含铀废水的放射性

㈠ 放射性废物的来源

放射性废物的来源大致可分为四类：
核燃料生产过程
主要包括铀矿开采、冶炼和燃料元件加工等。铀矿开采和冶炼过程产生的废物主要有废矿石、废矿渣、尾矿等固体废物，矿坑水、湿法作业中产生的工艺废水等液体废物，以及氡和钋的放射性气溶胶、粉尘等组成的气体废物。这类废物主含有铀、钍、氡、镭、钋等天然放射性物质，比活度较低，产生的数量大。铀回收和燃料元件加工过程产生的废物主要是含铀废液。
反应堆运行过程
反应堆中生成的大量裂变产物，一般情况下保留在燃料元件包壳内，当发生元件包壳破损事故时，会有少量裂变产物泄漏到冷却循环水中。反应堆冷却循环水中的杂质（循环系统腐蚀产物）受中子照射后也会形成放射性的活化产物，冷却循环水也就具有放射性。
核燃料后处理过程
大量裂变产物是核燃料后处理过程的主要废物。在燃料元件切割和溶解时有部分气体裂变产物（氪85、碘129等）从燃料元件中释放出来,进入废气系统。99%以上的裂变产物都留在燃料溶解液里。当进行化学分离时，则集中在第一萃取循环过程（见普雷克斯流程）的酸性废液中。这部分废液的比活度很高，释热量大，是放射性废物管理的重点。此外还有第二、三萃取循环过程产生的废液、工艺冷却水、洗涤水等。这部分废液体积大，但比活度较低。
其他来源
核工业部门退役的核设施，核武器生产和试验以及其他使用放射性物质的部门如医院、学校、科研单位、工厂等产生的各种废物。这些废物种类不少，形式多样。
其他来源
核工业部门退役的核设施，核武器生产和试验以及其他使用放射性物质的部门如医院、学校、科研单位、工厂等产生的各种废物。这些废物种类不少，形式多样。

㈡ 医院那些放射性的废水是不是有有害气体啊

射性废物为含有放射性核素或被放射性核素污染，其浓度或活度大于国家审管部门规定的清洁解控水平，并且预计不再利用的物质。放射性废物尽管有各种各样，但却具有一些共同特征：

①含有放射性物质。它们的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰变而减少。

②射线危害。放射性核素释放出的射线通过物质时发生电离和激发作用，对生物体会引起

放射性废物固化处理装置
辐射损伤。

③热能释放。放射性核素通过衰变放出能量，当废液中放射性核素含量较高时，这种能量的释放会导致废液的温度不断上升甚至自行沸腾。

放射性废物的危害包括物理毒性、化学毒性和生物毒性。通常主要是物理毒性。有些核素如铀还具有化学毒性，此外，对于混合废物含有有毒、有害化学污染物。至于生物毒性，仅来自医院的个别废物才可能掺有。物理毒性指的是辐射作用。大剂量照射可出现确定性效应，小剂量照射会出现随机性效应。
放射性废物是指放射性废水、废气和固体废物。随着原子能工业发展和放射性同位素日趋广泛应用，放射性废物日趋增多，如不经处理或处理不当而外排，会使环境遭受放射性污染，不仅影响动植物的生长，恶化水体，且危害人体健康，甚至对后代产生不良影响。

㈢ 放射性元素放射出的是什么会对人体造成什么伤害

1、放射性的基本概念

某些物质的原子核能发生衰变，放出我们肉眼看不见也感觉不到，只能用专门的仪器才能探测到的射线。物质的这种性质叫放射性。

2、放射性污染来源及分类

1)、核武器试验的沉降物(在大气层进行核试验的情况下，核弹爆炸的瞬间，由炽热蒸汽和气体形成大球(即蘑菇云)携带着弹壳、碎片、地面物和放射性烟云上升，随着与空气的混合，辐射热逐渐损失，温度渐趋降低，于是气态物凝聚成微粒或附着在其它的尘粒上，最后沉降到地面。

2)、核燃料循环的“三废”排放原子能工业的中心问题是核燃料的产生、使用与回收、核燃料循环的各个阶段均会产生“三废”，能对周围环境带来一定程度的污染。

3)、医疗照射引起的放射性污染 目前，由于辐射在医学上的广泛应用，已使医用射线源成为主要的环境人工污染源。

4)、其它各方面来源的放射性污染 其它辐射污染来源可归纳为两类：一 工业、医疗、军队、核舰艇，或研究用的放射源，因运输事故、遗失、偷窃、误用，以及废物处理等失去控制而对居民造成大剂量照射或污染环境；二是一般居民消费用品，包括含有天然或人工放射性核素的产品，如放射性发光表盘、夜光表以及彩色电视机产生的照射，虽对环境造成的污染很低，但也有研究的必要。

3、放射性对人体的危害

在大剂量的照射下，放射性对人体和动物存在着某种损害作用。如在400rad的照射下，受照射的人有5%死亡；若照射650rad，则人100%死亡。照射剂量在150rad以下，死亡率为零，但并非无损害作用，住往需经20年以后，一些症状才会表现出来。放射性也能损伤遗传物质，主要在于引起基因突变和染色体畸变，使一代甚至几代受害。

4、放射性“三废”处理

放射性废物中的放射性物质，采用一般的物理、化学及生物学的方法都不能将其消灭或破坏，只有通过放射性核素的自身衰变才能使放射性衰减到一定的水平。而许多放射性元素的半衰期十分长，并且衰变的产物又是新的放射性元素，所以放射性废物与其它废物相比在处理和处置上有许多不同之处。

1).放射性废水的处理

放射性废水的处理方法主要有稀释排放法、放置衰变法、混凝沉降法、离子变换法、蒸发法、沥青固化法、水泥固化法、塑料固化法以及玻璃固化法等。

2).放射性废气的处理

(1)铀矿开采过程中所产生废气、粉尘，一般可通过改善操作条件和通风系统得到解决。

(2)实验室废气，通常是进行预过滤，然后通过高效过滤后再排出。

(3)燃料后处理过程的废气，大部分是放射性碘和一些惰性气体。

3)、放射性固体废物的处理和处置

放射性固体废物主要是被放射性物质污染而不能再用的各种物体

(1)焚烧 (2)压缩 (3)去污 (4)包装

㈣ 常见的放射性废水处理方法有哪些

放射性废水的主要去除对象是具有放射性的重金属元素，与此相关的处理技术，简单地可分为化学形态改变法和化学形态不变法两类。

放射性废水处理方法：

其中化学形态改变法包括：

1、化学沉淀法；

2、气浮法；

3、生化法。

化学形态不变法包括：

1、蒸发法；

2、 离子交换法；

3、吸附法；

4、 膜法。

化学沉淀法是向废水中投放一定量的化学絮凝剂，如硫酸钾铝、硫酸钠、硫酸铁、氯化铁等，有时还需要投加助凝剂，如活性二氧化硅、黏土、聚合电解质等，使废水中的胶体物质失去稳定而凝聚何曾细小的可沉淀的颗粒，并能于水中原有的悬浮物结合为疏松绒粒。改绒粒对水中的放射性元素具有很强的吸附能力，从而净化水中的放射性物质、胶体和悬浮物。引起放射性元素与某种不溶性沉渣共沉的原因包括了共晶、吸附、胶体化、截留和直接沉淀等多种作用，因此去除效率较高。

化学沉淀法的优点是：方法简便、费用低廉、去除元素种类较广、耐水力和水质冲击负荷较强、技术和设备较成熟。缺点是：产生的污泥需进行浓缩、脱水、固化等处理，否则极易造成二次污染。化学沉淀法适用于水质比较复杂、水量变化较大的低放射性废水，也可在与其他方法联用时作为预处理方法。

蒸发浓缩法处理放射性废水：除氚、碘等极少数元素之外，废水中的大多数放射性元素都不具有挥发性，因此用蒸发浓缩法处理，能够使这些元素大都留在残余液中而得到浓缩。蒸发法的最大优点之一是去污倍数高。使用单效蒸发器处理只含有不挥发性放射性污染物的废水时，可达到大于10的4次方的去污倍数，而使用多效蒸发器和带有除污膜装置的蒸发器更可高达10的6次方到8次方的去污倍数。此外，蒸发法基本不需要使用其他物质，不会像其他方法因为污染物的转移而产生其他形式的污染物。

尽管蒸发法效率较高，但动力消耗大、费用高，此外，还存在着腐蚀、泡沫、结垢和爆炸的危险。因此，本法较适用于处理总固体浓度大、化学成分变化大、需要高的去污倍数且流量较小的废水，特别是中高放射性水平的废水。

新型高效蒸发器的研发对于蒸发法的推广利用具有重大意义，为此，许多国家进行了大量工作，如压缩蒸汽蒸发器、薄膜蒸发器、脉冲空气蒸发器等，都具有良好的节能降耗效果。另外，对废液的预处理、抗泡和结垢等问题也进行了不少研究。

离子交换法处理放射性废水的原理是，当废液通过离子交换剂时，放射性离子交换到离子交换剂上，使废液得到净化。目前，离子交换法已广发应用于核工艺生产工艺及放射性废水处理工艺。

许多放射性元素在水中呈离子状态，其中大多数是阳离子，且放射性元素在水中是微量存在的，因此很适合离子交换出来，并且在无非放射性粒子干扰的情况下，离子交换能够长时间的工作而不失效。

离子交换法的缺点是，对原水水质要求较高；对于处理含高浓度竞争离子的废水，往往需要采用二级离子交换柱，或者在离子交换柱前附加电渗析设备，以去除常量竞争离子；对钌、单价和低原子序数元素的去除比较困难；离子交换剂的再生和处置较困难。除离子交换树脂外，还有用磺化沥青做离子交换剂的，其特点是能在饱和后进行融化-凝固处理，这样有利于放射性废物的最终处置。

吸附法是用多孔性的固体吸附剂处理放射性废水，使其中所含的一种或数种元素吸附在吸附剂的表面上，从而达到去除的目的。在放射性废液的处理中，常用的吸附剂有活性炭、沸石等。

天然斜发沸石是一种多孔状结构的无机非金属矿物，主要成分为铝硅酸盐。沸石价格低廉，安全易得，处理同类型地放射性废水的费用可比蒸发法节省80%以上，因而是一种很有竞争力的水处理药剂。它在水处理工艺中常用作吸附剂，并兼有离子交换剂和过滤剂的作用。

当前，高选择性复合吸附剂的研发是吸附法运用中的热点。所谓“复合”是指离子交换复合物（氰亚铁盐、氢氧化物、磷酸盐等）在母体（多位多孔物质）上的某些方面饱和，所以新材料结合天然母体材料的优点，具有良好的机械性能、高的交换容量以及适宜的选择性。

离子浮选法属于泡沫分离技术范畴。该方法基于待分离物质通过化学的、物理的力与捕集剂结合在一起，在鼓泡塔中被吸附在气泡表面而富集，借泡沫上升带出溶液主体，达到净化溶液主体和浓缩待分离物质的目的。例子浮选法的分离作用，主要取决于其组分在气-液界面上选择性和吸附程度。所使用捕集剂的主要成分是，表面活性剂和适量的起泡剂、络合剂、掩蔽剂等。

离子浮选法具有操作简单、能耗低、效率高和适应性广等特点。它适用于处理铀同位素生产和实验研究设施退役中产生的含有各种洗涤剂和去污剂的放射性废水，尤其是含有有机物的化学清洗剂的废水，以便充分利用该废水易于起泡的特点而达到回收金属离子和处理废水的目的。

膜处理作为一门新兴学科，正处于不断推广应用的阶段。它有可能成为处理放射性废水的一种高效、经济、可靠的方法。目前所采用的膜处理技术主要有：微滤、超滤、反渗透、电渗析、电化学离子交换、铁氧体吸附过滤膜分离等方法。与传统处理工艺相比，膜技术在处理低放射性废水时，具有出水水质好，浓缩倍数高，运行稳定可靠等诸多优点。

不同的膜技术由于去除机理不同，所适用的水质与现场条件也不尽相同。此外，由于对原水水质要求较高，一般需要预处理，故膜法处理法宜与其他方法联用。

如铁凝沉淀-超滤法，适用于处理含有能与碱生成金属氢氧化物的放射性离子的废水。

水溶性多聚物-膜过滤法，适用于处理含有能被水溶性聚合物选择吸附的放射性离子的废水。

化学预处理-微滤法，通过预处理可以大大提高微滤处理放射性废水的效果，且运行费用低，设备维护简单。

㈤ 核辐射的废料辐射性能很强，各个国家是如何处理的

核电站产生的放射线核废料为高度危险物质，人体暴露在核废料下可能致癌。核废料的放射毒性取决于多种因素，如物理半衰期、生物半衰期、核素可能富集的器官或组织对核辐射的敏感性、核素辐射的致电离功率（取决于放射性核素释放的辐射能量）等。据此，137铯、90锶、和131碘属于在人体寿命范围内具有最高危险性的放射性核素。其他具有长期危险性的核素还包括239镤。这些核素对子孙后代都将构成严重威胁。

核废料的处理必须符合美国国家环保局颁布的严格环保法规的要求。地下水渗率试验采用美国环保局制定的《毒性特性渗率试验程序》。试验中，将核废料浸没在水中，然后检测渗率中的颗粒污染物浓度。长期耐久性试验则采用《产品均一性测试验程序》，该实验程序与TCLP类似，但暴露时间更长，从而精确检定污染物类别。

㈥ 生活中有哪些物质具有放射性

生活中有哪些物质具有放射性？搜狐网

多云 / 15°
福岛核污水排太平洋或损害人类DNA，含有放射性物质

裕顺自媒体
原创 · 10-26 06:01
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近日日本拟将福岛核电站核污水排入大海，这一决定引发了诸多环保人士的担忧。

环保组织“绿色和平”(Greenpeace)警告称，福岛第一核电站可能很快会排放到海里的受污染水含有可能破坏人类DNA的放射性碳。



环保组织称, 工厂储存的123万吨的水——来自2011年福岛核灾难现场，包含放射性同位素碳14的“危险”水平和其他“危险”放射性核素，如果排放到太平洋将造成“社区和环境严重的长期后果”。



智慧知识：木屋电梯

话说电梯发明以后，市场上出现了很多生产电梯的厂家。但当时人们对这种新生事物普遍怀有恐惧心理。一位电梯推销员奥蒂斯先生为了打开销路，四处奔波。为了推销电梯他参加纽约展览会，并试图说服建筑商建造高层大楼，结果都以失败告终。

一连串的失败，并没有使奥蒂斯消沉。一天，他发现一家大型百货公司顾客十分拥挤，倘若有了电梯，买卖双方都会便利很多。于是，他鼓起勇气找到这家公司的老板霍华德。

开始霍华德态度冷淡，经奥蒂斯再三描述电梯的好处，霍华德才答应愿意试一下。奥蒂斯喜出望外。为了消除人们的恐惧心理，他让设计人员把电梯设计成一间小木屋，这样人们坐在里面都像坐在屋子里一样，就不那么害怕了。

这种既新奇又不容易产生恐惧感的升降木屋，为霍华德招来了大量顾客，奥蒂斯的电梯也引起了工商界的瞩目，人们开始纷纷来找他订货。建筑商们也开始考虑建造摩天大楼了。

万事开头难，做事情的开始都会遇到一些困难的，或许还有他人的不理解和阻挠。但是能够成大事的人，正是能够排除困难、坚持信念的人。

㈦ 日期常生活中，什么物质含有铀、镭等放射性

这种东西无处不在，最直接最直观也是每天都接触的就是地板砖，吃饭的版碗呀碟呀的等等权陶瓷类产品，人居环境中人们常接触的放射性国家出台了相关的标准，GB6566-2010，其中就是说的建筑材料中含Ra、Th、K三种核素的放射性，分为建筑主体材料如红砖，空心砖，水泥等和装饰材料如大理石、花岗岩、陶瓷产品等，据本人多年的测量经验，主体材料基本不会超标，大理石基本不会超标，花岗岩要注意，颜色艳丽的一般都会超标，如孔雀绿，印度红等，地板砖要注意一下，釉面材料含硅酸锆，这种材料放射性很强，厂家没控制好配料的话就会超标，买的时候最好看一下检测报告，这可是家里常年接触的。在国家标准范围内的放射性对人体的伤害可以忽略不计，正常环境的累积计量（包括接触的建材、宇宙射线等）对人的伤害是可以忽略的，当然也是不可避免的。
地板砖等若想我帮你检测一下的话可以寄1000克左右的样品给我，免费给你测一下，至于空气中的氡气（主要为α射性，据说除香烟而外肺癌的主要诱因），甲醛，苯，氨，TVOC等就只有找当地的技术监督局或质检所了。

㈧ 环境放射性辐射源

人类生存环境中放射性辐射的来源，主要有天然辐射和人工辐射。天然辐射源中有宇宙射线和岩石中天然放射性核素产生的放射性辐射。

（一）宇宙射线的辐射

来自星际空间的宇宙射线，其主要成分是高能质子；能谱宽度，1～10¹⁴MeV，主要为300MeV左右。其组成中约10%的⁴He离子及少量重粒子，以及电子、光子、中微子。它们进入地球大气层后，通过高能散裂反应产生大量次级粒子（见表2-4-1），是引起照射剂量的主要成分。

太阳为一个热核反应体，正常期间发射低能粒子；但在磁场扰动下会产生高能粒子，能量大约为1～100 MeV。在这期间，太阳粒子的注量率可能超过宇宙射线的注量率；但大部分不能穿过地球磁场，对低层大气几乎没有影响。

由于地球磁场作用，约束宇宙射线中的电子和质子绕地球运行，在10～50 km高空形成两个辐射带。在20 km以内的称内辐射带，主要是能量为几百兆电子伏以下的质子，注量率峰值在40MeV附近（在10 km高空）。在20 km高空以外的称外辐射带，主要是高能电子和少量α粒子，以及0.1～0.5 MeV能量的质子。这样高度的辐射带对航天飞行有较大影响。

宇宙射线照射对人类造成的剂量，与海拔、纬度和屏蔽体（建筑物）有关。根据海平面上空大气中宇宙射线的直接电离成分（带电粒子）的平均电离值约2.1离子对cm^-3·s^-1，因为空气中形成一对离子需要能量为33.85eV，则相应的空气吸收剂量率为3.2×10^-8nGy·h^-1。空气吸收剂量率与高度关系如图9-1-1所示。在太阳活动高峰期，海拔10 km处，空气吸收剂量率降低10%左右；在海平面上，也有变化。中子成分对地面部分所致剂量率比较低。

由于地磁场的作用，致使宇宙射线中带电粒子穿越大气受到影响，到达两极的多于赤道地区。

图9-1-1 地磁北纬50°处宇宙射线空气吸收剂量与高度关系

建筑物对宇宙射线的屏蔽作用与材质有关。对带电粒子，木板房屏蔽因子为0.96，混凝土建筑为0.42。对中子屏蔽不明显。

根据上述纬度和高度估算宇宙射线在地平面上产生的人口加权平均年有效剂量率为380μSv。

（二）宇宙射线产生的放射性核素

宇宙射线与地球物质作用的各种核反应，生成多种放射性核素（见表2-4-2）。其中对人类照射剂量贡献显著的有³H、⁷Be、¹⁴C和²²Na，主要是通过食物链进入人体，形成内照射，年剂量估算如表9-1-1所列。总计约12.2μSv·a^-1。

表9-1-1 成人年食入量及有效剂量

（三）地表天然放射性核素的辐射

地表天然放射性核素主要是铀系、钍系和锕铀系（见图1-1-1），以及⁴⁰K、⁸⁷Rb等（见表3-1-1）。

1.天然放射性核素的外照射剂量

天然核素在自然界分布广泛，岩石、土壤、水体、大气以及生物体内都有不同的含量。近几十年来世界许多国家，对全国进行了陆地伽马空气吸收剂量率测量。主要根据铀（镭）、钍、钾在土壤中的比活度（Bq·kg^-1）计算γ射线的空气吸收剂量率。

在测量地表γ辐射剂量率时，把地表看成是2π、核素均匀分布的无穷大辐射源。根据土壤中镭、钍、钾的比活度，计算1m高处γ射线照射剂量率（R），并考虑到镭、钍、钾放出γ射线的相对能量，按下式进行计算：

核辐射场与放射性勘查

式中：Q_Ra、Q_Th、Q_K分别为土壤中²²⁶Ra、²³²Th、⁴⁰K的比活度，Bq·kg^-1；K_Ra、K_Th、K_K为剂量转换因子，单位为（nGy·h^-1）/（Bq·kg^-1），其中K_Ra=0.430（nGy·h^-1）/（Bq·kg^-1），K_Th=0.665（nGy·h^-1）/（Bq·kg^-1），K_K=0.0423（nGy·h^-1）/（Bq·kg^-1 ）；为1 m高处土壤γ辐射剂量率，nGy·h^-1。

根据地表土壤中主要天然核素的比活度，可以计算1m高处空气吸收剂量率（表9-1-2）。平均剂量率中国为72nGy·h^-1；美国为55nGy·h^-1。

表9-1-2 土壤中天然核素引起的空气吸收剂量率

2.天然放射性核素的内照射剂量

钾是生命必须元素，经食物链进入人体；受人体平衡机制调节，有严格的量的控制。成人每千克体重含钾量1.8g；⁴⁰K占钾的0.0119%，则成人体内⁴⁰K的平均活度为55Bq·kg^-1，造成内照射的年有效剂量为165μSv（儿童为185μSv）。

²³⁸U和²³²Th也可以通过食入途径进入人体，量甚微，总计年有效剂量不超过10μSv。

氡（²²²Rn+²²⁰Rn）为惰性气体，容易被人吸入；对人造成的内照射剂量，主要来自短寿命子体。被吸入后沉积在呼吸道内，对支气管上皮造成照射。相比之下，子体造成的剂量要大得多。

空气中氡（²²²Rn+²²⁰Rn）短寿命子浓度常用Bq·m^-3表示。为了给出子体能量概念，常用单位体积空气中所含子体全部衰变完［即²²²Rn衰变至²¹⁰Pb，²²⁰Rn衰变至²⁰⁸Pb（见图1-1-1）］，所有子体释放的α粒子总能量表示，称潜能浓度，单位为MeV·m^-3。

根据计算，1Bq的²²²Rn，其衰变子体与之达到放射平衡时子体衰变释放的α粒子总能量为3.5×10⁴MeV；²²⁰Rn为4.7×10⁵MeV。可见沉积在体内的氡及其子体的内照射剂量远大于氡（²²²Rn+²²⁰Rn）气本身。根据室内外空气中氡（²²²Rn+²²⁰Rn）及子体的平均浓度计算的年有效剂量率，列于表9-1-3。²²²Rn和²²⁰Rn两项之和比天然γ射线照射产生的剂量（表9-1-2）大很多。

表9-1-3 室内外²²²Rn和²²⁰Rn及子体产生的年有效剂量

（四）矿产开采和选冶

矿产开采中，除了铀矿之外，煤、石油、磷灰石和地热都是放射性元素含量较高的矿产。矿产开采破坏了放射性元素的自然循环和迁移，加大了人和生物的照射剂量。

煤全球年开采量35×10⁸ t左右，中国占一半。形成总的辐射量很难估计。根据联合国辐射效应委员会（UASCEAR）的统计：一个每天燃煤10 t的小热电厂，向大气释放的²³⁸U活度达1850 kBq。一个1000MW的热电厂，每年排放粉煤灰5×10⁵ t，其中1.4×10⁵ t排入大气。根据印度阿里格尔穆斯卢姆大学用裂变径迹法对两家电厂的煤、炉碴和飞灰中的铀含量进行测定：燃煤中铀平均含量为17.1×10^-6（eU），炉碴为25.7×10^-6（eU），而飞灰为29.1×10^-6（eU）。那么一个1000MW热电厂，燃煤排放的铀一年达14.5 t，其中4 t排入大气。造成全球人均年剂量约8μSv。

磷酸盐矿物是化肥原料，全球每年使用磷肥3000×10⁴ t（P₂O₅），是可迁移镭的来源之一。磷肥中²³⁸U和²²⁶Ra的比活度平均为4000Bq·kg^-1和1000Bq·kg^-1（P₂O₅），对全球人均造成剂量为2μSv/a。

铀矿开采，产生的废石、废渣、尾矿、废水，造成放射性核素包括氡大量析出。铀矿地浸开采，虽然免除了矿石外露，其最大污染是注入浸液和溶解的放射性物质进入地下水，转入食物链。

建筑材料中放射性核素含量较高的花岗岩和蚀变粘土制成的地砖等大量进入城市，进入家庭，造成局部剂量增加。

天然放射性核素所造成的年平均辐射剂量估算列于表9-1-4。

表9-1-4 天然辐射源所致年平均辐射剂量（UNSCER，2000）

（五）人工放射性辐射

人工放射性核素污染来源于核武器实验、核能生产反应堆运行、固体核废物处置和放射性同位素应用与核事故等。

核爆炸试验的能量主要是²³⁵U和²³⁹Pu的链式裂变反应以及氘、氚的聚合反应。大气核爆炸后的裂变产物经高温气化，上升扩散；其中的气态物质迅速冷凝成各种气溶胶颗粒，具有很高的放射性比活度。大颗粒在几百千米范围内沉降；较小颗粒在空中停留较长时间后在更大范围沉降；更小的颗粒进入对流层随大气环流，在同一半球同一纬度范围沉降；微小的颗粒在世界范围沉降。

放射性核素在平流层停留时间可能很长，⁹⁰Sr可以停留1a，¹⁴C更长。

在核爆炸区之外造成公众外照射的主要是中长寿命核素。造成内照射的包括吸入的大气中的微粒和食入放射性污染的食物和水。美国内华达试验场1951～1956年进行过百次核爆炸，场址周围儿童甲状腺剂量高达1Gy。

固体放射性废物处置前的气态或液态流出物中³H、¹⁴C、⁸⁵Kr和¹³¹I易于迁移和弥散在全球，甚至在几千万年内对公众造成照射。埋入地下的固体废物（深层或浅层）主要危险是被地下水浸出而迁移。

1964年以²³⁸Pu为动力的SNAP-9A卫星重返大气层时炸毁，约600TBq的放射性核素散入平流层中。

表9-1-5所列为各类人工辐射源的释放核素造成公众集体有效剂量的估计量。

表9-1-5 人工辐射源放射性核素释放量及所致集体有效剂量

㈨ 放射性废物处置

放射性废物是来自放射性物质研究和生产过程中产生的废弃物。这些废物有气体、液体和固体。主要包括：①沾有放射性物质的用品和工具以及试验用的动、植物遗体；②铀矿山的矸石和尾矿；③核电站的放射性废物和乏燃料(核燃料的发电效率降低以后,剩余的高放射性物质称为“乏燃料”)等高放射性废物。

现代核工业的发展,给国防建设和经济建设提供了强大的动力。但同时,在核工业运行的每一步都可能产生永久性废弃物。现以发电量为1GW的压水型反应堆为例,说明从铀矿开采到反应堆发电所产生的放射性废物。

首先,铀矿开采和水冶中将产生的废石、尾矿、废水,其放射性相对低一些；其次在铀矿的湿法转化和氟化及扩散法浓缩过程中会产生低放射性的含²²⁶Ra和²³⁴Th的废液(镭不具有发电能力,所以在进入工厂进行铀的制备前后,镭必须作为“杂质”去除),UO₂燃烧制造中能产生20m³左右的固体废物；在压水堆电站生产中,包括洗衣房去污废水、树脂、过滤器芯子、滤渣和蒸残渣液、控制棒和其他低放固体废物等大约有3300m³的固体和液体废料。但主要核燃料产生的高放射性废料不多,这是因为乏燃料可以通过“后处理”工艺,使乏燃料“再生”,再次投入反应堆发电(见图0-1),这时仅需少量的补充即可提高它的发电效率。最后,在后处理工艺中的脱壳废物、废液等低、中、高放射性废物等也有2000m³以上。

我国现已运行的核电机组14个(见表0-1),现有装机容量达到1.13×10⁸kW在建核电机组26个,将建成核电容量2.87×10⁸kW。预计到2020年后每年将从反应堆卸出1000t乏燃料,其中残余的铀和钚回收后,即为待处理的高放射性废物。这些废物比起煤燃烧生成的粉尘和CO₂及汽油燃烧等生成有害气体来说,它的数量是很少的。

由项目一可知,放射性物质的放射性不受温度、压力、是否为化合物等物理化学条件的制约。也就是说,放射性物质不会像其他污染物那样通过焚烧、净化等普通手段而改变其放射性,尤其是其中的长寿命子体,即使把它烧成熔融体,也不可能改变其放射性。这就为放射性废物处理带来极大的困难。因此放射性废物必须采用专用方法处理。

放射性废物由于来源不同,其组成、性质和放射性水平差别很大。因此,处置和处理方法也应该不同。放射性废物分类没有统一的分类体系,主要考虑放射性比活度或放射性浓度、核素的半衰期及毒性等。我国参照国际上的基本分类原则,制定了GB9133放射性废物分类标准。其中固体废物分为超铀废物和非超铀废物。

(一)中低放射性废物处置

铀矿的开采方式有地下挖掘、露天开采和地下地浸三种。地浸就是将酸性溶液通过钻孔灌入地下溶解铀,再抽出溶液,达到采铀的目的。该方法的优点是成本低,污染主要在地下,应该严格控制灌入地下酸性溶液的数量。露天开采铀矿石剥离的废石量很大,这些废石或多或少都含有放射性物质。对于这些废石的处理办法是就地回填掩埋,然后覆土造田或植树造林。

一般每采出1t矿石,要从地下带出1～6t的矸石。目前我国堆积的铀矿山废石总量约2.8×10⁷t,占地2.5×10⁶m²。这些都属于低放射性废物,含铀量(1～3)×10^－4,比一般土壤高4～6倍；其表面氡的析出率为(7～200)×10^－2Bq/(m²·s),比地面高5～7倍。它们不断向大气排放氡和细粒状颗粒物。根据放射性废物分类标准,这些大多数处于低放射性废物标准的下限,按规定不算放射性废物,但应该作为特殊废弃物妥善保管。即对放射性比活度在(2～7)×10⁴Bq/kg的废石和尾矿应筑坝存放。超过上述放射性水平的应建库保存或回填矿井采空区。其他金属矿产(如锡矿)与放射性矿产共生的矿山废渣、尾矿等也参照上述放射性矿山的废弃物处置办法执行。

我国选矿产生的尾矿累计已有数千万吨。尾矿处置的关键在于尾矿库的选址和尾矿坝的建设,应该保证底不渗漏,坝(堤)不垮塌,不产生灾难性的事故,氡的析出率要低。一般要求稳定期至少保持100a,至少20a不维修,覆盖尾矿后氡的析出率平均不超过0.75Bq/(m²·h),地下水中放射性核素不超过国家规定。并且在其上部覆盖黄土1～1.5m,再植树造林或种草。

放射性研究、应用和生产中的低放射性废物虽然量少但比活度大,尤其是核电站产生的中低放射性废物,包括受污染的废弃设备、化学试剂、树脂、过滤器芯子、防护品及其他杂物等。通常对废液体进行蒸发收取残渣,对固体进行焚烧、压缩缩小体积,然后装入容器进行地下深埋(储存于近地表的土壤层中),称之为地层处理。

地层埋藏固体中低放射性废物地段称为处置场。处置场可以设置若干个单元,每个单元之间是分离的,可以是地上坟堆式或地下壕沟式的,如图7-1所示。要有地表排水系统、渗滤液收集系统、检测井和覆盖层,这些设施均应满足环保要求。

图7-1 低放射性固体废物处置单元剖面图

按照我国《低中放射性固体废物的浅地层处置规定》(GB9132—88)要求,浅地层是指50m深度以上的地层。例如,应在300～500a内,埋藏的放射性物质不向外环境中扩散,对公众个人的年有效剂量当量不大于0.25mSv。

处置场的选择,首先是进行区域地质调查,主要是地质稳定性调查,包括地震的可能性、地质构造、工程地质、水文地质及气象条件和经济、人文社会条件的调查。然后进行试验性测试,确定是否符合建厂要求。

对进入处置场的废物有严格的监督检验。放射性废物半衰期应小于30a；比活度小于3.7×10¹⁰Bq/kg；不产生有毒气体,不腐蚀,不爆炸,包装要有足够的机械强度,符合规定的体积等。

处置场按照设计进行埋藏,达到负荷后进行关闭。处置场在运行和关闭的相当长的时间内都要进行定期的监督、管理,保证环境安全。

(二)高放射性废物的深地质处理

高放射性废物主要是指乏燃料的后处理过程中产生的高放射性废物及其固化体,其中含有99%以上的铀裂变产物和超铀元素。这些元素比活度高、释放热量的能力较强、半衰期长、生物毒性大、成分复杂,处理的思路是必须将这些最危险的废物封闭起来,使之永远与人类的生存环境长期的严格地隔离起来,使其衰变降到无害程度。过去有人提出过多种处置办法,如宇宙处置、冰川处置、深海处置、岩浆熔融处置等；也有人提出分离与嬗变处置,即将高放射性物质中的超铀元素分离出来,送入反应堆或加速器照射,使长寿命的子体和有毒子体分解,降低它的半衰期和毒性以后与短寿命子体一起进行简单处理。以上的这些处理方法都因这样那样的问题而使处理成本太高或不安全。比如太空处理,要把它放在不落回地面的宇宙中,其处理成本必然很高；放在据地面500km以内的低空时,要维持其不落回地面的成本更高,一旦让它落回地面必将造成很大的生态灾难(回到地面时会与空气剧烈摩擦而变为高放射性尘埃)；又如深海处置是否会对海洋生态(鱼类资源)造成损害等也是个很棘手的问题,回旋加速器处理方案成本很高,并且仍不安全。

在国际上普遍被接受的可行性最终处置方案是深地质处置,即把高放射性物质深埋在地下400～1000m的地质体中,使之永远与人类的生存环境隔离。埋藏高放射性废物的地下工程称为高放射性物质处置库。处置库采用多重屏障系统设计。一般废物先用玻璃固化后,装入储存罐中,入库后外面充填缓冲材料(一般采用膨润土)。处置地层主要考虑结构稳定的不透水层,如美国选择凝灰岩,德国选择岩盐,大多数国家选择花岗岩,但比利时因国土面积所限只能选择黏土岩。

处置库的寿命至少要1×10⁴a。这种处置是一个复杂的实施过程。迄今为止,世界范围内尚未建成一座地下处置库。处置库仍然处于研究阶段,主要是进行岩石受热机械性能研究、核素迁移研究、固化体浸出研究等。

我国高放射性深地质处置从1985年开始选址研究,已有近30a时间。这些研究属于未来高科技研究的热门研究,主要进行区域地质调查、水文地质调查和地球物理调查。国家计划在西北地区的花岗岩中建设处置库,很可能选择在沙漠地区的地下,因为这里地广人稀,放在地下1000m处就可以远离人类的生存环境,不会对公众的生存环境造成危害。

我国计划在2015年完成预选,确定地下实验室场址；2035年建设地下实验室,进行现场实验研究,以后择机建设处置库。