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先进后处理技术研究进展
1
作者 张虎 林如山 +13 位作者 唐洪彬 乔璐 高子腾 罗方祥 肖松涛 王辉 刘方 于婷 王博 常志远 晏太红 何辉 郑卫芳 叶国安 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第9期1851-1869,共19页
本文系统综述了国内外核燃料后处理技术的最新进展,重点剖析了水法与干法后处理的技术特点、面临的挑战及未来发展趋势。水法后处理以Purex流程为核心技术,目前已实现工业化应用,但在处理高燃耗燃料时仍存在能力不足的问题,同时还面临... 本文系统综述了国内外核燃料后处理技术的最新进展,重点剖析了水法与干法后处理的技术特点、面临的挑战及未来发展趋势。水法后处理以Purex流程为核心技术,目前已实现工业化应用,但在处理高燃耗燃料时仍存在能力不足的问题,同时还面临溶剂辐解、废物最小化等技术挑战。干法后处理凭借耐辐照、适配快堆金属燃料等显著优势,成为当前的研究焦点。美国、俄罗斯、韩国、日本等国家已开展工程验证,相关技术成熟度已达到7级。在我国,水法后处理领域提出了新一代先进无盐二循环流程(APOR),该流程采用二甲基羟胺为还原剂,有效提升了钚分离的效率与安全性;同时在首端环节研发高温氧化挥发、激光剪切等技术,可实现氚的高效捕集及包壳的精准分离。干法后处理领域确定了熔盐电解技术路线,建立了主工艺概念流程,成功实施了铀钚物料的电解分离、蒸馏纯化、废盐处理等关键技术验证。未来需进一步增强技术对高燃耗燃料的适应性,推动APOR流程的工程化应用,加快干法后处理热实验及工程化设备研发进程,并积极探索人工智能在工艺优化中的应用,为我国“热堆-快堆-聚变堆”的核能“三步走”战略提供有力支撑。 展开更多
关键词 乏燃料 后处理 水法后处理 干法后处理 分离
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放射性废过滤器芯减容装置的研制
2
作者 徐卫 李欢 +2 位作者 阮佳晟 张禹 郑博文 《辐射防护》 北大核心 2025年第S1期52-56,共5页
针对废弃的放射性高效过滤器芯(以下简称废滤芯)处理需求,开发了两套废滤芯减容装置。第一套装置采取“整体破碎压缩”的工艺,对废过滤器进行整体破碎压缩处理,大幅减少了废物体积,为废物最小化提供了技术支持。鉴于过滤器在使用过程中... 针对废弃的放射性高效过滤器芯(以下简称废滤芯)处理需求,开发了两套废滤芯减容装置。第一套装置采取“整体破碎压缩”的工艺,对废过滤器进行整体破碎压缩处理,大幅减少了废物体积,为废物最小化提供了技术支持。鉴于过滤器在使用过程中,大部分带有放射性的粉尘和气溶胶被截留在过滤器的滤材(芯材)上,而金属壳体主要为表面轻度沾污,可通过去污实现解控再利用,在此基础上开发了第二套减容装置,对金属框架和芯材采取差异化的处理措施,采用“分离-压缩”的分步处理工艺,即先将芯材和金属框架分离,滤材通过压缩实现减容,而金属框架通过除胶、擦拭等工艺清洁外表面后进行解控或整备。芯壳分离再压缩式废滤芯减容装置能够实现对废滤芯的有效减容处理,且具有自动化程度高、减容效果好、辐射防护程度高等优势。 展开更多
关键词 高效过滤器芯 减容比 破碎 分离 压缩
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低中水平放射性废液水泥固化材料研究进展 被引量：1
3
作者 刘新凤 李春光 +3 位作者 刘龙成 姚志猛 刘振中 张生栋 《核科学与工程》 北大核心 2025年第1期176-184,共9页
核电的快速发展导致大量放射性废物产生,运行期间以低中水平放射性废液为主,对其进行经济高效固化是确保核电安全的关键。水泥固化成本低廉、工艺简单,已成为国内外公认应用最广泛的中低放废液固化方法。综述了水泥固化方法的理论基础,... 核电的快速发展导致大量放射性废物产生,运行期间以低中水平放射性废液为主,对其进行经济高效固化是确保核电安全的关键。水泥固化成本低廉、工艺简单,已成为国内外公认应用最广泛的中低放废液固化方法。综述了水泥固化方法的理论基础,探讨了核素稳定固化机制,对比了硅酸盐水泥、铝酸盐水泥、硫铝酸盐水泥和碱激发水泥4种水泥在处理放射性废液方面的优缺点,并分析了添加剂对水泥固化过程的影响。综合研究表明,开发新型水泥品种和添加剂是提升水泥固化方法经济性和高效性的主要途径,为核电低中放废液水泥固化技术的发展指明了方向。 展开更多
关键词 核电 低中放废液 水泥固化 水泥基材 添加剂
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氧化镨对高钠硼硅酸盐废物玻璃结构的作用及化学性能的影响 被引量：1
4
作者 张华 王长福 +3 位作者 贺诚 孙惠琳 毛潇梵 王志恒 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第8期1621-1629,共9页
随着反应堆乏燃料燃耗的升高,高放废液中镧系和锕系元素含量增多。本文针对高燃耗乏燃料高放废液中含量较高的氧化镨对高钠硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响进行研究。结果显示,在废物包容量10wt.%条件下,氧化镨添加量10wt.%的玻璃样品仍... 随着反应堆乏燃料燃耗的升高,高放废液中镧系和锕系元素含量增多。本文针对高燃耗乏燃料高放废液中含量较高的氧化镨对高钠硼硅酸盐玻璃结构和性能的影响进行研究。结果显示,在废物包容量10wt.%条件下,氧化镨添加量10wt.%的玻璃样品仍可维持均匀的玻璃无定形结构。拉曼分析结果显示,随着氧化镨的添加,1065 cm^(−1)附近的峰有向左偏移的趋势,玻璃结构Q^(3)占比出现减少趋势。^(29)Si固态核磁分析结果显示,随着废物添加量的增加和氧化镨的加入,Q^(4)和Q^(3)占比呈先减少后增加的趋势,同时Q^(2)和Q^(1)占比呈先增加后减少的趋势,表明废物添加量的增加和氧化镨的加入使得玻璃网络结构聚集度呈先降低后提高,氧化镨主要充当网络结构调节剂。化学稳定性测试结果显示,在废物包容量0wt.%条件下,随着氧化镨的加入,元素浸出率升高;在废物包容量10wt.%条件下,随着氧化镨的加入,元素浸出率逐步下降。表明废物包容量的增加和氧化镨的添加能够促进玻璃网络结构趋于聚集和稳定化,提高化学稳定性。 展开更多
关键词 高放废液 玻璃结构 氧化镨
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冷冻浓缩法处理含碘模拟放射性废液
5
作者 杜晓慧 苗彩霞 +6 位作者 张光辉 吕海雷 韩红臣 孙琦 初丽丽 吴杰 庞洪超 《核化学与放射化学》 北大核心 2025年第5期577-584,I0004,共9页
冷冻浓缩法是一种基于物理化学中的固液相平衡原理,在低温条件下实现物质浓缩及分离的水处理方法。含挥发性核素的放射性废液对人体健康威胁较大,研究其可行的处理方法具有重要意义。采用冷冻浓缩法处理含I^(-)的模拟放射性废液,建立了... 冷冻浓缩法是一种基于物理化学中的固液相平衡原理,在低温条件下实现物质浓缩及分离的水处理方法。含挥发性核素的放射性废液对人体健康威胁较大,研究其可行的处理方法具有重要意义。采用冷冻浓缩法处理含I^(-)的模拟放射性废液,建立了冷冻浓缩处理的过程模型,推导出对于特定冷冻温度和核素浓度的溶液,净化因子和浓缩减容比呈反比关系。研究了对处理效果的影响因素,探讨该方法工程化应用的可行性。结果表明:降低I^(-)浓度导致净化因子提高,对浓缩减容比影响不大;升高冷冻温度导致净化因子提高,浓缩减容比降低;缩短冷冻时间导致净化因子提高,浓缩减容比降低。通过多级冷冻方式,可以有效提高处理效果。对于I^(-)质量浓度为0.100 g/L的模拟放射性废液,在-6℃下进行三级冷冻浓缩处理,净化因子为108.69±9.80、浓缩减容比为5.81±0.48,同时该方法不产生二次废物。该方法可为处理含挥发性核素的放射性废液提供一种新的思路。 展开更多
关键词 挥发性核素 I^(-) 冷冻浓缩法 放射性废液 净化因子 浓缩减容比
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含铀洗消废水处理膜通量超声强化恢复研究
6
作者 郭丽潇 蒋可为 +2 位作者 李智强 武明亮 崔安熙 《辐射防护》 北大核心 2025年第3期279-284,共6页
针对含铀洗消废水表面活性剂含量高、含放射性、成分复杂等特点,采用超声强化膜分离技术处理含铀洗消废水,研究了超声波对陶瓷膜通量恢复的作用,及超声时间、超声频率、膜污染时间等因素对陶瓷膜通量的影响规律,并与传统的清洗技术进行... 针对含铀洗消废水表面活性剂含量高、含放射性、成分复杂等特点,采用超声强化膜分离技术处理含铀洗消废水,研究了超声波对陶瓷膜通量恢复的作用,及超声时间、超声频率、膜污染时间等因素对陶瓷膜通量的影响规律,并与传统的清洗技术进行了对比分析。研究结果表明,超声时间6 min、超声频率35 kHz时清洗效果较好。针对不同污染程度陶瓷膜通量可恢复至原通量的70%~95%,同时较普通冲洗技术有明显的优势,在较低浓度时超声清洗效果较水冲洗提升30%以上,较高浓度时仍可提升15%左右,膜通量可提升15%~30%。综上,超声强化陶瓷膜可以有效的进行含铀洗消废水的处理,可提升膜通量并降低膜污染,有较好的应用前景。 展开更多
关键词 超声 膜清洗 陶瓷膜 洗消废水 铀
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我国乏燃料后处理分析技术研发与应用
7
作者 左臣 张丽华 +1 位作者 常志远 叶国安 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第9期1898-1913,共16页
作为乏燃料后处理领域不可或缺的核心技术之一,后处理分析技术的研发与应用水平直接反映了我国在该领域的分析能力。本文旨在系统梳理和总结我国后处理分析技术的发展现状。在水法后处理分析方面,首先综述了我国在后处理分析方法上的研... 作为乏燃料后处理领域不可或缺的核心技术之一,后处理分析技术的研发与应用水平直接反映了我国在该领域的分析能力。本文旨在系统梳理和总结我国后处理分析技术的发展现状。在水法后处理分析方面,首先综述了我国在后处理分析方法上的研究成果及实际应用情况;其次,梳理了封闭式专用分析装置、自动分析装置、在线分析装置的研制历程与应用成效;同时,阐述了我国在后处理分析标准物质研制方面取得的进展。在干法后处理分析方面,由于分析样品的状态、组分与水法后处理存在显著差异,相关分析技术需进行针对性研发,本文对此类技术的研究进展进行了总结与分析。最后,结合当前发展现状,提出了我国后处理分析技术的优化改进路径及未来研究方向。 展开更多
关键词 乏燃料 后处理 分析技术
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中国原子能科学研究院高放废物处理处置技术研究进展
8
作者 谭盛恒 包良进 +4 位作者 张华 郄东生 周舵 商澄铭 鲜亮 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第9期1870-1883,共14页
高放废物处理处置是制约我国核能可持续发展的重要因素。中国原子能科学研究院(简称原子能院)放射性废物处理处置研究团队长期致力于高放废物固化处理技术和高放废物处置技术研究,本文主要介绍了研究团队近年来在高放废液玻璃固化、高... 高放废物处理处置是制约我国核能可持续发展的重要因素。中国原子能科学研究院(简称原子能院)放射性废物处理处置研究团队长期致力于高放废物固化处理技术和高放废物处置技术研究,本文主要介绍了研究团队近年来在高放废液玻璃固化、高放固体废物固化和高放废物深地质处置等领域取得的研究进展。在高放废液玻璃固化方面,自主化发展了两步法冷坩埚玻璃固化技术,完成了玻璃固化主工艺开发、关键设备研制和初步数字化模拟仿真,并针对不同高放废液源项开发了与之相适应的玻璃固化配方。在高放固体废物固化方面,自主化发展了针对干法后处理氯化物废盐的玻璃-陶瓷复合固化技术和针对干法后处理金属阳极泥的金属熔炼固化技术,目前已完成固化配方体系、制备工艺研究以及原理实验装置研制。在高放废物深地质处置方面,研发了多套核素迁移研究试验装置,建立了针对地下水中低浓核素的CE-ICP-MS形态分析方法,获得了各关键核素在不同模拟深地质处置环境下的吸附、扩散、弥散数据,并开发了核素在处置环境中迁移行为的初步预测模型。 展开更多
关键词 高放废物 玻璃固化 玻璃-陶瓷固化 处置化学 核素迁移
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模拟含氟放射性废液的地质聚合物固化配方
9
作者 张丽 何小平 +7 位作者 闫晓俊 郭喜良 席亚慧 韩旭 高凯 秦翔 樊丽阳 高超 《核化学与放射化学》 北大核心 2025年第1期58-67,I0003,共11页
采用地质聚合物固化技术处理钍基熔盐堆运行过程中产生的含氟放射性废液。以水玻璃(硅铝酸钠水溶液)和粉煤灰为固化基材对模拟含氟放射性废液进行固化处理。通过设计四因素四水平的正交实验,形成16组不同的地质聚合物固化配方,在60℃条... 采用地质聚合物固化技术处理钍基熔盐堆运行过程中产生的含氟放射性废液。以水玻璃(硅铝酸钠水溶液)和粉煤灰为固化基材对模拟含氟放射性废液进行固化处理。通过设计四因素四水平的正交实验,形成16组不同的地质聚合物固化配方,在60℃条件下养护28 d,对制得的地质聚合物固化体进行抗压强度、抗浸泡性和抗浸出性能测试。实验结果表明:当固化配方为水玻璃模数1.5、水灰比0.35或0.40、碱激发剂质量分数30%、F-质量分数4%时,制备得到的地质聚合物固化体的抗压强度为47 MPa,在(25±5)℃、去离子水条件下浸泡90 d后的抗压强度损失为13.75%,Co^(2+)、Sr^(2+)和Cs^(+)第42天的浸出率和42 d累积浸出分数均满足GB 14569.1—2011要求;F-第42天浸出质量浓度为2.81 mg/L,低于GB 5083.3—2007的限值要求(100 mg/L)。可见,该配方实现了对模拟含氟放射性废液的有效固化,后续可进一步探究养护条件(包括温度、湿度和时间)对地质聚合物固化体性能的影响,以期为含氟放射性废液的稳定化处理提供一条行之有效的技术路线。 展开更多
关键词 含氟放射性废液 地质聚合物固化 F-的浸出
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含^(137)Cs、^(90)Sr双核素的土壤废物测量分拣限值的确定
10
作者 施海江 朱欣研 +6 位作者 杜晓慧 韩红臣 吕海雷 初丽丽 苗彩霞 王辰宇 孙琦 《辐射防护》 北大核心 2025年第S1期67-70,共4页
针对多种核素共存且各核素废物分类比活度指导值不同的情况,以^(137)Cs、^(90)Sr为代表核素制备放射性土壤标准样品确定测量分拣限值。详细介绍了方法原理、实现步骤、该方法的检验判断以及应用实践。
关键词 含^(137)Cs、^(90)Sr双核素土壤标准样品 测量分拣限值 比活度
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放射性重金属浓缩液的水泥固化配方设计及性能稳定性评价
11
作者 丁芸 周东升 +4 位作者 谢华 汪栋 王烈林 黄小书 周杨潇 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第7期1465-1473,共9页
为对铅铋快堆运行过程中产生的放射性重金属浓缩液进行安全、稳定的处理,本文开展了水泥固化配方设计及性能稳定性评价。实验以模拟重金属废液为研究对象,通过改变水泥种类及水泥添加剂种类,设计并制备出15组水泥固化体。通过对比分析... 为对铅铋快堆运行过程中产生的放射性重金属浓缩液进行安全、稳定的处理,本文开展了水泥固化配方设计及性能稳定性评价。实验以模拟重金属废液为研究对象,通过改变水泥种类及水泥添加剂种类,设计并制备出15组水泥固化体。通过对比分析各类固化体的抗压强度、抗浸出性及耐γ辐照等性能,最终遴选出最佳水泥固化体配方。初筛实验结果表明:PⅡ-S(PⅡ+矿渣)、PSA-S(PSA+矿渣)和PSA-F(PSA+粉煤灰)3个配方的抗压强度和TCLP(毒性浸出实验)性能表现更优。综合性能评价数据显示:PⅡ-S因耐γ辐照损失率>25%、Sr的累积浸出分数P_t>0.17 cm而被筛除;相同条件下,PSA-S的抗浸出性优于PSA-F。因此,针对放射性重金属浓缩液的固化处理,本实验推荐的最佳水泥配方为PSA-S,即P.S.A42.5水泥+矿渣添加剂,质量配比为熟石灰∶矿渣灰∶水泥=1∶2∶20。该实验结果有望为铅铋快堆产生的放射性重金属浓缩液实施水泥固化提供配方借鉴和性能参考。 展开更多
关键词 铅铋快堆 重金属 放射性废液 水泥固化 性能稳定性
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双膜法和吸附组合工艺深度处理高盐低放废液
12
作者 杨文文 郭浩城 +2 位作者 赵宇伦 高鸽 陈凌 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第4期793-802,共10页
为有效处理核医药行业中的高盐低放废液,本文提出了一种反渗透-膜蒸馏+吸附组合工艺。实验中选择稳定核素配制含ReO_(4)^(-)、Cs^(+)和Ru^(3+)及0.9%NaCl的混合料液,探讨了操作条件对膜通量的影响,并分析了料液pH和离子浓度对核素截留... 为有效处理核医药行业中的高盐低放废液,本文提出了一种反渗透-膜蒸馏+吸附组合工艺。实验中选择稳定核素配制含ReO_(4)^(-)、Cs^(+)和Ru^(3+)及0.9%NaCl的混合料液,探讨了操作条件对膜通量的影响,并分析了料液pH和离子浓度对核素截留性能的影响。结果表明:反渗透通量与进料压力线性相关,膜蒸馏通量随料液温度和流量的增加而升高,最高达27.07 kg/(m^(2)·h)。在pH=3~9范围内,反渗透截留性能受进料pH影响较大,而膜蒸馏对各核素的截留率均超过99.9%;膜蒸馏对各核素的截留率随核素浓度的增加呈显著上升趋势,去污因子达10~4以上;反渗透-膜蒸馏-吸附组合工艺对Re、Cs和Ru的总去污因子均超过10~4,且体积浓缩倍数达40,显示出其在处理钼锝发生器高盐低放废液方面的高效性。 展开更多
关键词 高盐低放废液 ^(99)Mo-^(99)Tc^(m)发生器 反渗透 膜蒸馏 吸附 去污因子
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水泥固化中、低放射性水平废物的机理、应用和挑战:以^(90)Sr为例 被引量：1
13
作者 岳汉威 杨德博 +3 位作者 崔竹 朱治国 于雷 朱永昌 《材料导报》 北大核心 2025年第8期101-107,共7页
核电站、后处理厂在运行期间会产生大量废液、废树脂、废活性炭和化学泥浆等中、低放射性水平废物。这些废物占据核燃料闭式循环废物总产生量的90%以上,具有毒性大、半衰期长等特点,一旦发生泄漏,将会对生态环境造成严重危害,因此需要... 核电站、后处理厂在运行期间会产生大量废液、废树脂、废活性炭和化学泥浆等中、低放射性水平废物。这些废物占据核燃料闭式循环废物总产生量的90%以上,具有毒性大、半衰期长等特点,一旦发生泄漏,将会对生态环境造成严重危害,因此需要对其进行安全高效的处理。水泥固化是处理中、低水平放射性废物最广泛的方法,具有操作简便、工艺简洁和成本低等优点,在过去几十年间得到了普遍的应用。本文以^(90)Sr为例,介绍了核素在水泥水化体系中吸附固化的机理和与之适应的相关材料,回顾了利用水泥固化技术处理废树脂、废液和泥浆的研究进展,阐述了当前水泥固化面临的挑战,并对未来需要解决的技术问题进行了展望。 展开更多
关键词 放射性废物 水泥 固化 核素
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超临界水催化氧化处理核电站阴离子交换树脂及响应面优化
14
作者 高亚华 郭丽潇 +3 位作者 柴涛 张宇航 蒋可为 罗丹 《应用化工》 北大核心 2025年第3期656-661,675,共7页
利用超临界水氧化技术处理核电站阴离子树脂,运用响应面法CCD设计原理,构建了涵盖温度、压力、反应时长、过氧系数与COD去除率、氨氮去除率双响应模型,得出回归方程,选择最优工艺。对于COD去除率,影响排序:温度>时间>压力>过... 利用超临界水氧化技术处理核电站阴离子树脂,运用响应面法CCD设计原理,构建了涵盖温度、压力、反应时长、过氧系数与COD去除率、氨氮去除率双响应模型,得出回归方程,选择最优工艺。对于COD去除率,影响排序:温度>时间>压力>过氧系数,最为显著的是压力和温度交互作用,针对氨氮的去除,影响因素的排序为:温度>压力>氧化系数>时间,温度和压力的交互作用最为显著。在最优反应条件,542℃、26.7 MPa,过氧系数2.9,反应时间9 min,COD的去除率为99.34%,氨氮去除率为67.26%,加入催化剂CuO_(2)后,氨氮去除率提升为92.35%。 展开更多
关键词 超临界水氧化 阴离子交换树脂 催化剂 响应面法
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近临界水氧化处理核电站阳离子交换树脂及响应面优化
15
作者 高亚华 郭丽潇 +3 位作者 柴涛 张宇航 蒋可为 罗丹 《应用化工》 北大核心 2025年第5期1156-1160,共5页
采用近临界状态的水氧化环境下对核电站使用的阳离子交换树脂实施处理。研究采纳了响应曲面法,构建了涵盖温度、压力、反应时长、过氧系数与化学需氧量(COD)去除率之间的二次回归模型。通过对各变量的显著性及其相互作用的深入分析,影... 采用近临界状态的水氧化环境下对核电站使用的阳离子交换树脂实施处理。研究采纳了响应曲面法,构建了涵盖温度、压力、反应时长、过氧系数与化学需氧量(COD)去除率之间的二次回归模型。通过对各变量的显著性及其相互作用的深入分析,影响反应过程的显著性依次为:反应温度、停留时间、过氧系数和反应压力。优化工艺条件设定为温度527℃,压力20.8 MPa,停留时长37.2 min,以及过氧系数2.7。验证结果表明,该条件下COD去除率为99.51%,与模拟结果相差在0.5%以内,证明了模型建立的可行性与有效性。实验在模拟废液中添加了用于模拟核电站放射性物质的锶离子和铯离子,在最理想的工艺下进行处理,结果显示锶离子分离率为99.75%,钴离子的分离率为99.83%,展现了理想的分离效果。 展开更多
关键词 近临界水氧化 阳离子交换树脂 化学需氧量 响应面法
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退役医用回旋加速器源项调查
16
作者 王凯 陈洪涛 +3 位作者 赵春培 王哲 王路伟 伍晶 《核电子学与探测技术》 北大核心 2025年第5期726-731,共6页
通过理论模拟计算和现场源项调查相结合的方法,分析加速器主要部件中感生放射性核素种类、比活度及范围,并估算其放射性废物量。现场源项调查取样分析后的结果基本都在理论计算值以内,因此在进行放射性废物量分析及估算时,以现场源项调... 通过理论模拟计算和现场源项调查相结合的方法,分析加速器主要部件中感生放射性核素种类、比活度及范围,并估算其放射性废物量。现场源项调查取样分析后的结果基本都在理论计算值以内,因此在进行放射性废物量分析及估算时,以现场源项调查取样分析结果作为依据进行估算。通过理论模拟计算和现场源项调查,估算出回旋加速器退役时预计将产生的放射性废物量,实现了放射性废物最小化。 展开更多
关键词 回旋加速器 退役 源项调查 放射性废物最小化
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动力堆高放废液煅烧产物与玻璃基体熔融反应过程研究 被引量：2
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作者 谭盛恒 常煚 +5 位作者 王佳腾 贺诚 李扬 王长福 张华 龙浩骑 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第1期46-56,共11页
在冷坩埚玻璃固化技术中,高放废液煅烧产物与玻璃基体在高温下的熔融反应是实现高放废液玻璃固化的关键步骤。为掌握高放废液煅烧产物与基础玻璃在高温下的反应机理,获得合适的玻璃固化体熔制工艺条件,本文以动力堆高放废液煅烧产物和... 在冷坩埚玻璃固化技术中,高放废液煅烧产物与玻璃基体在高温下的熔融反应是实现高放废液玻璃固化的关键步骤。为掌握高放废液煅烧产物与基础玻璃在高温下的反应机理,获得合适的玻璃固化体熔制工艺条件,本文以动力堆高放废液煅烧产物和基础玻璃为研究对象,探究了它们在不同熔制温度和熔制时间下熔融反应的物相变化特征。根据XRD、拉曼光谱和SEM结果,煅烧产物与基础玻璃在650℃以上可发生熔融反应,并且在15~30 min内反应即趋近平衡。煅烧产物中的钼酸钠在650℃以上熔融于玻璃MoO_(4)^(2-)完全熔融于玻璃;煅烧产物中的镧系锆酸盐(Ln_(2)Zr_(2)O_(7))在700℃以上与玻璃基体发生化学反应,生成镧系硅氧化物(Ca_(2)Ln_8(SiO_(4))6O_(2))和二氧化锆(ZrO_(2)),生成物相在700~950℃时可稳定存在,950℃上完全熔解。为实现基础玻璃与煅烧产物的完全熔融,冷坩埚熔炉内熔融温度应不低于1050℃,熔制时间应不短于60 min。 展开更多
关键词 高放废液 煅烧产物 玻璃固化 熔融反应 钼酸盐
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煅烧温度和蔗糖添加量对模拟高放废液煅烧物性能的影响 被引量：2
18
作者 贺诚 张华 +3 位作者 李争 孙惠琳 张克乾 李扬 《核化学与放射化学》 北大核心 2025年第1期68-77,I0003,共11页
在两步法冷坩埚玻璃固化工艺中,高放废液在回转煅烧炉内蒸发、脱硝、煅烧成金属氧化物后掉落到冷坩埚内和基础玻璃珠一起熔融成玻璃固化体。冷坩埚对煅烧物的含水率、堆积密度、硝酸盐分解率等性能有一定的接收要求。本工作研究了蔗糖... 在两步法冷坩埚玻璃固化工艺中,高放废液在回转煅烧炉内蒸发、脱硝、煅烧成金属氧化物后掉落到冷坩埚内和基础玻璃珠一起熔融成玻璃固化体。冷坩埚对煅烧物的含水率、堆积密度、硝酸盐分解率等性能有一定的接收要求。本工作研究了蔗糖和煅烧温度对煅烧物性能的影响,试验结果表明:蔗糖添加过多会导致煅烧物平均粒径和堆积密度变小,夹带现象加剧;蔗糖添加过少会使煅烧物中硝酸盐的分解率略低;在现有的煅烧温度下,蔗糖添加量为10~30 g/L适宜。当蔗糖添加量为20 g/L时,降低煅烧温度会增加煅烧物的堆积密度,减少煅烧过程中的夹带,但也会导致含水率增加,硝酸盐分解不完全。从煅烧物的含水率、堆积密度、粒径、夹带、硝酸盐分解等性能综合考虑,推荐的回转煅烧炉煅烧段3区工艺温度为750~800℃,蔗糖添加量为10~30 g/L。本研究优化了煅烧工艺条件,为推动两步法冷坩埚玻璃固化技术推向工程化具有一定的意义,同时降低煅烧温度能节约运行成本。 展开更多
关键词 模拟废液 分解 回转煅烧 蔗糖 温度
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高放废液回转煅烧炉的启动方法 被引量：1
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作者 贺诚 张华 +5 位作者 张克乾 李扬 李争 孙惠琳 明玉周 龙浩骑 《核化学与放射化学》 北大核心 2025年第2期142-149,I0002,共9页
在两步法冷坩埚玻璃固化工艺中,当高放废液刚开始进料时,回转煅烧炉内温度较高,液体在高温炉管上容易发生莱顿弗罗斯特效应,导致最初一批高放废液不能完全实现前部蒸发、后部煅烧的工艺过程。当高放废液进料量过大时,更有高放废液从炉... 在两步法冷坩埚玻璃固化工艺中,当高放废液刚开始进料时,回转煅烧炉内温度较高,液体在高温炉管上容易发生莱顿弗罗斯特效应,导致最初一批高放废液不能完全实现前部蒸发、后部煅烧的工艺过程。当高放废液进料量过大时,更有高放废液从炉尾流出的风险,所以需要在进高放废液之前借由水(或稀释的高放废液)带走炉膛内多余的热量使温度降低,这个过程称为回转煅烧炉的启动过程。本工作研究了水、稀释模拟高放废液、模拟高放废液三种启动介质在5、15、30 r/min三种转速下对回转煅烧炉低温启动和高温启动的影响。启动验证试验结果表明:低温启动时,启动效果为水>稀释的模拟高放废液>模拟高放废液,推荐的转速为15 r/min,流速为40 L/h;高温启动时,启动效果为模拟高放废液和蔗糖的混合溶液≈稀释的模拟高放废液>水,推荐的转速为30 r/min,流速为80 L/h。并且通过试验验证了上述两种启动工艺的可行性,试验结果对优化回转煅烧炉工艺,推动两步法冷坩埚玻璃固化技术进入工程化具有一定的指导意义。 展开更多
关键词 回转煅烧炉 启动 水 模拟高放废液 转速
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模拟高放氯化物废盐渣玻璃陶瓷固化体稳定性研究 被引量：1
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作者 常煚 王佳腾 +4 位作者 刘潇 李龙飞 包良进 龙浩骑 谭盛恒 《原子能科学技术》 北大核心 2025年第S1期191-197,共7页
乏燃料干法后处理过程中会产生含锶、铯、稀土的高放氯化物废盐渣,为防止放射性物质污染及扩散,需对其进行妥善的固化处理。玻璃陶瓷复合固化技术结合了方钠石陶瓷相对氯的包容能力,并加入玻璃相黏结剂促进陶瓷相成形及包容其他相关核素... 乏燃料干法后处理过程中会产生含锶、铯、稀土的高放氯化物废盐渣,为防止放射性物质污染及扩散,需对其进行妥善的固化处理。玻璃陶瓷复合固化技术结合了方钠石陶瓷相对氯的包容能力,并加入玻璃相黏结剂促进陶瓷相成形及包容其他相关核素,从而达到复合固化的目的。本文针对氯方钠石陶瓷相-硼硅酸盐玻璃复合固化的技术路线,制备了含氯废盐-方钠石基玻璃陶瓷固化体,并通过MCC-1测试(浸出率测试)、电感耦合等离子体发射光谱(ICP-MS)、X射线衍射(XRD)、背散射电子扫描电镜(BSE)、能谱分析(EDX)等测试手段对其化学稳定性与热稳定性进行了研究。根据MCC-1测试结果,固化体的化学稳定性良好,浸泡28 d后,Si、B、Na、Cs、Nd、Al的归一化浸出率均处于较低水平(小于1 g/(m^(2)·d))。根据固化体在850、900、950、1000℃几种不同温度保温处理后的结构及微观形貌变化,判断固化体的热稳定性良好。 展开更多
关键词 含氯废盐渣 玻璃陶瓷复合固化 方钠石 化学稳定性 热稳定性
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