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乏燃料储存


乏燃料的比活度很高,还释放大量的衰变热,必须储存一段时间待放射性和余热降到一定程度后再进行操作及处理。按储存时间长短乏燃料储存有短期储存(约几个月至几年)、中间储存(十几年至几十年)和长期储存三种。其中以中间储存为最重要,它可以使后处理推迟几十年,或为寻求放射性废物的最佳最终处置方案争取时间。世界上主要工业国正在研究各种类型的中间储存装置,有些已经建成。按储存方式乏燃料储存又有湿式储存(水池储存)和干式储存之分。自1942年建造第一座核反应堆起便开始使用水池储存。40余年来,储存水池不仅在结构和设备上有所发展,而且增加了泄漏监测系统、池水清洁设备,设计了抗震的储存格架,用密集储存取代了普通储存。经验证明,水池储存是安全可靠的。但水池储存需要连续运行和维修,并产生二次废物,所以又发展了干式储存。到20世纪80年代,干式储存已发展到了利用空气自然冷却的金属屏蔽容器,直接储存在地面的建筑物内。

湿式储存 即水池储存。由于世界上核电厂增加速度很快,而后处理能力很小,有些国家的现政策又不允许建立后处理厂,因此多年来各国对乏燃料湿式储存采取了一系列的措施以增加储存能力。例如:①改进原核电厂的储存水池,使用密集格架;②将乏燃料组件拆成燃料棒再装入钢制容器中,储存到水池中;③按密集储存方式新建和扩建储存水池等。

储存水池 有两种结构:①在构筑物内建造内衬不锈钢的混凝土结构储存水池。水池内分割成若干小水池,每个小水池均装有储存格架。水池之间有水闸门隔开。储存水池设有冷却、通风、剂量监测、泄漏监测、补水及装卸料系统和检查及修复等装置。这种水池与后处理厂的相似,是核电厂内最常见的水池形式②利用地下岩洞建造的储存水池,瑞典的CLAB装置即属此类。该装置由乏燃料接收、储存及辅助厂房三部分组成。唯储存水池建在岩洞中。岩洞长120m,宽21m,高27m,由整块岩石分割的四个水池组成。岩洞有防止外部冲击的良好性能,在内部意外事故下也可隔离环境,从而使环境免受污染。

储存格架 有不含中子吸收材料和含中子吸收材料的两种。前者利用乏燃料间的距离来控制临界;后者将中子吸收材料制成方形孔道并依次焊在一起,底部与厚钢板底座相连。底座上开孔,以便水通过孔道冷却乏燃料。

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