[发明专利]一种模拟研究放射性固体废物处置过程中氢气产生的方法

说明书

本发明属于放射性废物处理技术领域，涉及一种模拟研究放射性固体废物处置过程中氢气产生的方法。所述的方法是在模拟高密度聚乙烯高整体容器的模拟容器中，用模拟放射性固体废物的模拟样品，开展如下步骤的研究：(1)将所述的模拟样品加入所述的模拟容器中；(2)对所述的模拟容器进行辐照至所需剂量；(3)测出所述的模拟容器内气体的压力并对气体气氛进行分析，得出不同处置时间段的氢气平均释放速率和气体组分比例。利用本发明的方法，能够模拟研究放射性固体废物处置过程中氢气的产生，为高密度聚乙烯高整体容器处置的理论计算提供输入，从而以模拟研究结果为依据，避免可燃气体在高密度聚乙烯高整体容器处置环境中浓度过高引起爆炸。

技术领域

本发明属于放射性废物处理技术领域，涉及一种模拟研究放射性固体废物处置过程中氢气产生的方法。

背景技术

高密度聚乙烯高整体容器(HDPE-HIC，简称HIC)由高密度聚乙烯材料滚塑加工而成，具有很高的化学稳定性、热稳定性、耐生物降解性以及耐辐照性能。在核电厂中HIC用于装填放射性湿固体废物，如废树脂。HIC装填放射性湿固体废物后，首先送至核电厂固体废物暂存库暂存，最终送至处置场处置。在暂存及处置过程中，HIC内装填的废树脂及其吸附水受自身所携带放射性核素的辐照分解产生氢气等气体。

HIC在核电厂固体废物暂存库内暂存期间，由于固体废物暂存库设有通风系统，能够及时将HIC装填废物暂存期间释放的氢气等气体带出，不会因可燃气体聚集产生爆炸风险，也不会因气体积聚气压升高而影响HIC性能。但在固体废物处置期间，处置场内的处置单元格内没有通风系统，HIC处置方案能否确保HIC释放气体不影响HIC的安全处置，需要通过试验和理论计算手段验证HIC释氢对安全处置的影响。

因此，有必要开展如下相关研究：HIC桶内装填的固体废物分解产生的氢气等气体能否顺利扩散至处置场外部环境中，从而避免可燃气体在HIC处置环境中聚集至浓度过高引起爆炸风险，避免气体积聚致使HIC内部气压升高影响HIC性能。这就要求在HIC安全处置之前，通过试验手段验证HIC释氢对安全处置的影响，需要一种可研究高密度聚乙烯高整体容器处置过程中氢气产生的装置和方法，为理论计算手段验证HIC释氢对安全处置的影响提供基础和依据。

发明内容

本发明的目的是提供一种模拟研究放射性固体废物处置过程中氢气产生的方法，以能够在用模拟容器模拟高密度聚乙烯高整体容器，在用模拟样品模拟放射性固体废物的情况下，模拟研究放射性固体废物处置过程中氢气的产生，为高密度聚乙烯高整体容器处置的理论计算提供输入，从而以模拟研究结果为依据，避免可燃气体在高密度聚乙烯高整体容器处置环境中浓度过高引起爆炸。

为实现此目的，在基础的实施方案中，本发明提供一种模拟研究放射性固体废物处置过程中氢气产生的方法，所述的方法是在模拟高密度聚乙烯高整体容器的模拟容器中，用模拟放射性固体废物的模拟样品，开展如下步骤的研究：

(1)将所述的模拟样品加入所述的模拟容器中；

(2)对所述的模拟容器进行辐照至所需剂量；

(3)将所述模拟容器与气压表和分析测量仪器相连接，测出所述的模拟容器内气体的压力并对气体气氛进行分析，得出不同处置时间段的氢气平均释放速率和气体组分比例。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种模拟研究放射性固体废物处置过程中氢气产生的方法，其中所述的模拟样品是模拟放射性废树脂的同型号未使用树脂。

在一种优选的实施方案中，本发明提供一种模拟研究放射性固体废物处置过程中氢气产生的方法，其中步骤(1)中，所述的未使用树脂在加入所述的模拟容器前经过预处理和预处理后的脱游离水处理。

未使用的树脂常含有少量的低聚合物和一些无机杂质，因此在开展模拟研究之前需对树脂进行预处理。对于强酸或弱碱类未使用树脂，一般按酸—水—碱—水的处理顺序进行冲洗；对于弱酸或强碱类未使用树脂，一般按碱—水—酸—水的处理顺序进行冲洗。