高放玻璃多重屏障介质多因素耦合处置方法研究

孙 琦，张振涛

(中国原子能科学研究院 退役治理工程技术中心，北京 102413)

高放废物的安全处理和处置是制约核工业发展的重要问题，世界各有核国家都极为重视。玻璃固化技术是目前世界上唯一工程应用的固化高放废液方法[1]。高放玻璃体深地质处置后，放射性核素向环境迁移的方向为高放玻璃体→包装容器→缓冲回填材料→围岩→生物圈[2]。因此玻璃固化体是阻止放射性核素向环境迁移的第一道屏障，包装容器是第二道屏障。若包装容器破损，地下水会透过多重屏障介质与固化体直接接触，从而导致放射性核素从固化体中释放，这些释放出的放射性核素即为高放废物处置库安全评价的源项。如何在地质环境中长期安全地处置高放废物，是高放废物处置的核心问题[3-5]。Godon等[6]对比了花岗岩和黏土岩体系下玻璃腐蚀的区别，结果显示：选用花岗岩作围岩材料时，裂隙玻璃的腐蚀速率稍大于无缝玻璃；选用黏土岩作围岩材料时，围岩材料对裂隙玻璃的腐蚀影响较大，裂隙玻璃的腐蚀速率是整块玻璃的3倍。法国和比利时对不同缓冲材料对玻璃腐蚀的影响开展了实验研究[7]，结果显示，缓冲材料为钙基膨润土和SON68玻璃粉的混合物时，玻璃的腐蚀速率很低；缓冲材料为干的黏土以及钙基膨润土、沙、石墨的混合物时，玻璃的腐蚀很严重。美国西北太平洋国家实验室和桑地亚国家实验室对不同金属包装材料的腐蚀速率进行了比较[8]，结果表明，TiCode-12的腐蚀速率低于Inconel 600和304L不锈钢。……