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多核素去除裝置ALPS進(jìn)行熱試-個(gè)人輻射檢測儀_輻射測量?jì)x_輻射檢測儀_輻射巡測儀_輻射巡檢儀_輻射儀|上海仁日輻射防護設備有限公司_山東_淄博

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技術(shù)文章

多核素去除裝置ALPS進(jìn)行熱試

2018/2/6 14:33:53

福島核事故發(fā)生后,東京電力株式會(huì )社(以下簡(jiǎn)稱(chēng)“東京電力”)不得已向受損反應堆中注入了包括海水在內的非常規用水用于冷卻。這些冷卻用水自然受到放射性物質(zhì)的污染,其總量數以十萬(wàn)m3計。而且,受地下水入滲等因素的影響,反應堆中的放射性廢水仍在以每天約400 m3的數量增加。面對這樣的形勢,東京電力擬在原有廢水處理系統之后增設多核素去除裝置ALPS(Advanced Liquid Processing System),意在將廢水中除氚以外的其余62種核素的濃度降至排放限值以下,這些核素包括86Rb,89Sr,90Sr,90Y,91Y,95Nb,99Tc,103Ru,106Ru,103mRh,106Rh,110mAg,113mCd,115mCd,119mSn,123Sn,126Sn,124Sb,125Sb,123mTe,125mTe,127Te,127mTe,129Te,129mTe,129I,134Cs,135Cs,136Cs,137Sc,137mSc,137mBa,140Ba,141Ce,144Ce,144Pr,144mPr,146Pm,147Pm,148Pm,148mPm,151Sm,152Eu,154Eu,155Eu,153Gd,160Tb,238Pu,239Pu,240Pu,241Pu,241Am,242mAm,243Am,242Cm,243Cm,244Cm,54Mn,59Fe,58Co,60Co,63Ni,65Zn。
ALPS采用吸附為主工藝。經(jīng)過(guò)除137Cs和脫鹽處理后的廢水,先加入鐵鹽和碳酸鹽分兩步進(jìn)行共沉淀(預處理),以除去廢水中可能影響吸附效果的組分。鐵鹽共沉淀主要去除α核素、60Co、54Mn等,碳酸鹽共沉淀去除Ca、Mg等吸附競爭核素。廢水通過(guò)活性炭、鈦酸鹽、亞鐵氰化物、浸漬活性炭、氧化鈦、螯合樹(shù)脂和樹(shù)脂等7種吸附劑的吸附,對其中所含的膠體、Sr(M2+)、Cs(Co,Ru)、I、Sb、Co(Mn2+,Mn3+)和Ru等進(jìn)行凈化。吸附過(guò)程的后端為兩級吸附塔,以進(jìn)一步吸附廢水中殘留的核素。
該裝置預期處理效果為:
(1)134Cs、137Cs濃度分別由10 Bq/mL水平降至檢測限0.27、0.32 Bq/mL以下,β放射性水平由105 Bq/mL降至檢測限以下(除氚外)。
(2)由于該裝置并不能去除廢水中的氚,原子力規制廳(NRA)并不同意東京電力將經(jīng)過(guò)ALPS處理后的廢水排入海洋的設想。也就是說(shuō),ALPS處理后的廢水要送入槽罐貯存。而共沉淀過(guò)程中的底泥和廢吸附劑擬裝入高整體容器(HIC)送去暫存,用過(guò)的吸附柱經(jīng)過(guò)失水處理后暫存。
(3)根據東京電力的估算,以250 000 m3污水量計算的二次廢物產(chǎn)生量為:①廢水246 700 m3;②鐵鹽共沉淀泥漿576 m3,放射性活度4×107 Bq/cm3;③碳酸鹽共沉淀泥漿2500 m3,放射性活度1×107 Bq/cm3;④廢鈦酸鹽吸附劑25 m3,放射性活度4×107 Bq/cm3;⑤廢亞鐵氰化物15 m3,放射性活度2×106 Bq/cm3。
ALPS設A、B、C三套裝置,處理能力均為250 m3/d。設三套裝置的用意是確保兩套在用,另一套維;騻溆。在安全性方面,東京電力對ALPS所在設施進(jìn)行了防泄漏和減小職業(yè)照射的考慮:
(1) 防泄漏:設接液盤(pán)和泄漏檢測器,分割圍堰和圍堰;用探頭和輻射測量?jì)x連續監測等等;
(2) 減小職業(yè)照射:設備表面1 m處劑量率不超過(guò)1 mSv/h;采用選程操控方式;控制間遠離裝置(約900 m);設沖洗管線(xiàn)用于設備維護等。
3月19日,NRA批準開(kāi)始對ALPS中的A系統進(jìn)行熱試。除了ALPS本身的安全性外,NRA還十分關(guān)心HIC的相關(guān)安全問(wèn)題,為此東京電力做了不少工作。此次熱試計劃121天,共處理約30 000 m3廢水,其目標為:
(1) 評估ALPS去除放射性物質(zhì)的性能(即去污性能),以證實(shí)處理后廢水中的62種目標核素的濃度低于排放限值;
(2) 評估ALPS在運行條件下是否能夠保持其去除放射性物質(zhì)的能力。
熱試于3月30日開(kāi)始,相應的安排為:
(1)3月30——4月3日,試運行;
(2)4月4日起,連續運行;
(3)4月9——12日,取樣;
(4)4月16日,送樣品至福島第二核電站分析;
(5)5月初,完成核素分析與去污效果評估;
(6)5月末,完成Sr和α核素分析與去污效果評估;
(7)6月中,完成Tc、Ni等其他核素的分析與去污效果評估。
初步的分析結果表明,處理后廢水中的主要核素134Cs、137Cs(137mBa)、60Co、106Ru(106Rh)、125Sb(125mTe)、90Sr(40Y)的濃度均低于排放限值,相應的去污因子為103~106。但是,60Co、106Ru(106Rh)、129I和125Sb(125mTe)未達到預計的低于檢測下限的水平。
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