自蔓延高溫合成技術(shù)處理放射性廢物

前言

隨著核工業(yè)的發(fā)展，所產(chǎn)生的放射性廢物也愈來愈多。放射性廢物特別是高放廢物的放射性較高，危害性極大，其危害可持續(xù)幾萬到幾十萬年。因此對放射性廢物的安全處理問題成為實(shí)現(xiàn)核能可持續(xù)發(fā)展的關(guān)鍵。目前處理放射性廢物比較成熟的方法是玻璃固化，但玻璃體的穩(wěn)定性較差，在地下水和熱的作用下易破壞。對于燃耗更高的動力堆乏燃料后處理所產(chǎn)生的高放廢液，需要一種比玻璃固化體耐熱性能更好、更穩(wěn)定、更經(jīng)濟(jì)，包容性更大的固化體。人造巖石具有卓越的化學(xué)穩(wěn)定性及良好的工藝性能，能很好地滿足固化體的性能要求。而自蔓延高溫合成技術(shù)是一項(xiàng)利用化學(xué)放熱反應(yīng)使反應(yīng)持續(xù)進(jìn)行以合成新材料的新技術(shù)，它具有設(shè)備簡單、投資少、固化率高、固化費(fèi)用低等優(yōu)點(diǎn)。能長期、穩(wěn)定的處理核廢物，是比較理想廢物載體。結(jié)合作者在該領(lǐng)域的研究成果，本書對自蔓延技術(shù)處理放射性廢物做了比較全面的闡述，具有重要的理論意義和實(shí)用價值。本書可供從事核工業(yè)技術(shù)研究的人員參考；也可供研究院所及高校相關(guān)領(lǐng)域的研究人員、教師、研究生等參考。希望本書的出版能有利于放射性廢物治理事業(yè)的發(fā)展，有利于提高公眾對放射性廢物的正確認(rèn)識，促進(jìn)核工業(yè)技術(shù)的發(fā)展。

內(nèi)容概要

本書主要介紹了放射性廢物的處理和處置技術(shù)、自蔓延高溫合成理論及應(yīng)用，重點(diǎn)是在處理放射性廢物方面的研究。內(nèi)容分三部分。    第一部分：比較全面地介紹了放射性廢物的特征、危害、安全處理的重要性和緊迫性；國內(nèi)外研究形勢；處理和處置技術(shù)及未來發(fā)展動向。    第二部分：介紹了自蔓延高溫合成技術(shù)的發(fā)展歷史、現(xiàn)狀，燃燒理論及工業(yè)應(yīng)用。    第三部分：介紹了利用自蔓延高溫合成技術(shù)處理放射性廢物的性能研究。    本書可供核工業(yè)相關(guān)單位，研究員所及高校相關(guān)領(lǐng)域的研究人員、教師、研究生等參考。

作者簡介

張瑞珠，研究生導(dǎo)師。曾就讀于北京科技大學(xué)材料與工程學(xué)院并獲博士學(xué)位，主要從事自蔓延高溫合成（SHS）技術(shù)的研究，特別是采用該技術(shù)對放射性廢物處理的研究在國內(nèi)屬首創(chuàng)，在國際上也處于先進(jìn)水平。近些年承擔(dān)了國家自然基金資助項(xiàng)目、863專題項(xiàng)目、軍工項(xiàng)目、核工業(yè)項(xiàng)目等多項(xiàng)國家課題和省部級項(xiàng)目，并已在國內(nèi)外重要核心期刊上發(fā)表論文40余篇，其中SCI和EI收錄的論丈近20篇；申請專利4項(xiàng)；編寫普通高校專業(yè)基礎(chǔ)教材3部。

書籍目錄

第一篇 放射性核廢物概論  第1章 核廢物概述    1.1 核廢物的基本特征      1.1.1 核廢物及其危害      1.1.2 核廢物的分類      1.1.3 核廢物的來源      1.1.4 我國的固體廢物與放射性廢物    1.2 核廢物的管理      1.2.1 國際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)的廢物管理安全標(biāo)準(zhǔn)      1.2.2 放射性廢物的最少化管理      1.2.3 核廢物對環(huán)境的影響及治理    1.3 核能和核工業(yè)的發(fā)展需求      1.3.1 核能發(fā)現(xiàn)和利用      1.3.2 國外核能發(fā)展現(xiàn)狀      1.3.3 我國核能的現(xiàn)狀和發(fā)展      1.3.4 核能的優(yōu)點(diǎn)      1.3.5 21世紀(jì)人類將進(jìn)入核能時代      1.3.6 中國發(fā)展核電的必要性      1.3.7 未來發(fā)展戰(zhàn)略      1.3.8 亟待解決的關(guān)鍵問題      1.3.9 任務(wù)艱巨，道路漫長  第2章 核廢物的處理及固化技術(shù)    2.1 核廢物的處理      2.1.1 廢氣的處理      2.1.2 廢液的處理      2.1.3 固體廢物的處理      2.1.4 廢物的包裝、貯存和處置    2.2 核廢物的固化技術(shù)      2.2.1 低、中放廢物的固化技術(shù)      2.2.2 高放廢物的處理技術(shù)      2.2.3 自蔓延高溫合成技術(shù)固化技術(shù)  第3章 核廢物的減容技術(shù)    3.1 核廢物的壓縮減容      3.1.1 壓縮減容的特征      3.1.2 發(fā)展前景    3.2 核廢物的焚燒處理      3.2.1 焚燒處理的對象和意義      3.2.2 核廢物的焚燒處理工藝      3.2.3 焚燒設(shè)施及維護(hù)管理    3.3 核廢物焚燒處理的未來發(fā)展  第4章 核廢物的處置技術(shù)    4.1 低中放廢物的處置      4.1.1 目前處置現(xiàn)狀      4.1.2 關(guān)鍵問題      4.1.3 采取的措施    4.2 高放廢物的處置      4.2.1 高放廢物的處置目標(biāo)      4.2.2 目前處置現(xiàn)狀      4.2.3 技術(shù)難點(diǎn)      4.2.4 學(xué)科攻關(guān)的系統(tǒng)工程      4.2.5 展望第二篇 自蔓延高溫合成技術(shù)概論  第5章 自蔓延高溫合成（SHS）技術(shù)發(fā)展及應(yīng)用概述    5.1 SHS技術(shù)發(fā)展的概況及趨勢      5.1.1 國外發(fā)展概況      5.1.2 國內(nèi)發(fā)展概況      5.1.3 SHS的基礎(chǔ)研究發(fā)展趨勢        ……  第6章 SHS燃燒理論  第7章 SHS燃燒熱力學(xué)和動力學(xué)  第8章 SHS技術(shù)第三篇 SHS技術(shù)處理高放廢物的最新研究進(jìn)展  第9章 SHS技術(shù)固化高放廢物的實(shí)驗(yàn)方法及設(shè)備  第10章 鈣鈦礦固化體的SHS加壓致密化研究  第11章 鈣鈦礦型人造巖石固化體浸出性能研究  第12章 鈣鈦礦型人造巖石固化體的結(jié)構(gòu)穩(wěn)定性和物理、化學(xué)性能及微觀結(jié)構(gòu)研究  第13章 鈣鈦礦型人造巖石固化體的包容量研究參考文獻(xiàn)

章節(jié)摘錄

插圖：（2）反應(yīng)區(qū)由主放熱區(qū)與后燃燒區(qū)組成，兩區(qū)都較寬。寬反應(yīng)區(qū)也是固體火焰的本質(zhì)特征。2.實(shí)際固體火焰實(shí)際固體火焰與前面敘述的理想固體火焰有一些不同。實(shí)際固體火焰中有一定量的氣體存在，這是由于粉末中總是含有吸附或者溶解的氣體，此外，氣體也可通過金屬顆粒表面的氧化膜還原而產(chǎn)生，或部分物質(zhì)分解而來。這些氣體遇熱將釋放出來，對固體火焰施加影響。氣體雜質(zhì)在實(shí)際固體火焰中起氣相傳輸?shù)淖饔?，從而增加了顆粒之間的有效接觸面積，成為反應(yīng)的激活劑。不論氣相來源如何，少量氣相在實(shí)際固體火焰機(jī)制中扮演著重要角色。它們的存在可以解釋接觸不好的粉末顆粒體系反應(yīng)何以會以燃燒波的形式存在。事實(shí)上，氣體雜質(zhì)在實(shí)際固體火焰中起了氣相傳輸作用，增加了顆粒之間的有效接觸面。在極限情況下，顆粒問可實(shí)現(xiàn)充分接觸，這時顆粒過程像理想固體火焰一樣被擴(kuò)散控制（顆粒接觸狀況下不是控制因素）。表6-1列出了常見的真實(shí)固體火焰體系。3.準(zhǔn)固體火焰有一類燃燒，燃燒過程中一個或兩個組元熔化，但產(chǎn)品是崮態(tài)，這樣的過程在碳和鈦、鋁、硅的燃燒過程中都可以發(fā)現(xiàn)。這種燃燒與固體火焰非常相似，燃燒組元與產(chǎn)物均為固體，但中間過程存在液相或氣相的燃燒過程被稱為準(zhǔn)固體火焰，可形象表示為：固－液（氣）－固型反應(yīng)。

后記

結(jié)合作者在放射性廢物處置領(lǐng)域的研究成果，《自蔓延高溫合成技術(shù)處理放射性廢物》對自蔓延技術(shù)處理放射性廢物做了比較全面的闡述，具有重要的理論意義和實(shí)用價值?！蹲月痈邷睾铣杉夹g(shù)處理放射性廢物》作者還提出了一些新的研究思路，取得了突破性的進(jìn)展，填補(bǔ)了我國利用自蔓延技術(shù)處理放射性廢物的空白。

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結(jié)合作者在放射性廢物處置領(lǐng)域的研究成果，《自蔓延高溫合成技術(shù)處理放射性廢物》對自蔓延技術(shù)處理放射性廢物做了比較全面的闡述，具有重要的理論意義和實(shí)用價值?！蹲月痈邷睾铣杉夹g(shù)處理放射性廢物》作者還提出了一些新的研究思路，取得了突破性的進(jìn)展，填補(bǔ)了我國利用自蔓延技術(shù)處理放射性廢物的空白。

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