[發明專利]固化核廢料的方法有效

申請號：	201010503579.5	申請日：	2010-09-30
公開（公告）號：	CN102446569A	公開（公告）日：	2012-05-09
發明（設計）人：	盧多維克·馬丁;金-杰克奎斯·阿曼;文森特·伯納德	申請（專利權）人：	索列丹斯-弗萊西奈公司
主分類號：	G21F9/00	分類號：	G21F9/00
代理公司：	上海天協和誠知識產權代理事務所 31216	代理人：	張恒康
地址：	法國呂埃耶***	國省代碼：	法國;FR
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摘要：
搜索關鍵詞：	固化核廢料方法
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【說明書】：

本發明涉及一種通過基于礦物組合物的基質(matrix)，固化核廢料的方法。其中，礦物組合物由包含給定量的礦物材料的基材制備而成，其中該礦物材料至少由一部分選自植物、動物和/或微生物的活體結構合成。

放射性廢料或核廢料是指不可再使用，并且不允許直接處理到環境中的放射性材料。放射性廢料包括很多種物質，這些物質不僅在活性和輻射半衰期上差別非常大，而且在形態(固態、液態、氣態)以及化學成分上差別也會很大。

廢料的處理，特別是核廢料的處理是一個重大環境問題。核廢料(液態或固態)的表面或者整體可能會被污染。

來自核工業的廢料很特殊。一方面它們的放射性會隨時間降低，另一方面它們的不同的特性要求適合其體積與放射的調節方法。有許多方法可以調節這些核工業的廢料。

核廢料使用兩種主要的調節方法，即壓實和灌封。

壓實是一種主要的調節方法，經過壓實的產品必須在包裝中被調節。

廢料的灌封或固化是核工業中常用的技術，其中使用水泥或聚合物對容器內的核廢料進行固化，或者把它們用作灌封核廢料的調節基質。

除了用于固化容器中大體積固體廢料以外，水泥灌漿法也用于灌封溶液或者粉狀的廢料，比如：蒸發殘余液、化學處理生成的泥漿或者離子交換樹脂。

無論核廢料的污染程度為多少，它們都必須在安全的設施中保存相當長一段時間，比如幾百年。在整個保存期間，必須確保由廢料和基質構成的存儲包裝的完整性，特別是保存條件和保存內容物的完整性。

這些廢料包裝必須符合嚴格的標準，特別是關于基質的標準。包裝內容必須足夠穩定，不得因儲存條件而發生擴散。

使用水泥灌漿這種方法成本低，易于實現，但并不是沒有缺點。某些核廢料的成分與水泥基質之間的相互反應會導致包裝膨脹，并使發生破裂，從而降低其耐用性。

水泥灌漿技術最常用于固體廢料。選擇這種方法的主要原因包括這種方法的原材料容易獲得、材料(生物防護)的密度高、機械強度高、了解其長期表現，以及這種方法堅固性良好，易于實施。經過壓實或疏松的廢料一般會放置到廢料框中，廢料框本身裝在了某個金屬或混凝土容器中；然后用水泥固化，其目的在于限制放射性元素擴散到外界的風險，這樣就形成了非均質灌封。

但是，對于某些裝載化學品(如硫酸鹽等)的、或有活性的、或含有機物的核廢料，水泥灌注不能保證包裝的耐久性。

事實上，水泥灌注過程是一種放熱過程，而這個過程會在跟某些反應性核廢料混合的過程中，有導致發生劇烈反應的風險。

而且，水泥介質為堿性，pH值為13至14，可能會跟某些核廢料不相容。

再者，反應性材料灌封會產生氣體，使得在長期使用后(比如超過300年之后)不能保證包裝的完整。

因此，本發明的其中一個目的在于提出另一種固化核廢料的解決方案，克服現有技術方案中的缺陷。

為此，本發明提出了一種固化核廢料的方法，其包括：

■混合步驟，在此步驟中，核廢料跟礦物組合物及水混合，

■干燥步驟，在此步驟中，在所述混合步驟中獲得的混合物被干燥，以便形成固化基質，

其中，該礦物組合物通過包含下列步驟的生產工藝獲得：

■制備包含給定量的礦物材料的基材，其中，所述礦物材料至少由一部分選自植物、動物和/或微生物的活體結構合成；以及

■對所述基材進行處理，以便將其轉變成具有預設質地的鈍化材料。

優點是，基于本發明的固化方法，能夠固化常規水泥灌注方法不能固化的，化學裝載的核廢料和/或反應性金屬核廢料和/或有機核廢料。