10.3.2 放射性污染防治
一、放射性废水的处理
铀矿石开采和水冶、铀的精炼和235U的浓缩、燃料原件制造、反应堆运行、乏燃料暂存和后处理、同位素生产和使用，都会产生放射性废水或废液。除乏燃料后处理第一循环萃余残液为高放射性外，一般均为中、低放射性废水。
1.中、低放射性废水的净化处理
1）储存衰变
有些放射性核素的半衰期较短，如核医学研究、治疗常用的32P（14.3天）、131I（8.04天）、198Au（2.69天）、99Mo（2.75天）、99mTc（6.02 h），反应堆运行产生的某些裂变产物及活化产物核素如92Sr（2.71 h）、93Y（10.1 h）、97Zr（16.9 h）、132Te（3.26 d）、133I（20.8 h）、139Ba（1.28 h）、142La（1.54 h）等。含这类核素的废水可在储槽中存放一段时间，待这类短寿命核素衰变到相当低的水平时，可排入下水道或有控制地排入地面水体。
当废水中同时含有半衰期较长的放射性核素后，这一方法可作为预处理方法使用，废水在储槽中滞留储存一定时间，待短寿命核素大部分衰变后，再对其他长寿命核素进行净化处理。
2）絮凝沉淀和过滤
放射性核素及其他污染物，通常以悬浮固体颗粒、胶体或溶解离子状态存在于废水中。其中，除较大的悬浮物颗粒之外，一般都不能用简单的静止沉降或过滤方法除去。向废水中投加明矾、石灰、铁盐、磷酸盐等絮凝剂，在碱性条件下所形成的水解物是一种疏松而且具有很大表面积和吸附活性的氢氧化物絮状物（矾花）。在缓慢搅拌下，矾花不断凝聚长大，废水中的细小的固体颗粒、胶体及离子状态的污染物均可被吸附载带，除去这些矾花，即可达到净化废水的目的。
絮凝沉淀法产生的矾花（污泥）约为总处理水量的2%，其活度水平高，含水率在90%以上。常用过滤法使之脱水并进一步减容，经水泥固化后储存或处置。
废水经絮凝沉淀处理后，水中大部分核素已随矾花沉渣得以去除，但仍难免有细小颗粒残留在废水中，影响去污净化效果，因此，澄清水常需进一步采用压力过滤进行处理，以提高净化效果。核事故后水源受到污染时，可采用城市自来水厂的沉淀、过滤设备进行净化处理。
3）离子交换
经絮凝沉淀处理后，废水中残留的放射性物质多为离子状态，必要时可采用离子交换法做进一步处理。
离子交换法在放射性废水处理中应用十分广泛，某些天然材料（如沸石）对废水中放射性离子分离去除的机制是其对离子的吸附作用，它包括吸附及离子交换两种过程。对于高放射性废液，人工合成的离子交换树脂因其抗辐射性能差而不宜采用，但某些天然无机交换材料如黏土和一些硅酸盐矿物都具有良好的交换性能。在处理中、低放射性废水时，离子交换树脂对去除含盐类杂质较少的废水中可溶性放射性离子具有特殊的作用，因而常用作基本的处理材料。离子交换法常用于反应堆回路水的净化，处理成分单纯的实验室废水。它还广泛用于分离回收各种放射性核素。离子交换树脂吸附饱和后，用适当的酸、碱溶液或盐溶液淋洗、再生后复用，再生废液经蒸发浓缩、固化后储存或处置。
4）蒸发
废水在蒸发器内加热沸腾，水分逐渐蒸发，形成水蒸气，而后形成冷凝水，废水中所含的非挥发性放射性核素和其他各种化学杂质大部分残留在蒸发浓缩液中，冷凝水的污染程度大为降低，一般可予排放，蒸发浓缩液则进一步固化。
蒸发处理几乎可以去除废水中全部非挥发性污染物，在废水处理工艺中去污效果最好，而且最为可靠，对各种成分的废水处理适用性相当广泛。在联合采用蒸发设备和二次蒸汽净化设备的流程系统中，对非挥发性放射性核素的最佳去污比可达106～107。废水中如含有氚、碘、钌等挥发性核素时，去污效率将大为下降。
蒸发之后再进行离子交换，是一种相当可靠而有效的净化方法，但蒸发处理成本很高，一般只适用于数量较少的中放废液的净化处理，而且只有在有可靠热源供应时才可选用。
2.放射性废物的固化或固定
拟固化或固定的废物中包括中、高放射性浓缩废液，中、低放射性泥浆，废树脂等。某些废物固化前应经脱水，固化或固定后的产物应予以包装，以便于废物的储存、运输和处理。
1）废物的脱水减容
离心机、烘干机、脱水槽、预涂层过滤器、机械过滤器及擦膜式薄膜蒸发器等都可用于泥浆脱水减容，浓缩液则常用流化床干燥器及擦膜式薄膜蒸发器进行干化。
2）中、低放废物的固化
固化的目标是使废物转变成适于最终处置的稳定的废物体，固化材料及固化工艺的选择应保证固化体的质量，应能满足长期安全处置的要求，应满足进行工业规模生产的需要，对废物的包容量要大，工艺过程及设备要简单、可靠、安全、经济。
中、低放射性废物常采用水泥、沥青及塑料固化工艺进行固化。
水泥固化适用于中、低放废水浓缩物的固化，泥浆、废树脂等均可拌入水泥而予以固化，水泥与废物的配比约为1∶1，要求搅拌均匀，待凝固后即成为固化体。水泥固化设备简单，经济代价小，操作方便，但增容大，核素的浸出率较高。
沥青固化适用于中、低放废水浓缩物的固化，沥青固化体中核素浸出率较低，减容大，经济代价小，固化温度为150～230℃，温度太高时固化体可能燃烧。硝酸盐及亚硝酸盐废液不宜采用沥青固化。
3）高放废液的玻璃固化(https://www.daowen.com)
高放废液的玻璃固化已经实现工业化规模应用，玻璃固化体具有良好的抗浸出、抗辐射和抗热性能，但玻璃固化技术复杂，成本高。目前，对高放废物管理的最佳策略仍处于探索阶段。
二、放射性废气的处理
与液体废物相比，放射性废气排放可能造成更大的污染范围，对环境的影响更难预测和控制，因此，其净化处理及排放控制更应引起足够的重视。
1.气溶胶的过滤
对放射性气体最有效的过滤装置是高效微粒空气（HEPA）过滤器，这是一种一次使用失效后即行废弃的干式过滤器，对粒径为0.3 μm的气溶胶颗粒，去污效率在99.9%以上。HEPA过滤器主要用于去除亚微米粒径的气溶胶颗粒，当载质空气中含有浓度较高的粉尘、雾或棉绒时，滤膜孔隙极易堵塞，为此，必须设置通常的除尘或过滤装置进行预净化，才能保证高效过滤器的去污效果和使用寿命。载质空气中的水分也会使过滤器性能恶化，必须预先去除，为此，可采用织布及非布纹纤维垫分离装置。
过滤法不能去除放射性气体中的碘同位素和惰性气体，一般可采用活性炭吸附、活性炭滞留及液体吸收等方法去除。
2.活性炭吸附器
活性炭具有巨大的吸附内表面积，其有效活性面积高达700～1800 m2/g，将其紧密充填在吸附器中，可吸附滞留载质空气中的碘。活性炭吸附滞留元素碘的机制是碘分子在其活化表面的物理吸附，滞留甲基碘的机制为浸渍剂与甲基碘之间的化学反应和放射性碘与稳定性碘两者之间的同位素交换。因此，浸渍活性炭对甲基碘的滞留容量与浸渍剂的性质、用量及状态等因素有关。活性炭吸附器对碘的吸附容量随时间而下降，其原因是空气中碳氢化合物及水分占据了活性炭表面的活性位置，或与浸渍剂反应而导致活性炭中毒，浸渍剂的挥发也会导致吸附容量降低。因此，长期不用的吸附器使用前应更换新活化的活性炭。
3.活性炭滞留床
反应堆运行过程中产生的氪等裂变产物（惰性气体），在燃料包壳破损时有一部分会释放到回路冷却剂中，在冷却剂脱气处理时，将伴随其中的溶解态氮、氢混合气体一起释放到大气中。
利用活性炭的吸附特性，使气载废物中的惰性气体在活性炭滞留床中滞留一定的时间，可使其在流出炭床时，惰性气体核素衰变到所需要的水平。
4.低温分馏装置
将放射性气体在-170℃低温下液化，通过分馏使惰性气体从中分离并得以浓集，这种方法对85Kr的回收率大于99%。
三、放射性固体废物处理
1.中、低放射性固体废物的处置
中、低放射性废液净化处理中产生的泥浆、废树脂及浓缩液经水泥或沥青固化后形成的废物及失效废气的密封辐射源等，经适当包装后，可采用近地表处置或地质处置等方式做最终处理。
2.高放射性固体废物的处置
高放射固体废物经一定时期的储存后，将放置在地表以下的几百米深处稳定地质层的处置库内做永久性处置，确保在不短于一万年的长时期内废物中的放射性核素与生物圈可靠地隔离。
为防止废物中核素迁移到地表，确保环境的绝对安全，处置库应具有可靠的防水和滞留放射性核素的作用，为此，设计中通常采用多重屏障系统的设计原理。这一系统一般包括由废物体、废物容器、外包装和回填材料构成的四重工程屏障及地层岩石构成的天然屏障，每一重屏障都具有独特的重要作用。其中，回填材料是废物中核素向外辐射、扩散的缓冲物质，固定和支撑着废物容器在处置库中的位置，并起着封闭处置区的作用。
四、外辐射防护
外辐射是指人体外的X射线、β射线、γ射线、中子流等对机体的照射，它主要发生在各种封闭性放射源工作场所。外辐射防护分为时间防护、距离防护和屏蔽防护，它们可以单独使用，也可以结合使用。
1.防护α射线
由于a粒子穿透能力最弱，一张白纸就能把它挡住，因此，对于α射线应注意内照射。其进入体内的主要途径是呼吸和进食，其防护方法主要有：防止吸入被污染的空气和食入被污染的食物，防止伤口被污染。
2.防护β粒子
β粒子的穿透能力比α射线强，比γ射线弱，因此，β射线是比较容易阻挡的，用一般的金属就可以阻挡。但是，β射线容易被表层组织吸收，引起组织表层的辐射损伤，因此其防护就复杂得多。具体方法有：避免直接接触被污染的物品，以防皮肤表面的污染和辐射危害；防止吸入被污染的空气和食入被污染的食物；防止伤口被污染；必要时应采用屏蔽措施。
3.防护γ粒子
γ射线穿透力强，可以造成外照射，其防护的方法主要有：尽可能减少受照射的时间；增大与辐射源间的距离，因为受照剂量与离开源的距离的平方成反比；采取屏蔽措施。在人与辐射源之间加一层足够厚的屏蔽物，可以降低外照射剂量。屏蔽的主要材料有铅、钢筋混凝土、水等，我们住的楼房对外部照射来说是很好的屏蔽体。
