低、中水平放射性废物水泥固化体性能检验的讨论

湖南省水泥中的放射性水平

为研究锆英石基an4+(四价锕系核素)放射性核素固化体的性能,利用ce4+作为an4+的模拟替代物质,以zro2、sio2和ceo2粉体为原料,采用高温固相法制备出包容20%(物质的量,下同)ce4+的锆英石基固化体,利用60co源γ射线辐照装置对其进行572.1kgy的γ射线辐照.利用粉末x射线衍射仪、扫描电子显微镜和电感耦合等离子体质谱仪对γ射线辐照前后固化体的物相、结构、微观形貌及模拟核素的浸出行为进行了研究.结果表明,固化体中虽包容有20%的ce4+,但其主物相仍以锆英石物相为主,与标准样品相比晶胞参数发生10-4nm量级的变化,经γ射线辐照后样品晶胞参数仅发生了10-5～10-4nm量级的微弱变化,在ph6.5的hci浸出液中ce4+的平衡浓度低于0.30μg/l.

固化体的性质会直接影响到高放射性废物最终处置的安全性,因此,放射性废物固化体的安全稳定性问题也就显得尤为重要。由于锆英石具有将锕系核素作为晶体的组成部分固定在晶格中的性质,普遍认为它是固化高放废物中锕系核素

目的调查山东某赤泥处理厂赤泥及赤泥水泥的放射性水平。方法用gh102ax-γ剂量率仪测量γ外照射剂量率,用hpge低本底γ谱仪测量水泥及其原料的放射性比活度。结果赤泥堆坝顶部截面γ外照射剂量率平均值为0.15μgy.h-1,压滤车间的γ外照射剂量率平均值为0.12μgy.h-1,办公室的γ外照射剂量率平均值为0.08μgy.h-1。用赤泥作为熟料原料的a水泥厂的p.o42.5水泥内、外照射指数分别为ira=0.38和ir=0.47,p.c32.5水泥的内、外照射指数分别为ira=0.27和ir=0.37。结论工人所受的外照射剂量率接近本底水平;a水泥厂的p.o42.5水泥、p.c32.5水泥的内外照射指数均符合国家标准,适量赤泥作为水泥原材料对水泥的放射性水平影响不大。

本文针对稀土低水平放射性废水的特点,分析了稀土低水平放射性废水的人工湿地处理技术的可行性和技术经济优势,并对其需解决的关键问题和技术难点进行了分析和展望。

用偏高岭土、沸石及聚合物乳胶粉改性的碱矿渣复合水泥进行了模拟放射性焚烧灰固化处置研究。结果表明:模拟放射性焚烧灰包容量为40%时,水泥固化体性能满足国标gb14569.1—93要求。cs+的第42d浸出率(gb7023—86,25℃)最低为1.32×10-4cm/d,累积浸出分数仅为0.041cm。28d抗压强度最低为45.6mpa,且后期强度增长依然较高。碱矿渣复合水泥凝结迅速,克服了焚烧灰中某些成分对水化造成的不利影响。偏高岭土、沸石之间存在协同效应,显著提高固化体的抗压强度,同时改善对核素离子的固化能力。乳胶粉在固化体内形成三维网状结构,改善固化体韧性及抗冲击性,引入的微小气泡优化孔结构、提高耐久性,但导致抗压强度下降,掺量以5%为宜。

随着2013年5月15日最后一批水泥固化桶顺利运抵处置场现场,中国原子能科学研究院水泥固化体ⅰ期外运与处置任务圆满完成。本项工作自2011年10月开始,历时19个月,回取与转运9个批次,共计3300桶水泥固化体,前期大量的准备工作和过程中不断的改进工作保证了整个外运工作的安全顺利完成。2013年度是本项目任务最重的一年,3—5月共计完成了五批次的外运任务,共计近1500桶。中国原子能科学研究院负责现场回取与转运工作,此项工作的运行时间规律属短期(2~5d)24h

目的了解建材放射性分类标准及部分省市建材放射性水平,以引起人们对居住环境放射性的重视。方法将现行建筑材料国家分类标准与过往标准进行比较,并对部分省市的建筑装饰材料放射性比活度和内外照射指数进行文献对比。结果建筑装饰材料放射水平绝大部分都满足国家a类标准,但大多数产品无标识。结论加大对建筑材料生产与销售市场的监督管理力度,落实各项建筑材料放射卫生法规和标准,确保建筑材料的安全使用。

放射性废物货包检测是放射性废物管理的重要环节。根据放射性废物货包的技术要求参数,借鉴国内外先进检测技术和工艺手段,设计了一套控制精度高、连续可调范围大的货包检测平台,并进行了平台的受力分析。实践检验表明,该装置具有良好的可操作性。

采用天然锆英石为固化基材,对模拟放射性废物泥浆的陶瓷固化进行了探索研究。借助失重-差示扫描量热法(tg-dsc)、x射线衍射法(xrd)等分析手段,研究了工艺因素对固化体结构性能的影响。实验结果表明:对于主要成分为fe(oh)3胶体、钾、钠的硫酸盐和高锰酸盐的模拟废物,当废物掺量为10%、30%、50%时,在本工艺条件下,固化样品开始烧结温度分别为1140℃、1100℃、1100℃。zrsio4在1170℃开始分解,生成zro2晶体,在1240℃左右完全分解。烧结温度影响烧结体中主要物相。当烧结温度较低(<1170℃)时,烧结体主要物相是锆英石(zrsio4)、fe2o3和玻璃相;当烧结温度达到1240℃时,主要物相为zro2晶体、玻璃相和fe2o3。由于废物的主要成分硫酸盐及fe(oh)3在1100℃以上分解,对固化体的致密烧结产生了不利的影响,烧结体出现膨胀起泡现象,致密度较差,说明本工艺尚需进一步改善。

固化体的性质会直接影响到高放射性废物最终处置的安全性,因此,放射性废物固化体的安全稳定性问题也就显得尤为重要。由于锆英石具有将锕系核素作为晶体的组成部分固定在晶格中的性质,普遍认为它是固化高放废物中锕系核素

采用环氧树脂乳液与复合水泥制备的聚合物水泥固化模拟放射性废树脂,应用正交设计法进行试验设计。首先进行复合水泥配方的正交设计,确定复合水泥中525#快硬硫铝酸盐水泥、硅粉、沸石和粉煤灰之比为1∶0.05∶0.10∶0.05,然后进行固化树脂配方的正交设计。以抗压强度作为鉴定废物固化体的物性依据,应用f检验,选择优化的配方。最终选择优化的复合水泥作固化基质,环氧树脂乳液作胶凝材料。优化配方为:乳灰比,0.55;树脂包容量,0.3;阴阳树脂比,2∶1。根据gb14569.1—93的要求对采用该优化配方的废物固化体进行了性能测试。结果表明,得到的水泥固化块(50mm×50mm)的抗压强度大于10mpa,固化体的抗冻融、抗浸泡、抗冲击、抗辐照性能满足废物近地表处置的要求。

聚合物水泥用于放射性废离子交换树脂水泥固化工艺,利用其防水性能抑制废树脂的溶胀,降低水泥固化体中放射性核素137cs9、0sr浸出率,提高了废树脂包容率和处置的安全性。

湖南水泥放射性水平及所致建筑物辐射剂量的贡献

湖南水泥放射性水平及所致建筑物辐射剂量的贡献

为了解贵州省市售水泥的放射性水平,采取简单随机抽样方式在全省销售点购买31份水泥样品,通过底本底多道γ能谱仪对其放射性进行检测,结果发现外照射指数在0.14～0.70之间,内照射指数在0.25～0.96之间。满足建筑材料放射性限量标准要求。

叙述了固体样品中天然放射性水平的不同测试方法,指出常用的放射性水平检测方法包括γ能谱法和元素转换法,并对两种方法进行评述。运用上述方法对贵州某铝厂赤泥中放射性核素226ra、232th、40k的比活度进行对比研究。依据国家标准相关规定,针对所测赤泥放射性水平,评估其在建筑主体材料中的最大可掺入量。结果表明,赤泥的天然放射性水平较高,不可直接用于建筑主体材料,将其作为添加料用于建筑主体材料时,拜耳法赤泥与烧结法的最大掺入量分别不得高于37%和35%。

目的通过对广西建筑主体材料放射性进行检测与评价,为广西建筑主体材料的合理生产与应用提供参考依据。方法依据国家标准《建筑材料放射性核素限量》(gb6566-2001)进行检测。结果广西建筑主体材料除了部分煤渣砖超标外,页岩砖、粘土砖、水泥、砌块和混凝土等材料的内、外照射指数水平均符合国家标准。但在对不同类型的建筑主体材料检测中发现,部分页岩砖、粘土砖及复合水泥的放射性水平含量相对偏高。结论广西大部分建筑主体材料可不受限制地应用于各种建筑工程中。

威海市建筑材料的放射性水平

国产彩釉砖的天然放射性水平

采用低本底多道naiγ能谱仪测定了建筑主体材料天然放射性核素40k、232th和226ra的比活度,并根据国家标准和欧盟放射卫生防护原则进行分析评价。结果表明,建筑主体材料中40k、232th和226ra的放射性比活度分别为218.821145.92、19.75132.50和11.4682.66bq/kg;其内照射指数ira为0.060.41,外照射指数iγ为0.280.70;年有效剂量率为0.410.97msv/y,内、外照射指数均小于1,本文所采集和测定的建筑主体材料的天然放射性水平都在允许范围内,故可销售和使用。然而,灰渣砖所致的居民的年有效计量率(0.97msv/y)接近最大允许限值1msv/y。因此,应有效地监管建筑材料中工业废渣的用量,避免给居民带来不必要的照射。

目的检测黄河淤泥多孔砖的放射性水平，判断这一新型墙体材料是否达标；方法：按照国家标准gb6566-2001对样品进行监测；结论：黄河淤泥多孔砖放射性水平符合《建筑材料放射性核素限量》（gb6566—2001）。