超臨界水氧化處理核電廠潤滑油的實驗研究

李世斌 夏曉彬 秦 強 王 帥 馬洪軍

1（中國科學院上海應用物理研究所 上海 201800）

2（中國科學院大學 北京 100049）

截至2020年12月，我國共有49臺核電機組投入運行。每臺核電機組約產生每年1 m3的放射性有機廢液，包括放射性廢油和廢有機溶劑［1］。其中放射性廢油主要來自核主泵的潤滑油、燃料裝載機的液壓油和渦輪機油，具有有機物濃度高（約100%）、成分復雜、含有放射性等特點。根據某核電廠抽樣檢測報告可知，放射性廢油中的主要核素為58Co、60Co、134Cs等，放射性活度濃度為10～100 Bq·L-1。

這類放射性廢油常見的處理方法包括：1）焚燒法。中國輻射防護研究院對放射性廢油開展了焚燒處理研究，并提出了一種噴霧焚燒試驗，可實現完全燃燒［2-3］。焚燒法在處理效果上雖能有效減容，但焚燒過程會產生二次污染（如NOX、SOX和二噁英等），易造成設備腐蝕和公眾接受程度低。2）濕法氧化法［4］。美國橡樹嶺國家實驗室［5］采用芬頓試劑（Fe2+/H2O2）試驗實現對放射性廢樹脂的有效降解。濕式氧化法操作壓力較低，但往往會產生酸性物質，易造成設備腐蝕，且有機物去除率較低。3）吸附固化法［6］。Cuccia等［7］研究表明，核電廠廢油經膨潤土材料吸附后固定在地聚合物基質的效果很好。吸附固化法工藝簡單，成本較低，但有機吸附能力和包容率較低，且核素易浸出。4）蒸汽重整法。Takai等［8］采用蒸汽重整技術實現了低放含氟油的高溫汽化（大于600℃）。蒸汽重整技術雖能有效減容，二次污染小，但添加的酸性物質會對設備造成腐蝕，且能耗較大［9］。

目前，由于缺乏成熟、安全可靠的處理技術，放射性廢油只能進行暫存，長期貯存具有泄漏和著火的安全隱患［1］。……