[發明專利]放射性過濾芯固化處理方法和系統

有效

• 申請號: 202110684850.8
• 申請日: 2021-06-21
• 公開（公告）號: CN113421684B
• 公開（公告）日: 2022-07-01
• 發明（設計）人: 李玉松;朱冬冬;鮮亮;賀誠;李寶軍;汪潤慈
• 申請（專利權）人: 中國原子能科學研究院
• 主分類號: G21F9/30
• 分類號: G21F9/30
• 代理公司: 北京市創世宏景專利商標代理有限責任公司 11493
• 代理人: 劉向輝

1.一種放射性過濾芯固化處理方法，用于對所述放射性過濾芯進行固化處理以獲得固化產物，所述放射性過濾芯包括金屬框架以及固定于所述金屬框架的放射性玻璃纖維，所述方法包括如下步驟：

將所述放射性過濾芯的所述金屬框架拆除以獲取所述放射性玻璃纖維；

獲取所述放射性玻璃纖維中硅元素的含量；

制備固化劑，其中，所述固化劑中包括硅元素，根據所述放射性玻璃纖維中的硅元素含量以及所述固化產物中硅元素含量的期望范圍，確定所述固化劑中硅元素含量的期望范圍，并基于所述固化劑中硅元素含量的期望范圍確定所述固化劑的配方，以根據所述配方制備所述固化劑；

將所述放射性玻璃纖維與所述固化劑混合加熱形成熔融態物質；

對所述熔融態物質進行降溫，以獲得所述固化產物。

2.根據權利要求1所述的方法，其中，所述固化產物中硅元素含量的期望范圍為50％-55％。

3.根據權利要求1或2所述的方法，其中，所述固化劑包括硼硅酸鹽玻璃。

4.根據權利要求3所述的方法，還包括：

獲取所述放射性玻璃纖維中硼元素的含量；

在制備所述固化劑時，根據所述放射性玻璃纖維中的硼元素含量，以及所述固化產物中硼元素含量的期望范圍，確定所述固化劑中硼元素含量的期望范圍，并基于所述固化劑中硅元素含量的期望范圍和硼元素含量的期望范圍共同確定所述固化劑的配方。

5.根據權利要求4所述的方法，其中，所述固化產物中硼元素含量的期望范圍為10％-20％。

6.根據權利要求1-2、4-5中任一項所述的方法，還包括：

將所述放射性玻璃纖維與所述固化劑混合加熱形成熔融態物質前，對所述放射性玻璃纖維進行粉碎處理，以增加所述放射性玻璃纖維的比表面積。

7.根據權利要求1-2、4-5中任一項所述的方法，其中，所述將所述放射性玻璃纖維與所述固化劑混合加熱形成熔融態物質包括：

向所述放射性玻璃纖維和所述固化劑施加磁場，使所述放射性玻璃纖維和所述固化劑發生電磁反應產生感應電動勢，并形成電流，以利用所述電流產生的熱量將所述放射性玻璃纖維和所述固化劑加熱形成熔融態物質。

8.一種放射性過濾芯處理系統，用于對放射性過濾芯進行固化處理以獲得固化產物，所述放射性過濾芯包括金屬框架以及固定于所述金屬框架的放射性玻璃纖維，所述放射性過濾芯處理系統包括：

提取裝置，用于拆除所述放射性過濾芯的所述金屬框架，以提取所述放射性玻璃纖維；

測量裝置，用于獲取所述放射性玻璃纖維中的硅元素含量；

配方確定模塊，根據所述測量裝置獲取的所述放射性玻璃纖維中的硅元素含量，以及所述固化產物中硅元素含量的期望范圍，確定所述固化劑中硅元素含量的期望范圍，并基于所述固化劑中硅元素含量的期望范圍確定所述固化劑的配方；

熔煉裝置，用于根據所述配方制備所述固化劑；

反應容器，為所述放射性玻璃纖維和所述固化劑提供反應空間；

加熱裝置，用于將所述反應容器中的所述放射性玻璃纖維和所述固化劑加熱形成熔融態物質；以及

冷卻裝置，與所述反應容器連通，用于冷卻所述熔融態物質以獲得固化產物。

9.根據權利要求8所述的放射性過濾芯處理系統，還包括：

粉碎裝置，與所述反應容器連通，所述粉碎裝置用于粉碎所述放射性玻璃纖維，以增加所述放射性玻璃纖維的比表面積。

10.根據權利要求8或9所述的放射性過濾芯處理系統，其中，所述反應容器包括金屬材料制成的側壁；

所述加熱裝置包括纏繞于所述側壁的線圈，所述加熱裝置工作時向所述線圈內通入電流，使所述線圈與所述側壁發生電磁感應，在所述反應容器內部形成磁場環境，以加熱所述放射性玻璃纖維和所述固化劑。

11.根據權利要求10所述的放射性過濾芯處理系統，其中，所述側壁包括多個彼此絕緣的金屬管，所述金屬管內設置有冷卻劑，以冷卻所述側壁，使部分所述熔融態物質凝結于所述側壁靠近所述反應容器內部一側的表面，以避免所述熔融態物質腐蝕所述側壁。