[發明專利]一種高放后處理氧化物的大容量復合固化方法

無效

• 申請號: 201210068538.7
• 申請日: 2012-03-15
• 公開（公告）號: CN102592694A
• 公開（公告）日: 2012-07-18
• 發明（設計）人: 董發勤;盧喜瑞;張寶述;寧明杰;李偉民
• 申請（專利權）人: 西南科技大學
• 主分類號: G21F9/28
• 分類號: G21F9/28;G21F9/30
• 代理公司: 成都蓉信三星專利事務所 51106
• 代理人: 劉克勤

技術領域

本專利涉及一種以Gd₂(CO₃)₃（或Gd₂O₃）、Zr(CO₃)₂（或ZrO₂）和高放后處理氧化物（UO₂、PuO₂、CeO₂、Am₂O₃、Cm₂O₃及Nd₂O₃等）為原料的大容量放射性廢物復合固化方法。

背景技術

在核工業運行的過程中不可避免的要產生大量的放射性核廢物，如果這些放射性廢物得不到安全而有效的處理和處置，不僅會影響和制約核工業的可持續性發展，還會對人類的生存環境形成潛在的威脅，影響社會穩定，甚至危及人類自身的延續。因此，如何安全有效的處理和處置核廢料成為目前國際上正在積極探索的高科技課題，必須盡快解決，以保證我國生態安全和經濟社會的可持續發展。

目前，世界各國對放射性廢物處理比較一致的意見是：將放射性廢物先固化（主要的固化方法有瀝青法、玻璃法、陶瓷法和水泥法），再將固化包裝體置于深地層基巖中。目前，已有較成熟的技術對低中放廢物進行最終安全處置。但對含有毒性極大、半衰期較長的高放廢物的安全處置則一直是一個沒能很好解決的難題。

發明內容

由于礦物固化（材料學家通常稱之為陶瓷固化）是將核廢物作為晶體的組成部分而實現對核廢物的固化處理，因此而成為一種比較有前景的高放廢物處理技術。本課題組已對放射性廢物的固化開展了大量研究工作，對高廢物固化體的制備及穩定性評價等方面積累了很多經驗，所以，為尋求一種操作簡單，生產效率高，重復性好，可以制備出性能穩定的放射性廢物固化體制備技術，本發明分別以Gd₂(CO₃)₃（或Gd₂O₃）和Zr(CO₃)₂（或ZrO₂）分別作為固化體中的Gd源（由于釓（Gd）對于中子具有較高的中子吸收截面，約為46000靶，比稀土中熱中子吸收截面排第二位的釤（Sm）（5500靶）還高出約8倍）和Zr源（鋯（Zr）可以改善固化體的耐輻照及化學穩定性），以Gd₂(CO₃)₃（或Gd₂O₃）、Zr(CO₃)₂（或ZrO₂）和高放后處理氧化物（UO₂、PuO₂、CeO₂、Am₂O₃、Cm₂O₃及Nd₂O₃等）為原料，根據高放后處理氧化物的組成進行固化體的配方設計（Gd₂(CO₃)₃（或Gd₂O₃）與Zr(CO₃)₂（或ZrO₂）的摩爾比為0.5:2~1:1），將設計好配比的Gd₂(CO₃)₃（或Gd₂O₃）、Zr(CO₃)₂（或ZrO₂）和高放后處理氧化物混合、細化并壓制成型。在1250~1500?℃條件下燒結60~80?hrs自然冷卻后，再在1550~1580?℃條件下燒結15~60?min進行玻璃陶瓷固化體的燒結。從而尋找出釓、鋯基高放廢物固化體制備的有效制備技術條件，進而為實現放射性核素的大規模處理和處置提供技術支持。