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高放废物地质处置安全评价研究

王灿州  
【摘要】:核电是一种高效清洁的能源,但核电站的运行产生了大量的核废料(又称放射性废物)。如果这些核废料处理不当会给环境造成极大的危害,因此核废料如何处理,一直是个具有挑战性的难题。目前,对于中低水平的放射性废物已有较为妥当的处置办法,但是高水平的放射性废物(高放废物)由于毒性大,危害时间长,目前很难处理。能否安全处置高放废物,不仅是一个世界难题,而且关系到我国核工业能否可持续发展。高放废物的处置是一个庞大复杂的系统工程,涉及多学科的交叉融合。目前全球拥有核工业的国家正在积极探索安全处置高放废物的研究新课题,但至今尚无高放废物处置库投入运作。最常用的处置方法就是深地质处置,即把废物进行固化然后深埋于多层屏障系统的地下处置库中。而安全评价是高放废物地质处置的重要一环,也是公众建立信心的关键。我国北山高放废物地质处置地下实验室即将开工建设,因此亟需开展相关的安全评价研究,为今后的处置库安全评价打下良好的基础。本文在介绍国内外最新相关研究进展的基础上,总结了国内外对于高放废物处置的方法和进展情况以及研究方向,重点讨论高放废物地质处置的关键科学问题,综述了高放废物地质处置库安全评价的特性。并以处置库首选预选区甘肃北山为对象,开展了高放废物地质处置安全评价模拟研究,旨在为我国高放废物地质处置安全评价提供建议与参考。模拟研究中我们基于该预选区的地质水文和人文经济条件,运用国际上通用的放射性废物运输安全评估软件GoldSim,利用蒙特卡罗随机模拟方法,构建了处置库关闭后的破损情景,对拟贮存60000个废物罐的处置库关闭后100万年期间的辐射水平进行了模拟计算。结果表明,甘肃北山处置库100万年内的高放废物有效剂量均低于国际要求的剂量限值,表明该处置库符合高放废物地质处置库的安全要求。然而,值得指出的是目前我国的地质处置安全评价研究仍与国际水平相差较远,基础相对薄弱,缺乏相关关键技术,不能满足长期地质处置工作的需要,因此需要开展进一步的研究。


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