[科普中國(guó)]-中低放固化

放射性廢物根據(jù)放射性水平可分為：低放廢物、中放廢物、高放廢物。放射性廢物固化是使氣態(tài)、液態(tài)或固體廢物轉(zhuǎn)變?yōu)樾阅苤笜?biāo)滿足處置要求的整塊性固化體。其目的是形成一種適于裝卸、運(yùn)輸和暫存，性能滿足處置要求的物體。

中低放固化即指使用固化技術(shù)對(duì)低水平、中等水平的放射性廢物進(jìn)行固化。

放射性廢物固化是一個(gè)放射性廢物中添加固化劑，使其轉(zhuǎn)變?yōu)椴豢闪鲃?dòng)固體或形成緊密固體的過(guò)程，如放射性蒸發(fā)殘?jiān)?、泥漿和廢樹脂等濕固體和焚燒爐灰等干固體，都是彌散性物質(zhì)，需要固化處理。通常固化的途徑是將放射性核素通過(guò)化學(xué)轉(zhuǎn)變，引入到某種穩(wěn)定固體物質(zhì)的晶格中去，或者通過(guò)物理過(guò)程把放射性核素直接摻入到惰性基材中。已開發(fā)的廢物固化的方法很多，有水泥固化、瀝青固化、聚合物固化、玻璃固化、人造巖石固化等等。使用最多的是水泥固化，最有發(fā)展前景的是玻璃固化。

中低放固化定義一般情況下是指，中低放廢液經(jīng)過(guò)濃縮處理成體積小、比活度高的濃縮物后，再進(jìn)一步將濃縮物轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的固化形式的過(guò)程，這個(gè)被稱為中低放固化1。

必要性中、低水平放射性液體體積相當(dāng)大，不適于直接貯存，需要采取各種方法減少放射性廢液的的體積。濃縮物，如何化學(xué)沉淀泥漿、蒸發(fā)濃縮液以及廢樹脂、吸附劑等，一般處于半流動(dòng)狀態(tài)，應(yīng)再轉(zhuǎn)化成穩(wěn)定固化體后貯存。

固化要求固化體需要具有減容比大、浸出率低、耐腐蝕、抗壓等性能要求。具體來(lái)說(shuō)，固化體應(yīng)具有盡可能好的化學(xué)穩(wěn)定性（尤其是低的浸出率）、機(jī)械穩(wěn)定性、熱穩(wěn)定性和輻照穩(wěn)定性。此外，固化方法應(yīng)使廢物包容量高，固化基材與廢物組分相容性好和工藝簡(jiǎn)單，處理費(fèi)用低。

固化方法目前研究比較多的中低放廢液固化方法有瀝青固化、水泥固化、塑料固化、聚合物浸漬混凝土技術(shù)等。

分類按固化基材分為三種：

①放射性廢物水泥固化（見水泥），它最早投入工業(yè)規(guī)模應(yīng)用，其工藝和設(shè)備簡(jiǎn)單，處理費(fèi)用低，但固化體浸出率較高，只適合于處理放射性水平較低的廢物；

②放射性廢物瀝青固化，已用于工業(yè)，固化體穩(wěn)定性好，但工藝和設(shè)備復(fù)雜，適用于處理放射性水平較高的廢物；

③放射性廢物塑料固化，適于處理中、低放射性水平的廢物，是晚于前兩種方法的一種新的方法。

優(yōu)缺點(diǎn)瀝青固化比水泥固化減容比大、浸出率低，缺點(diǎn)是有硝酸鹽和亞硝酸鹽等氧化劑存在下會(huì)增加瀝青燃燒的危險(xiǎn)。水泥固化的工藝簡(jiǎn)單、費(fèi)用低廉，但其固化體的浸出率高，減容比小。

為了改善水泥產(chǎn)品的性能，降低其浸出率，可浸漬混凝土技術(shù)或在固化過(guò)程中加入膨潤(rùn)土、銫榴石、蛭、沸石等添加劑，以利于固滯放射性浸出。對(duì)核電站的廢有機(jī)樹脂采用塑料固化的研究取得了較好的進(jìn)展1。

本詞條內(nèi)容貢獻(xiàn)者為:

李煒煒 - 高級(jí)工程師 - 環(huán)境保護(hù)部核與輻射安全中心