰期3030年为限年为限 放射性污染及其控制概述第36页（二）（二）（二）（二）放射性废物分类放射性废物分类 2 2其它分类方法其它分类方法v按按半衰期半衰期分为分为长半衰期长半衰期(100(100天天)中半衰期中半衰期(10(10100100天天)短半衰期短半衰期(10(10天天)v按按射线种类射线种类：甲、乙、丙种放射性废物。：甲、乙、丙种放射性废物。v按按废液废液pHpH：酸性放射性废水、碱性放：酸性放射性废水、碱性放射性废水（较少用）射性废水（较少用）放射性核素经放射性核素经1010倍半衰期倍半衰期,放射性强放射性强度降至度降至1/10001/1000，按此法分类，对短半，按此法分类，对短半衰期废水，便于采取贮存法简单经济衰期废水，便于采取贮存法简单经济地处置。地处置。放射性污染及其控制概述第37页v表表5-5 IAEA5-5 IAEA放射性废物管理基本标准放射性废物管理基本标准（三）（三）（三）（三）放射性废物处理标准放射性废物处理标准 No.No.基本标准说说说说 明明明明1 1保护人类健康保护人类健康保护人类健康保护人类健康必须确保对人类健康影响抵达可接收水平2 2保护环境保护环境保护环境保护环境必须确保对环境影响抵达可接收水平3 3超越国界保护考虑超越国界人员健康和环境可能影响4 4保护后代保护后代保护后代保护后代必须确保对后代预期健康影响小于当今可接收水平5 5给后代负担放射性废物管理必须确保不给后代造成不适当负担6 6国家法律框架国家法律框架国家法律框架国家法律框架必须在适当国家法律框架内进行，明确划分责任和规定独立审管职能7 7控制放射性废物产生控制放射性废物产生控制放射性废物产生控制放射性废物产生放射性废物产生必须尽可能最少化8 8放射性废物产生和管理间相依性必须适当考虑放射性废物产生和管理各阶段间相互依赖关系9 9设施安全设施安全设施安全设施安全必须确保放射性废物管理设施使用寿期内安全放射性污染及其控制概述第38页v我国放射性废物管理我国放射性废物管理4040字方针字方针（三）（三）（三）（三）放射性废物处理标准放射性废物处理标准 降低产生、分类搜集、降低产生、分类搜集、净化浓缩、减容固化、净化浓缩、减容固化、严格包装、安全运输、严格包装、安全运输、就地暂存、集中处置、就地暂存、集中处置、控制排放、加强监测。控制排放、加强监测。依据依据IAEA基本基本标准标准制订制订 放射性污染及其控制概述第39页三、环境放射性防护标准 v我国现已公布实施辐射环境管理专题法我国现已公布实施辐射环境管理专题法 规、标准等计规、标准等计5050多项。多项。v对于核设施（军、民）、核技术应用和伴生对于核设施（军、民）、核技术应用和伴生 矿物资源开发，除恪守环境保护法规基本矿物资源开发，除恪守环境保护法规基本 标准外，着重强调辐射环境管理特殊要求。标准外，着重强调辐射环境管理特殊要求。v我国强制性执行关于辐射防护国家标准及我国强制性执行关于辐射防护国家标准及 要求可参见相关标准。要求可参见相关标准。放射性污染及其控制概述第40页四、辐射防护普通办法辐辐辐辐射射射射类类类类型型型型措措措措 施施施施说说说说 明明明明外照射防护距离防距离防距离防距离防护护护护 其它条件不变时，操作人员所受剂量大小与距放射源距离平方成反比，故实际操作应尽可能远离放射源时间时间时间时间防防防防护护护护 其它条件不变时，操作人员所受剂量大小与操作时间成正比。故工作人员须熟悉操作，尽可能缩短操作时间，从而降低所受辐射剂量屏蔽防屏蔽防屏蔽防屏蔽防护护护护 是射线防护主要方法，依射线穿透性采取对应屏蔽方法。对射线，戴上手套，穿好鞋袜，不让放射性物质直接接触到皮肤即可；对射线，用一定厚度（普通几毫米）铝板，有机玻璃等轻质材料即可完全屏蔽；具强穿透力射线是屏蔽防护主要对象内照射防护预防呼吸道吸收 气体放射性核素如氡(Rn)，氚（3H）等可由呼吸道进入人体而被吸收，吸收率大小与放射性核素溶解度成正比预防胃肠道吸收 被放射性核素沾污食物、水等，经口由胃肠道进入人体，吸收率大小取决于放射性核素化学特征，碱族（如24Na、137Cs）卤素（如18F、36Cl、131I）吸收率高达100%，稀土和重金属元素吸收率最低，为0.001%0.01%预防由伤口吸收 一些放射性核素如Rn、3H、131I、90Sr（液体）可透过完整皮肤进入人体，吸收率随时间增加迟缓，当皮肤上有伤口时，吸收率就增加几十倍以上，并使伤口沾污形成难以愈合放射性表表5-7 5-7 辐射防护普通办法辐射防护普通办法放射性污染及其控制概述第41页二、放射性废液处理技术 三放射性废气处理技术 第四节第四节 放射性废物处理技术放射性废物处理技术 一、放射性固体废物处理技术 放射性污染及其控制概述第42页一、放射性固体废物处理技术 放射性放射性固体废物固体废物 湿固体湿固体 干固体干固体 蒸发残渣、沉淀泥浆、废树脂等蒸发残渣、沉淀泥浆、废树脂等焚烧炉灰、污染用具、工具、设备、焚烧炉灰、污染用具、工具、设备、废过滤器芯、活性炭等废过滤器芯、活性炭等放射性污染及其控制概述第43页（一）（一）（一）（一）固化技术固化技术 （二）（二）（二）（二）减容技术减容技术 一、放射性固体废物处理技术 放射性污染及其控制概述第44页（一）（一）（一）（一）固化技术固化技术 v固化对象：固化对象：弥散性物质弥散性物质 l放射性废液处理产生放射性废液处理产生泥浆、蒸发残渣和废泥浆、蒸发残渣和废树脂等湿固体；树脂等湿固体；l焚烧炉灰等干固体焚烧炉灰等干固体v固化：固化：在放射性废物中添加固化剂，使在放射性废物中添加固化剂，使 其转变为不易向环境扩散固体过程。其转变为不易向环境扩散固体过程。放射性污染及其控制概述第45页 1.1.固化普通要求固化普通要求 v使废物转变成适宜最终处置稳定固化体；使废物转变成适宜最终处置稳定固化体；v固化材料及工艺选择应确保固化体质量；固化材料及工艺选择应确保固化体质量；v应应能能满满足足长长久久安安全全处处置置要要求求和和进进行行工工业业规规模模生产需要；生产需要；v对对废废物物包包容容量量大大，工工艺艺过过程程及及设设备备简简单单、可可靠、安全、经济。靠、安全、经济。放射性污染及其控制概述第46页v理想废物固化体主要特征指标理想废物固化体主要特征指标 （1 1）低浸出率）低浸出率n浸出率浸出率：确定固化产品中放射性核素在水或其确定固化产品中放射性核素在水或其它溶液中析出情况指标。它溶液中析出情况指标。n低浸出率：低浸出率：使放射性污染扩散减至最小，固化使放射性污染扩散减至最小，固化体可长时间存放在地下处置库或水中。体可长时间存放在地下处置库或水中。（2 2）高热导率）高热导率n使使固固化化体体因因内内部部温温度度过过高高而而损损坏坏可可能能性性减减至至最最小；小；n允允许许固固化化高高浓浓度度放放射射性性废废物物，又又不不致致产产生生过过高高内部温度。内部温度。（3 3）高耐辐射性）高耐辐射性n确确保保固固化化体体不不致致因因为为放放射射性性废废物物产产生生辐辐射射而而损损坏。坏。（4 4）高生化稳定性和耐腐蚀性）高生化稳定性和耐腐蚀性 n确确保保固固化化体体不不致致因因为为周周围围环环境境介介质质腐腐蚀蚀或或本本身身所含有化学物质腐蚀而损坏。所含有化学物质腐蚀而损坏。（5 5）高机械强度）高机械强度n确确保保固固化化体体在在装装卸卸、运运输输、处处置置期期间间结结构构完完整整性，而不致出现破裂或粉碎。性，而不致出现破裂或粉碎。（6 6）高减容比）高减容比n n最终固化物体积应小于掺入废物体积最终固化物体积应小于掺入废物体积最终固化物体积应小于掺入废物体积最终固化物体积应小于掺入废物体积n n减容比大小取决于能嵌入固体中废物和能够接收水平减容比大小取决于能嵌入固体中废物和能够接收水平减容比大小取决于能嵌入固体中废物和能够接收水平减容比大小取决于能嵌入固体中废物和能够接收水平n n是判别固化方法和衡量最终处置成本一项主要指标。是判别固化方法和衡量最终处置成本一项主要指标。是判别固化方法和衡量最终处置成本一项主要指标。是判别固化方法和衡量最终处置成本一项主要指标。1.1.固化普通要求固化普通要求 放射性污染及其控制概述第47页 2.2.惯用固化方法惯用固化方法（表（表5-85-8）项项项项目目目目水泥固化水泥固化水泥固化水泥固化沥沥沥沥青固化青固化青固化青固化塑料固化塑料固化塑料固化塑料固化玻璃固化玻璃固化玻璃固化玻璃固化陶瓷固化陶瓷固化陶瓷固化陶瓷固化干干干干废废废废物包容量物包容量物包容量物包容量/%(/%(质质质质量百分数量百分数量百分数量百分数)5 5404030306060303060601010303015153030密度密度密度密度/（gcm gcm-3-3 ）1 1.5.52.52.51 1.1.11.91.91 1.1.11.51.52 2.5.53.03.02 2.5.53.03.0浸出率浸出率浸出率浸出率/(gcm/(gcm-2-2dd-1-1)1010-4-4 10 10-1-11010-5-5 10 10-3-31010-6-61010-3-31010-7-71010-4-41010-8-81010-5-5抗抗抗抗压压压压强强强强度度度度/MPa/MPa10103030塑性塑性塑性塑性2020100100(或塑性或塑性或塑性或塑性)脆性脆性脆性脆性高高高高耐耐耐耐辐辐辐辐照照照照/Gy/Gy约约约约10108 8约约约约10107 7约约约约10107 7约约约约10109 9约约约约10109 9投投投投资资资资低低低低中中中中中中中中高高高高高高高高操作和操作和操作和操作和维维维维修修修修简单简单简单简单中等中等中等中等中等中等中等中等复复复复杂杂杂杂复复复复杂杂杂杂适用性适用性适用性适用性低、中放低、中放低、中放低、中放废废废废物物物物低、中放低、中放低、中放低、中放废废废废物物物物低、中放低、中放低、中放低、中放废废废废物物物物高放、高放、高放、高放、废废废废物物物物高放、高放、高放、高放、废废废废物物物物应用情况工工工工业规业规业规业规模模模模工工工工业规业规业规业规模模模模工工工工业应业应业应业应用用用用工工工工业应业应业应业应用用用用研究开研究开研究开研究开发发发发表表5-8 5-8 惯用固化方法惯用固化方法放射性污染及其控制概述第48页 2.2.惯用固化方法惯用固化方法 （1 1）水泥固化）水泥固化 （2 2）沥青固化）沥青固化 （3 3）塑料固化）塑料固化（4 4）玻璃固化）玻璃固化放射性污染及其控制概述第49页（1 1）水泥固化）水泥固化 原理原理v基于水泥水合和水硬胶凝作用。基于水泥水合和水硬胶凝作用。l l泥浆、废树脂等均可拌入泥浆、废树脂等均可拌入泥浆、废树脂等均可拌入泥浆、废树脂等均可拌入水泥搅拌均匀，待凝固后即水泥搅拌均匀，待凝固后即水泥搅拌均匀，待凝固后即水泥搅拌均匀，待凝固后即成为固化体。成为固化体。成为固化体。成为固化体。适用适用v中、低放废水浓缩物固化。中、低放废水浓缩物固化。l l轻水堆核电站浓缩废液废离轻水堆核电站浓缩废液、废离轻水堆核电站浓缩废液、废离轻水堆核电站浓缩废液、废离子交换树脂和滤渣等子交换树脂和滤渣等子交换树脂和滤渣等子交换树脂和滤渣等l l核燃料处理厂或其它核设施产生各核燃料处理厂或其它核设施产生各核燃料处理厂或其它核设施产生各核燃料处理厂或其它核设施产生各 种放射性废物种放射性废物种放射性废物种放射性废物配方配方v试验确定。试验确定。v影响水泥固化配方主要原因影响水泥固化配方主要原因:废物种类、废物种类、pHpH、水泥类型、添加剂、水泥类型、添加剂、废物比、水灰比废物比、水灰比(水与水泥重量比水与水泥重量比)、盐灰比盐灰比(废物干盐分与水泥重量比废物干盐分与水泥重量比)、固化体要求。固化体要求。放射性污染及其控制概述第50页（1 1）水泥固化）水泥固化 v工艺、设备简单，投资费用少；工艺、设备简单，投资费用少；v可连续操作；可连续操作；v可直接在贮存容器中固化。可直接在贮存容器中固化。v增容大（增容大（所得到固化物体积约为掺所得到固化物体积约为掺 入废物体积入废物体积1.671.67倍倍）；）；v放射性核素浸出率较高。放射性核素浸出率较高。优点优点缺点缺点放射性污染及其控制概述第51页桶内混合桶内混合 在线混合在线混合 其它方法其它方法 水泥固化基本方法水泥固化基本方法 放射性污染及其控制概述第52页桶内混合桶内混合 图图5-5 5-5 桶内混合废物水泥固化系统桶内混合废物水泥固化系统放射性污染及其控制概述第53页在线混合在线混合 图图5-6 5-6 在线混合废物水泥固化系统在线混合废物水泥固化系统放射性污染及其控制概述第54页其它方法其它方法 v水力压裂地下水泥固化法水力压裂地下水泥固化法利用石油开采技术，把中放废液、水利用石油开采技术，把中放废液、水泥和添加剂混合灰浆，以高压（注射泥和添加剂混合灰浆，以高压（注射压力约压力约151530MPa30MPa）注入）注入200200400m400m深深不渗透页岩层裂缝中，凝结固化。不渗透页岩层裂缝中，凝结固化。v大致积浇注水泥固化法大致积浇注水泥固化法低、中放废物处置场就地进行水泥固低、中放废物处置场就地进行水泥固化方法，适合用于处置场附近废物量化方法，适合用于处置场附近废物量大核设施。大核设施。v移动式水泥固化法移动式水泥固化法适于核设施分散，废物点多、量小地适于核设施分散，废物点多、量小地域，经济实用。国外普遍使用，我国域，经济实用。国外普遍使用，我国依靠进口。依靠进口。放射性污染及其控制概述第55页水泥固化技术指标水泥固化技术指标 v浸出率浸出率水泥固化产品浸出率较高，按其几何水泥固化产品浸出率较高，按其几何表面计算可高达表面计算可高达1010-2-2g gcmcm2 2dd。v废物包容量废物包容量盐灰比大，包容废物量大，但产品机盐灰比大，包容废物量大，但产品机械强度降低。盐灰比普通为械强度降低。盐灰比普通为0.150.150.30.3，最高可达，最高可达0.50.5。v机械强度机械强度国家标准要求国家标准要求7MPa7MPa。机械强度低产。机械强度低产品易崩裂，表面积增大，造成环境污品易崩裂，表面积增大，造成环境污染。染。v水灰比水灰比水灰比大，凝固时间加长，机械强度水灰比大，凝固时间加长，机械强度低，可能残留水分未被完全凝固。低，可能残留水分未被完全凝固。放射性污染及其控制概述第56页（2 2）沥青固化）沥青固化 原理原理v放射性废液与沥青皂化反应放射性废液与沥青皂化反应。适用适用v低、中放射性蒸发残液、化学沉低、中放射性蒸发残液、化学沉 淀物、焚烧炉灰分等淀物、焚烧炉灰分等 放射性污染及其控制概述第57页v沥青固化物渗透性和水溶解度很低；沥青固化物渗透性和水溶解度很低；v与绝大多数环境条件兼容；与绝大多数环境条件兼容；v核素浸出率低，减容大，经济。核素浸出率低，减容大，经济。v沥青中不能添加强氧化剂；沥青中不能添加强氧化剂；v固化温度不能过高（固化温度不能过高（180180230230），），不然固化体可能燃烧。不然固化体可能燃烧。优点优点缺点缺点（2 2）沥青固化）沥青固化 放射性污染及其控制概述第58页高温熔化高温熔化蒸发法蒸发法 机械机械乳化法乳化法 化学化学乳化法乳化法 沥青固化基本方法沥青固化基本方法 放射性污染及其控制概述第59页高温熔化蒸发法高温熔化蒸发法 图图5-7 5-7 刮板薄膜蒸发器沥青固化流程示意图刮板薄膜蒸发器沥青固化流程示意图放射性污染及其控制概述第60页 机械乳化法机械乳化法 图图5-8 5-8 双螺杆挤压机暂时乳化法沥青固化流程双螺杆挤压机暂时乳化法沥青固化流程 放射性污染及其控制概述第61页 化学乳化法化学乳化法 v常温下放射性废物与乳化沥青混合加热，使常温下放射性废物与乳化沥青混合加热，使水分和易挥发有机组分蒸发，脱水干燥后混合水分和易挥发有机组分蒸发，脱水干燥后混合物排入废物容器，冷却硬化成沥青固化体。物排入废物容器，冷却硬化成沥青固化体。v优点：优点：乳化沥青在常温下能顺利流动，低乳化沥青在常温下能