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摘 要:核电站是利用核裂变或者核聚变产生的能量产生电能的发电厂,使用的燃料一般是具有辐射性的金属:铀、钚,因此无论是核电厂的设计还是投入使用后的运行过程中,为了保护核电厂工作人员和周围居民的健康安全,需要对核电厂的辐射防护和三废处理进行重点的设计和管理。
关键词:核电厂;辐射防护;三废管理;
文章编号:1674-3520(2015)-07-00-01
随着我国经济的不断发展,对于电能的需求的不断扩大,我国加快了核电等清洁能源的建设力度,随之而来的是核电厂管理的综合问题,无论是辐射防护管理还是其三废处理的水平都急需提高。核电厂的辐射防护是为了保证核电厂工作的环境以及周围环境的安全,这也是核电站在设计、建造以及最终的运行阶段的基本原则,从设备和措施上提高防护的质量,从而确保核电站在正常运作的同时保证一定的安全性。
一、核电厂辐射防护的基本原则和方法
核电厂根据热源类型的不同一般有压水堆、沸水堆和重水堆,其中核辐射的主要来源分两类。一种是来至于安全壳内部,主要是高能中子和热中子、活性区和结构材料内产生的γ射线、冷却剂内的氧俘获中子。另一种是来至于安全壳外,主要是化学和溶剂系统、硼回收系统等回路辅助系统产生的辐射,三废处理系统的设备和管道产生的辐射等。因此对于核电厂辐射的防护要根据辐射源的不同区别对待。其中辐射防护的主要原则是:1、防治有害的非随机性效应,并且有效的降低随机效应的发生率,使其达到安全的水平;2、在必须面临核电厂辐射的时候必须有正当的理由,并且保护核电厂的工作人员和周围的居民避免一切不必要的核辐射照射;3、辐射防护的工作应该是最优化的;4、对可能实受到辐射照射的个人,实行计量限制制度。
外辐射防护的基本办法:时间防护、距离防护和屏蔽防护。其中核电厂对于射线的屏蔽分类为:1、对于反应堆产生的辐射进行的第一道屏障;2、为了防治冷却剂本身所含的核素的活化产物的衰变射线的第二次屏障;3、三废处理系统的设备和管道的屏障;4、核原料运输、装载、储存的工艺运输的屏障。其中一次屏障的作用是为了削弱来自堆芯的辐射,使得一次屏障的表面计量保持在回路中放射出来的伽马射线的计量水平相同,主要的组成部分为围板、反射层、吊篮、热屏蔽和中子屏蔽垫、压力容器以及压力容器周围生物屏蔽等。二次屏蔽的主要作用是屏蔽来自主冷却剂的辐射,并作为第一次屏蔽的辅助手段继续屏蔽第一次屏蔽中泄露出来的中子和γ辐射的强度,二次屏蔽的主要组成是普通的钢筋混凝土结构,主要屏蔽的项目是一回路系统中的蒸汽发生器、主泵、稳压器等设备。辅助屏蔽系统的主要作用是防护来自化学容积控制系统、停堆冷却系统、三废处理等辅助系统的辐射源,并且根据主冷却剂内的长寿期裂变产物以及腐蚀产物来决定辅助屏蔽系统的厚度。而工艺运输屏蔽则是以针对放射性原料的运输和操作过程来开展的,具体的内容主要有乏燃料元件的更换、运输、貯存等过程需要的屏蔽措施。
二、核电厂三废管理
(一)三废的来源
首先是废液,废液的主要来源有:1、一回路排出的还没有被空气污染的,含氢和裂变产物的反应堆冷却剂的废液,这部分需要经过RPE系统手机并送往硼回收系统(TEP),并且被一回路循环使用;2、来自工艺排水、地面排水和化学废液等的不可重复利用的废液;3、公用废液,这部分是指淋浴、洗涤和热加工车间使用去污剂去污处理的废水,这些废水一般也具有一定的辐射,但是通常较弱。其次是废气,废气的主要有两类。一种是含氢废气,一般来至于哪些由稳压器泄压箱、化容系统、河道排气和输水系统的冷却剂排水箱以及硼回收系统的前置储存箱排除的气体,这些气体一般都含有氢气或者裂变气体,因此必须经过处理;另一类是含氧的废气,这种废气一般来之反应堆和大气相通的各种贮水设备以及反应堆厂房通风系统。最后是固体废弃物,固体废弃物的主要来源是放射性污染物,比如沾染了放射性材料的工具、衣物、气体过滤器以及现场使用过的某些防护产品等,除此以外还有很多化学和溶剂控制系统在运行过程中产生的固体废料等。
(二)三废处理的原则和方法
三废处理的主要原则是将污染物以及污染的范围控制在最小的范围内,所有的可能受到污染的期间都要采取一定的防腐措施,而且要确保其具备良好的密封性,以避免放射性冷却剂的泄露事故。对可能泄露的零件和环节,要设置引漏措施,最大化的减少三废可能造成的安全问题。其次是对于冷却剂净化系统和硼回收系统,要对净化处理过的物质能够做到最大化的重复利用。最后也是最关键的一点就是设置专门的三废处理系统,彻底的把三废中的放射性水平降低到国家制定的标准。
(三)三废管理的原则
对于核电厂三废管理的原则首先要做到从源头控制,对于核电燃料的制造质量和运行期间包壳的完整性,在运行过程中需要尽可能的减少安全事故导致的大面积检修,从而降低了废物的产生,其次是对于三废产生的根源能够做到辐射的过滤工作,最大化的减少三废中的放射性。其次是纵深防御的原则,实际上就是各种屏障的保护过程中需要用到的材料和设备,提高三废处理过程中设备的安全性和科学性,从过程中提高三废的管理水平。分类收集的原则,分类收集要根据实际的工艺水平出发,将三废能够做到分类的收集工作,有效的减少废物的排放量,对于分类收集废气、废液、固体废料做到分类的处理。持续改进的原则,在三废管理的实际工作中,面临更新的需要和世界上同类处理技术的提高,要在三废管理的工作中,做到及时的学习新技术,及时的更新三废处理的设备和先进的管理概念。当前中国,加速发展核电厂是非常有必要的,是满足日益扩大的能源需求的现实途径,对于解决我国当前能源危机有着非常实际的作用,因此加强辐射防护和三废管理的水平也是有着一定的现实意义的,能够为我国全面建设核电站提供技术基础,使得核电站不仅能够安全高效的运作,也能减少对于环境的危害。
参考文献:
[1]吴美景,徐宏明,姜建其等.秦山核电厂十年辐射防护与三废管理[C].//中国核学会2001学术年会论文集.2001:667-670.
[2]祁昌明.秦山第二核电厂放射性废物管理进展[J].辐射防护通讯,2007,27(1):13-17.DOI:10.3969/j.issn.1004-6356.2007.01.003.
[3]马宝成,邱小平,叶永东等.核电厂放射性固体废物处理[J].南华大学学报(自然科学版),2010,24(1):17-20.DOI:10.3969/j.issn.1673-0062.2010.01.005.
关键词:核电厂;辐射防护;三废管理;
文章编号:1674-3520(2015)-07-00-01
随着我国经济的不断发展,对于电能的需求的不断扩大,我国加快了核电等清洁能源的建设力度,随之而来的是核电厂管理的综合问题,无论是辐射防护管理还是其三废处理的水平都急需提高。核电厂的辐射防护是为了保证核电厂工作的环境以及周围环境的安全,这也是核电站在设计、建造以及最终的运行阶段的基本原则,从设备和措施上提高防护的质量,从而确保核电站在正常运作的同时保证一定的安全性。
一、核电厂辐射防护的基本原则和方法
核电厂根据热源类型的不同一般有压水堆、沸水堆和重水堆,其中核辐射的主要来源分两类。一种是来至于安全壳内部,主要是高能中子和热中子、活性区和结构材料内产生的γ射线、冷却剂内的氧俘获中子。另一种是来至于安全壳外,主要是化学和溶剂系统、硼回收系统等回路辅助系统产生的辐射,三废处理系统的设备和管道产生的辐射等。因此对于核电厂辐射的防护要根据辐射源的不同区别对待。其中辐射防护的主要原则是:1、防治有害的非随机性效应,并且有效的降低随机效应的发生率,使其达到安全的水平;2、在必须面临核电厂辐射的时候必须有正当的理由,并且保护核电厂的工作人员和周围的居民避免一切不必要的核辐射照射;3、辐射防护的工作应该是最优化的;4、对可能实受到辐射照射的个人,实行计量限制制度。
外辐射防护的基本办法:时间防护、距离防护和屏蔽防护。其中核电厂对于射线的屏蔽分类为:1、对于反应堆产生的辐射进行的第一道屏障;2、为了防治冷却剂本身所含的核素的活化产物的衰变射线的第二次屏障;3、三废处理系统的设备和管道的屏障;4、核原料运输、装载、储存的工艺运输的屏障。其中一次屏障的作用是为了削弱来自堆芯的辐射,使得一次屏障的表面计量保持在回路中放射出来的伽马射线的计量水平相同,主要的组成部分为围板、反射层、吊篮、热屏蔽和中子屏蔽垫、压力容器以及压力容器周围生物屏蔽等。二次屏蔽的主要作用是屏蔽来自主冷却剂的辐射,并作为第一次屏蔽的辅助手段继续屏蔽第一次屏蔽中泄露出来的中子和γ辐射的强度,二次屏蔽的主要组成是普通的钢筋混凝土结构,主要屏蔽的项目是一回路系统中的蒸汽发生器、主泵、稳压器等设备。辅助屏蔽系统的主要作用是防护来自化学容积控制系统、停堆冷却系统、三废处理等辅助系统的辐射源,并且根据主冷却剂内的长寿期裂变产物以及腐蚀产物来决定辅助屏蔽系统的厚度。而工艺运输屏蔽则是以针对放射性原料的运输和操作过程来开展的,具体的内容主要有乏燃料元件的更换、运输、貯存等过程需要的屏蔽措施。
二、核电厂三废管理
(一)三废的来源
首先是废液,废液的主要来源有:1、一回路排出的还没有被空气污染的,含氢和裂变产物的反应堆冷却剂的废液,这部分需要经过RPE系统手机并送往硼回收系统(TEP),并且被一回路循环使用;2、来自工艺排水、地面排水和化学废液等的不可重复利用的废液;3、公用废液,这部分是指淋浴、洗涤和热加工车间使用去污剂去污处理的废水,这些废水一般也具有一定的辐射,但是通常较弱。其次是废气,废气的主要有两类。一种是含氢废气,一般来至于哪些由稳压器泄压箱、化容系统、河道排气和输水系统的冷却剂排水箱以及硼回收系统的前置储存箱排除的气体,这些气体一般都含有氢气或者裂变气体,因此必须经过处理;另一类是含氧的废气,这种废气一般来之反应堆和大气相通的各种贮水设备以及反应堆厂房通风系统。最后是固体废弃物,固体废弃物的主要来源是放射性污染物,比如沾染了放射性材料的工具、衣物、气体过滤器以及现场使用过的某些防护产品等,除此以外还有很多化学和溶剂控制系统在运行过程中产生的固体废料等。
(二)三废处理的原则和方法
三废处理的主要原则是将污染物以及污染的范围控制在最小的范围内,所有的可能受到污染的期间都要采取一定的防腐措施,而且要确保其具备良好的密封性,以避免放射性冷却剂的泄露事故。对可能泄露的零件和环节,要设置引漏措施,最大化的减少三废可能造成的安全问题。其次是对于冷却剂净化系统和硼回收系统,要对净化处理过的物质能够做到最大化的重复利用。最后也是最关键的一点就是设置专门的三废处理系统,彻底的把三废中的放射性水平降低到国家制定的标准。
(三)三废管理的原则
对于核电厂三废管理的原则首先要做到从源头控制,对于核电燃料的制造质量和运行期间包壳的完整性,在运行过程中需要尽可能的减少安全事故导致的大面积检修,从而降低了废物的产生,其次是对于三废产生的根源能够做到辐射的过滤工作,最大化的减少三废中的放射性。其次是纵深防御的原则,实际上就是各种屏障的保护过程中需要用到的材料和设备,提高三废处理过程中设备的安全性和科学性,从过程中提高三废的管理水平。分类收集的原则,分类收集要根据实际的工艺水平出发,将三废能够做到分类的收集工作,有效的减少废物的排放量,对于分类收集废气、废液、固体废料做到分类的处理。持续改进的原则,在三废管理的实际工作中,面临更新的需要和世界上同类处理技术的提高,要在三废管理的工作中,做到及时的学习新技术,及时的更新三废处理的设备和先进的管理概念。当前中国,加速发展核电厂是非常有必要的,是满足日益扩大的能源需求的现实途径,对于解决我国当前能源危机有着非常实际的作用,因此加强辐射防护和三废管理的水平也是有着一定的现实意义的,能够为我国全面建设核电站提供技术基础,使得核电站不仅能够安全高效的运作,也能减少对于环境的危害。
参考文献:
[1]吴美景,徐宏明,姜建其等.秦山核电厂十年辐射防护与三废管理[C].//中国核学会2001学术年会论文集.2001:667-670.
[2]祁昌明.秦山第二核电厂放射性废物管理进展[J].辐射防护通讯,2007,27(1):13-17.DOI:10.3969/j.issn.1004-6356.2007.01.003.
[3]马宝成,邱小平,叶永东等.核电厂放射性固体废物处理[J].南华大学学报(自然科学版),2010,24(1):17-20.DOI:10.3969/j.issn.1673-0062.2010.01.005.