CN110400649B - 一种低中水平放射性废物岩洞处置的方法及结构 - Google Patents

Abstract

本发明公开一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，包括以下步骤：S1，在地下的岩洞内设置处置巷道，在处置巷道的下部设置单元格；S2，将放射性废物按照放射性活度的高低划分为三个等级，分别为中水平放射性废物、低水平放射性废物、极低水平放射性废物，并将中水平放射性废物、低水平放射性废物按自下而上的顺序依次码放在处置巷道下部的单元格内，再将极低水平放射性废物码放在处置巷道的单元格的顶部，直至填满处置巷道；S3，对处置巷道进行回填、密封。本发明还公开了一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构。本发明可以有效提高岩洞处置的空间利用率。

Description

一种低中水平放射性废物岩洞处置的方法及结构

技术领域

本发明属于放射性废物处理技术领域，具体涉及一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法及结构。

背景技术

核电厂会产生大量的放射性废物，相较于高放射性废物而言，低、中放射性废物所占放射性活度份额虽然较小，但其所占体积份额较大，低、中放射性废物的处理需要占用大量的空间。根据2018年1月1日起施行的《中华人民共和国核安全法》第四十条要求，低、中水平放射性废物在国家规定的符合核安全要求的场所实行近地表或者中等深度处置。

目前，我国现有的用于处置低、中放射性废物的处置场均为近地表处置场，如甘肃西北处置场、四川飞凤山处置场、以及广东北龙处置场，中等深度的岩洞处置设施尚处于研究设计阶段。

低、中水平放射性固体废物的中等深度处置，主要是指岩洞处置，即将低、中放射性废物码放在地下不同深度、不同地质建造和不同类型的岩洞中，例如废矿井、现有人工洞室、天然洞室、专为处置废物而挖掘的岩洞等。

相较于近地表处置，岩洞处置设施具有显著优势，如：所受气候及地表作用过程的影响小、核素包容性强、无需覆盖层设计等，受到瑞典、韩国等越来越多的国家的重视，如瑞典的SFR处置场、韩国月城处置场等都是采用了岩洞处置。

然而，国外在岩洞处置的运行过程中，一般是先通过数控吊车将废物码放于处置巷道的下部区域内，待处置巷道处置完毕后，对处置巷道的上部区域直接进行回填，这样会造成较大的空间浪费，导致处置巷道的空间利用率较低，从而使处置同等量的放射性废物需要更多的处置场地，增加了处理成本。

发明内容

本发明要解决的技术问题是针对现有技术存在的以上不足，提供一种低中水平放射性废物岩洞处置的方法和结构，可以有效提高岩洞处置的空间利用率。

根据本发明的一个方面，提供一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，其技术方案如下：

一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在地下的岩洞内设置处置巷道，在处置巷道的下部设置单元格；

S2，将放射性废物按照放射性活度的高低划分为三个等级，分别为中水平放射性废物、低水平放射性废物、极低水平放射性废物，并将中水平放射性废物、低水平放射性废物按自下而上的顺序依次码放在处置巷道下部的单元格内，再将极低水平放射性废物码放在处置巷道的单元格的顶部，直至填满处置巷道；

S3，对处置巷道进行回填、密封。

优选的，在步骤S2中，所述中水平放射性废物采用第一废物桶盛装，所述低水平放射性废物采用第二废物桶盛装，所述极低水平放射性废物采用第三废物桶盛装，所述处置巷道采用多列平行设置，在每列处置巷道的下部并排设置多个单元格，对各列所述处置巷道的填充顺序为按照由内到外的方式依次填充，

步骤S2中对单个单元格填充具体包括以下步骤：

S201，先将所述单元格与相邻单元格之间进行封闭，再将多个第一废物桶码放在所述单元格的底板上，并浇注水泥砂浆以填充各第一废物桶之间的空隙；

S202，将多个第二废物桶码放在多个第一废物桶的上面，并浇注水泥砂浆以填充各第二废物桶之间的空隙，直至填满单元格；

S203，在已被填满的单元格的顶部浇筑钢筋混凝土，作为单元格顶板；

步骤S2中对单列处置巷道的填充具体包括以下步骤：

S204，根据步骤S201-步骤S203对单列处置巷道内的多个单元格按照由内到外的顺序依次进行填充，直至填满该列处置巷道下部的所有单元格；

S205，将第三废物桶码放在处置巷道的各个单元格的顶板上，并浇注混凝土以填充各第三废物桶之间的空隙，直至填满该列处置巷道的整个上部空间。

优选的，在步骤S201中，所述第一废物桶的码放方式为立式码放，所述浇注水泥砂浆的方式为每码放两层第一废物桶浇注一次；

在步骤S202中，所述第二废物桶的码放方式为立式码放，所述浇注水泥砂浆的方式为每码放两层第二废物桶浇注一次；

在步骤S205中，所述第三废物桶的码放方式为卧式码放，所述浇筑混凝土的方式为每码放10-20米第三废物桶浇注一次。

优选的，步骤S3具体包括以下步骤：

在单列处置巷道的所有单元格填满后，采用第一混凝土对处置巷道下部的空隙进行回填，并在处置巷道下部的入口处设置第一封塞；

在本列处置巷道的上部填满后，采用第二混凝土对处置巷道上部的空隙进行回填，并在处置巷道上部的入口处设置第二封塞。

优选的，所述岩洞为现有的废矿井、人工洞室、天然洞室；所述单元格的高度与所述处置巷道的总高度的比例为9:11～15。

优选的，在所述步骤S2中，所述中水平放射性废物的比活度为4E+6～4E+11Bq/kg；所述低水平放射性废物的比活度为4E+3～4E+6Bq/kg；所述极低水平放射性废物的比活度为小于4E+3Bq/kg。

根据本发明的另一个方面，提供一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构，其技术方案如下：

一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构，其特征在于，包括岩洞，所述岩洞内设有处置巷道，

所述处置巷道的下部设有单元格，所述单元格用于放置中水平放射性废物和低水平放射性废物，所述中水平放射性废物和低水平放射性废物在单元格内自下而上依次放置；

所述处置巷道的上部用于放置极低水平放射性废物，所述极低水平放射性废物放置在单元格顶板上。

优选的，所述处置巷道的数量为多列，多列处置巷道平行设置于所述岩洞内；每列所述处置巷道包括并排设置的多个单元格。

优选的，所述岩洞内还有运输通道，运输通道包括第一通道、第二通道、斜坡道，

所述第一通道分别与各列处置巷道的下部连通，第一通道上设有第一出入口；

所述斜坡道的两端分别与第一通道和第二通道连通；

所述第二通道分别与各列处置巷道的上部连通，第二通道上设有第二出入口。

优选的，所述第一通道和第二通道分别平行设置在各列处置巷道的两端部，且第一通道和第二通道的长度方向与处置巷道的长度方向垂直；所述斜坡道的数量为一个或多个。

优选的，所述第二通道的底板与单元格顶板处于同一水平面上；

所述处置巷道的下部与所述第一通道的连接处设有第一封塞，所述处置巷道的上部与所述第二通道的连接处设有第二封塞；

所述第一封塞、所述第二封塞均采用膨润土制成。

优选的，所述处置巷道的下部与上部的高度比例为9:2～6；所述单元格的下部和上部的高度比例为1～4:1。

本发明提供的用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法及结构，充分利用了处置巷道的上部空间，避免了该空间的浪费，极大地提高了岩洞处置的空间利用率，进而提高了低中水平放射性废物的处置的经济性。并且，通过将不同比活度的放射性的废物进行合理分级、科学布置，不仅可以减少泄漏风险，还有利于工作人员的辐射防护。

附图说明

图1为实施例1中的方法处置后的岩洞内的结构示意图；

图2为实施例2中用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构示意图；

图3为图2中处置巷道的侧视图；

图4为图2中处置巷道的俯视图；

图5为图2中处置巷道的A-A剖面图；

图中：10-第一通道；11-第一出入口；12-处置巷道下部入口；13-第一封塞；14-第一通道的底板；20-第二通道；21-第二出入口；22-处置巷道上部入口；23-第二封塞；24-第二通道的底板；30-斜坡道；40-处置巷道；41-侧墙；42-底板；43-顶板；44-处置巷道的上部空间；50-单元格；51-隔墙；52-开孔；53-单元格顶板；54水泥砂浆；60-吊车；61-伸缩套管；71-第一废物桶；72-第二废物桶；73-第三废物桶；81-第一混凝土；82-第二混凝土。

具体实施方式

为使本领域技术人员更好的理解本发明的技术方案，下面将结合本发明中的附图，对本发明中的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述的实施例是本发明的一部分实施例，而不是全部实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的保护范围。

针对现有技术中，低中放射性废物进行岩洞处置时，对处置单元的上部直接进行回填，造成处置单元空间浪费，空间利用率，并进一步增加了低中放射性废物的处理成本的问题，本发明提供一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，包括以下步骤：

S1，在地下的岩洞内设置处置巷道，在处置巷道的下部设置单元格；

S2，将放射性废物按照放射性活度的高低划分为三个等级，分别为中水平放射性废物、低水平放射性废物、极低水平放射性废物，并将中水平放射性废物、低水平放射性废物按自下而上的顺序依次码放在处置巷道下部的单元格内，再将极低水平放射性废物码放在处置巷道的单元格的顶部，直至填满处置巷道；

S3，对处置巷道进行回填、密封。

相应地，本发明还提供一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构，包括岩洞，所述岩洞内设有处置巷道，

所述处置巷道的下部设有单元格，所述单元格用于放置中水平放射性废物和低水平放射性废物，所述中水平放射性废物和低水平放射性废物在单元格内自下而上依次放置；

所述处置巷道的上部用于放置极低水平放射性废物，所述极低水平放射性废物放置在单元格顶板上。

实施例1

如图1-图5所示，本实施例公开一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，包括以下步骤：

S1，在地下的岩洞内设置处置巷道，在处置巷道的下部设置单元格，具体步骤如下：

S101，设置处置巷道40。处置巷道40可以是一列，也可以是多列，本实施例中，优选为设置多列处置巷道40。

具体的，根据低中水平放射性废物的处理量要求，计算模拟，选择合适的现有的废矿井、人工洞室、天然洞室作为低中水平放射性废物的处置岩洞。在岩洞内平行设置多列处置巷道40，用于码放低中水平放射性废物。

S102，设置单元格50。单元格50可以是一个，也可以是多个，本实施例中，优选为设置多个单元格50。

具体的，在各列处置巷道40的下部，设置多个单元格50，使多个单元格50沿处置巷道40的长度方向排成一排，单元格50的顶部为常开状状态。在各个单元格50之间设置隔墙51，以提高单元格结构的稳定性。在隔墙51上设置开口52，以便通行。

在处置巷道40的上部可以安装吊运设备60，以便后续对放射性废物进行处置时将放射性废物转运到指定位置。本实施例中的吊运设备60优选为远程数控吊车。

在实际操作中，从放射性废物码放操作的难易程度考虑，处置巷道40的下部的高度(即单元格50的高度)与处置巷道40的上部的高度的比例为9:2～6，也就是说，单元格50的高度与其所在的处置巷道的总高度的比例为9:11～15。本实施例中，处置巷道40的下部的高度与处置巷道40的上部的高度的比例优选为9:4，也就是说，单元格50的高度与其所在的处置巷道的总高度的比例优选为9:13。

S2，将低中水平放射性废物按照比活度的高低划分为三个等级，分别为中水平放射性废物、低水平放射性废物、极低水平放射性废物，并将中水平放射性废物、低水平放射性废物按自下而上的顺序依次码放在处置巷道下部的单元格50内，再将极低水平放射性废物码放在处置巷道的单元格50的顶部，直至填满处置巷道40，具体包括：

S2-1，将低中水平放射性废物按照比活度(比活度也称为比放射性，指放射源的放射性活度与其质量之比，即单位质量产品中所含某种核素的放射性活度。)的高低划分为中水平放射性废物、低水平放射性废物、极低水平放射性废物三个等级，并根据划分的等级进行填装，以便后续处置。

其中：中水平放射性废物的比活度为4E+6～4E+11Bq/kg；低水平放射性废物的比活度为4E+3～4E+6Bq/kg；所述极低水平放射性废物的活度为比活度为小于4E+3Bq/kg。

具体的，将比活度为4E+6～4E+11Bq/kg的中水平放射性废物用第一废物桶71进行盛装；将比活度为4E+3～4E+6Bq/kg的低水平放射性废物用第二废物桶72进行盛装；将比活度为小于4E+3Bq/kg的极低水平放射性废物用第三废物桶73进行盛装。

S2-2，将装有放射性废物的第一废物桶71、第二废物桶72、第三废物桶73按一定的顺序填充到岩洞中的处置巷道40内，具体的填充顺序包括：

对各列处置巷道40的填充顺序为：按照由内到外的方式依次填充，即先填充岩洞的最内侧(离岩洞的第一出入口11最远的位置)的处置巷道40，再填充与最内侧处置巷道相邻的处置巷道40，最后填充最靠近岩洞出入口的处置巷道40。

对同一列处置巷道40中的多个单元格50的填充顺序为：按照由内到外的方式依次填充，即先填充该列处置巷道40中最内侧(离处置巷道下部入口12最远的位置)的单元格50，再填充与该最内侧的单元格50相邻的单元格50，最后填充最靠近处置巷道下部入口12的单元格50。

本实施例中，对单个单元格50填充具体包括以下步骤：

S201，先将所述单元格50与相邻单元格之间进行封闭，再将多个第一废物桶码71放在所述单元格50的底板上，并浇注水泥砂浆54以填充各第一废物桶71之间的空隙。

其中，所述第一废物桶71的码放方式为立式码放，浇注水泥砂浆54的方式优选为每码放两层第一废物桶71浇注一次。

具体的，装有比活度为4E+6～4E+11Bq/kg的中水平放射性废物的第一废物桶71通过第一出入口11运输到地下岩洞内后，先用废物运输车将第一废物桶71运输至处置巷道下部入口12，再穿过单元格50之间的隔墙51上设有的开孔52，将第一废物桶71运输至与要填充的目标单元格(正在填充或准备填充的单元格50)相邻的单元格50内；先将目标单元格与相邻单元格之间的隔墙51封闭(在实际操作中，可以直接将最内侧的单元格和相邻的单元格之间的隔墙直接设置成不含开孔的隔墙)，然后通过用设置在处置巷道上部的远程数控吊车的伸缩管套61将第一废物桶71从单元格的顶部转运至目标单元格的底板的指定位置，进行立式码放，直至填满单元格50的下部。

第一废物桶71的码放顺序为：按从下到上的顺序一层一层的进行码放，即先将多个第一废物桶71立式码放在单元格底板上，形成第一层第一废物桶，再在第一层第一废物桶上面继续码放第二层第一废物桶，依次类推，直至填满单元格50的下部。在码放第一废物桶71的同时，每码放两层第一废物桶71，在各第一废物桶71之间的空隙处浇注一次水泥砂浆54，以填充各第一废物桶71之间的空隙，提高码放的第一废物桶71的整体结构的稳定性。

S202，将多个第二废物桶72码放在多个第一废物桶71的上面，并浇注水泥砂浆54以填充各第二废物桶72之间的空隙，直至填满单元格50。

其中，所述第二废物桶72的码放方式为立式码放，浇注水泥砂浆54的方式优选为每码放两层第二废物桶72浇注一次。

具体的，装有比活度为4E+3～4E+6Bq/kg的低水平放射性废物的第二废物桶72通过第一出入口11运输到地下岩洞内后，先用废物运输车将第二废物桶72运输至处置巷道下部入口12，再运输至与目标单元格相邻的单元格50内，然后通过处置巷道上部的远程数控吊车将第二废物桶72从单元格的顶部转运至目标单元格内已码放的第一废物桶71的上面，进行立式码放，直至填满单元格50的上部。

在实际操作中，单元格50中码放的第一废物桶71和第二废物桶72的高度比例优选为1～4:1,也就是说，单元格下部的高度与单元格上部的高度之比优选为1～4:1。本实施例中，单元格下部的高度与单元格上部的高度之比优选为2:1。

第二废物桶72的码放顺序为：按从下到上的顺序一层一层的进行码放，即先将多个第二废物桶72立式码放在已码放的第一废物桶71上，形成第一层第二废物桶，再在第一层第二废物桶上面继续码放第二层第二废物桶，依次类推，直至填满单元格50的上部。在码放第二废物桶72的同时，每码放两层第二废物桶72，在各第二废物桶72之间的空隙处浇注一次水泥砂浆54，以填充各第二废物桶72之间的空隙，提高码放的第二废物桶72的整体结构的稳定性。

S203，在已被填满的单元格72的顶部浇筑钢筋混凝土，作为单元格顶板53。

具体的，实际操作过程中，在单元格50的上部码放第二废物桶72时，由于存在误差，很难做到刚好使第二废物桶72完全填满单元格50的上部，一般会剩余一定的高度，需要先用水泥砂浆54填充。当单元格50的上部不再能码放第二废物桶72时，在单元格上部的剩余高度部分浇筑水泥砂浆54，以对剩余高度部分进行填充，使单元格50内的填充物达到单元格50的预设高度(即单元格顶部53的高度)，再在填充的水泥砂浆54上面浇筑钢筋混凝土作为单元格顶板53。

本实施例中，对单列处置巷道40的填充具体包括以下步骤：

S204，根据步骤S201-步骤S203的顺序，对单列处置巷道40内的多个单元格50按由内到外的顺序依次进行填充，直至填满该列处置巷道下部的所有单元格50。

具体的，对同一个处置巷道40的所有单元格50，由内到外(即从离处置巷道下部入口12最远的单元格开始，到离处置巷道下部入口12最近的单元格结束)依次进行填充。也就是说，先填充该列处置巷道40中最内侧(离处置巷道下部入口最远)的单元格50，再填充与最内侧单元格相邻的单元格50，依次类推，最后再填充离处置巷道下部入口最近的单元格50(即靠近处置巷道下部入口12的单元格)。对同一个单元格50，按照步骤S201-步骤S203进行填充，直至填满该列处置巷道下部的所有单元格50。

S205，将第三废物桶73码放在处置巷道40的各个单元格顶板53上，并浇注混凝土以填充各第三废物桶73之间的空隙，直至填满该列处置巷道40的整个上部空间。

其中，所述第三废物桶73的码放方式为卧式码放，浇筑混凝土的方式为在沿处置巷道的长度方向上每码放10-20米的第三废物桶73浇注一次。

具体的，在处置巷道40的下部被填满后，将设置在该处置巷道上部的吊运工具60(本实施例中为远程数码吊车)拆除。将装有比活度为小于4E+3Bq/kg的极低水平放射性废物的第三废物桶通73过第一出入口11运输到地下岩洞内后，先用废物运输车将第三废物桶73运输至处置巷道上部入口22。

本实施例中，对处置巷道40的上部的填充具体包括以下步骤：

S205-1,先利用叉车将第三废物桶73卧式码放在处置巷道上部最内侧(即离处置巷道上部入口最远)的单元格顶板53上，直至最内侧的单元格顶板53的上部空间(单元格顶板53与处置巷道40的顶板之间的空间)被填满。本实施例中的叉车优选为具有升降功能。

S205-2,再按步骤S205-1，将第三废物桶73卧式码放在与最内侧的单元格相邻的单元格顶板53上，由内到外，依次类推，直至填满该列处置巷道上部的整个空间。

S205-3,在码放第三废物桶73的同时，在横向方向上每码放10-20米的第三废物桶73,浇筑一次混凝土，以填充各第三废物桶73之间的空隙，防止码放的第三废物桶73发生滚动而失稳，提高码放的第三废物桶73的结构的稳定性。本实施例中，优选为在沿处置巷道的长度方向上每码放15米的第三废物桶73，浇筑一次混凝土。

S3，对处置巷道40进行回填、密封，具体包括以下步骤：

S301，在单列处置巷道40的所有单元格50填满后，采用第一混凝土81对处置巷道下部的空隙进行回填，并在处置巷道下部的入口处设置第一封塞13。

其中，第一封塞13，优选采用膨润土封塞，膨润土封塞与水接触后能够膨胀成糊状，具有较强的粘性，可以提高密封效果。

具体的，当单列处置巷道40的下部被中水平放射性废物和低水平放射性废物填满后，在处置巷道下部的空隙处浇注第一混凝土81，对处置巷道下部的空隙进行回填，使处置巷道40的下部完全被填满，并在处置巷道下部的入口处设置膨润土封塞，对处置巷道的下部进行密封，以提高对码放在处置巷道下部的中水平放射性废物和低水平放射性废物的密封效果，进一步提高放射性废物处置的安全性。

S302，在本列处置巷道40的上部填满后，采用第二混凝土82对处置巷道上部的空隙进行回填，并在处置巷道上部的入口处设置第二封塞23。

其中，第二封塞23，优选采用膨润土封塞，膨润土封塞与水接触后能够膨胀成糊状，具有较强的粘性，可以提高密封效果。

具体的，当处置巷道40的上部被极低水平放射性废物填满后，在处置巷道上部的空隙处浇注第二混凝土82，对处置巷道上部的空隙进行回填，使处置巷道40的上部空间完全被填满，并在处置巷道上部的入口处设置膨润土封塞，对处置巷道40的上部进行密封，以提高对码放在处置巷道上部的极低水平放射性废物的密封效果，进一步提高放射性废物处置的安全性。

S4，在处置巷道40回填、密封后，用混凝土对岩洞内的其它空隙(如用于低中水平放射性废物的运输通、人员通道等)进行回填，以对整个岩洞进行密封，进一步提高岩洞处置的安全性。

本实施例公开的用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，充分利用了处置巷道的上部空间，避免了该空间的浪费，极大地提高了岩洞处置的空间利用率，进而提高了低中水平放射性废物的处置的经济性。并且，通过将不同比活度的放射性的废物进行合理分级、科学布置，不仅可以减少泄漏风险，还有利于工作人员的辐射防护。

实施例2

如图1-5所示，本实施例公开一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构，该结构可用于实施例1中的方法。

所述结构包括岩洞，岩洞内设有处置巷道40，处置巷道40的下部设有单元格50，单元格50用于放置中水平放射性废物和低水平放射性废物，中水平放射性废物和低水平放射性废物在单元格50内自下而上依次放置；处置巷道40的上部用于放置极低水平放射性废物，极低水平放射性废物依次放置在单元格顶板53上。

进一步的，所述处置巷道40的数量为多列，多列处置巷道40平行设置于岩洞内；每列处置巷道40包括并排设置的多个单元格50。

具体的，岩洞可以是现有的废矿井、人工洞室、天然洞室中一种，也可以是其它的能够用于存放低中水平放射性废物的地下岩洞，本实施例不作进一步限定。

处置巷道40可以是一列，也可以是多列，本实施例优选为多列。多列处置巷道40平行设置于岩洞内，多列处置巷道40优选为具有相同的长度。处置巷道40的形状、尺寸大小，根据实际情况确定，本实施例中不作进一步限定。

处置巷道40的两端分别设置有入口，其一端的入口设于处置巷道40的下部，即处置巷道下部入口12；其另一端的入口设于处置巷道40的上部，即处置巷道上部入口22。也就是说，设有处置巷道下部入口12的一端，其上方(即处置巷道的上部入口所在端的相对端)为密封状；设有处置巷道上部入口22的一端，其下方(即处置巷道的下部入口所在端的相对端)为密封状。

处置巷道40的下部设有隔墙51，隔墙51为一个或多个，优选为多个。多个隔墙51将处置巷道40分隔为多个单元格50，也就是说，处置巷道40的侧墙41即为单元格50的侧墙41，处置巷道40的底板即为单元格50的底板。隔墙51与相邻的隔墙51之间的间距，根据实际情况进行选择，本实施例不作进一步限定，也就是说，单元格的尺寸不作进一步限定。隔墙51上设有开孔52，用于将中水平放射性废物和低水平放射性废物运输至各个单元格50内。

单元格50的下部，用于放置中水平放射性废物。单元格50的上部，用于放置低水平的放射性废物。单元格50的顶部为常开状态，以便将中水平放射性废物和低水平放射性废物分别放置到单元格50的下部和上部。当单元格50的下部和上部都被填满时，在单元格50的顶部设置单元格顶板53，以密封单元格50。本实施例中，单元格顶板53优选为采用现浇筑的混凝土制成。采用现浇筑的混凝土作为单元格顶板53，不仅可以方便放置中水平放射性废物和低水平放射性废物，还可以提高单元格50的结构强度。

在实际操作中，单元格下部的高度与单元格上部的高度比例可以根据需要放置的中水平放射性废物和低水平的放射性废物的量进行确定，优选为1～4:1。本实施例中，单元格下部的高度与单元格的上部的高度比例进一步优选为2:1。

当将中水平放射性废物和低水平放射性废物放置到处置巷道下部的单元格50时，处置巷道40的上部设有吊运设备60，用于将中水平放射性废物和低水平放射性废物放置到单元格50。本实施例中，吊运设备60优选为远程数控吊车。

当单元格50填满后，将吊运设备60拆除，此时，处置巷道40的上部(浇筑的单元格顶板与处置巷道的顶板之间的空间)还用于放置极低水平放射性废物。

在实际操作中，由于处置巷道40的下部的高度与所需要放置的中水平放射性废物和低水平的放射性废物的量有关，处置巷道40的上部的高度与所需要放置的极低水平的放射性废物的量有关，因此，处置巷道40的下部与上部的高度比例优选为9:2～6。本实施例中，处置巷道40的下部与上部的高度比例进一步优选为9:4。

进一步的，所述岩洞内还设有运输通道，运输通道包括第一通道10、第二通道20、斜坡道30，其中：第一通道10分别与各列处置巷道40的下部连通，第一通道10上设有第一出入口11；斜坡道30的两端分别与第一通道10和第二通道20连通；第二通道20分别与各列处置巷道40的上部连通，第二通道20上设有第二出入口21。

具体的，第一出入口11优选设置在第一通道10的一端，当然也可以设置在第一通道10的中间位置，本实施例不作进一步限定。第一出入口11与岩洞外部连通，通过第一出入口11可以将岩洞外部的中水平放射性废物、低水平的放射性废物、极低水平放射性废物运输至岩洞内。

第一通道10分别与各列处置巷道40的下部连通，通过第一通道10可以将岩洞内的中水平放射性废物、低水平放射性废物运输至各列处置巷道40的下部的各个单元格50内。

斜坡道30的一端与第一通道10连接，斜坡道30的另一端与第二通道20连接，通过斜坡道30可以将岩洞内的极低水平放射性废物运输至第二通道20内。

第二通道20还分别与各列处置巷道40的上部连通，通过第二通道40可以将第二通道20内的低中水平放射性废物运输至各列处置巷道40的上部空间内。第二出入口21优选设置在第二通道20上与第一出入口相对的一端，用于人员通行。

本实施例中，通过将第一出入口11、第二出入口21分开设置，将人员与不同放射水平的废物分流，不仅有利于工作人员的辐射防护，还可以提供工作效率。

进一步的，由于各列处置巷道40为平行设置，且各列处置巷道40的长度相同。因此，本实施例中，第一通道10和第二通道20优选为分别平行设置在各列处置巷道40的两端，且第一通道10和第二通道20的长度方向与处置巷道4的长度方向垂直。

进一步的，斜坡道30的数量可以为一个或多个，设置多个斜坡道30可以提高运输第三废物桶73转运速度，从而提高对第三废物桶73的处置效率。本实施例中，斜坡道30的数量优选为两条，且其中一条斜坡道30直接设于第一通道10上的第一出入口11和第二通道20上的第二出入口21之间(如图2中所示的最右侧的斜坡道)，对于其它的斜坡道30的设置位置不作进一步限定。斜坡道30的坡度(即第二通道的底板24的高度和第一通道的底板14的高度差与处置巷道40的长度的比值)和处置巷道40的长度有关，可根据实际情况进行确定，本实施例中不作进一步限定。

进一步的，第二通道的底板24与单元格顶板53处于同一水平面上；处置巷道40的下部与第一通道10的连接处设有第一封塞13，处置巷道40的上部与第二通道20的连接处设有第二封塞23；在处置巷道中的放射性废物放置完毕后，通过设置第一封赛13和第二封塞23，可以将整列处置巷道密封起来。第一封塞13、第二封塞23均采用膨润土制成。

具体的，本实施例中，第二通道的底板24的上表面、处置巷道上部入口22的底板的上表面、单元格顶板53的上表面均处于同一水平面上，这样可以方便工作人员使用叉车将第二通道20内的极低水平放射性废物无障碍运输到处置巷道40的上部。第一通道的底板14的上表面、处置巷道的底板42的上表面处于同一水平面上，以便将中水平放射性废物和低水平放射性废物无障碍的运输至每列处置巷道40的各个单元格50内。

第一封塞13设置在处置巷道40的下部与第一通道10的连接处，即设于处置巷道下部入口12。第二封塞23设置在处置巷道40的上部与第二通道20的连接处，即设于处置巷道上部入口22。本实例中，第一封塞13、第二封塞23均优选为采用膨润土制成，膨润土与水接触后能够膨胀成糊状，具有较强的粘性，可以提高对处置巷道内的放射性废物的密封效果，防止放射性废物泄露。

可以理解的是，以上实施方式仅仅是为了说明本发明的原理而采用的示例性实施方式，然而本发明并不局限于此。对于本领域内的普通技术人员而言，在不脱离本发明的精神和实质的情况下，可以做出各种变型和改进，这些变型和改进也视为本发明的保护范围。

Claims (11)

1.一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1，在地下的岩洞内设置处置巷道，在处置巷道的下部设置单元格；

S2，将放射性废物按照放射性活度的高低划分为三个等级，分别为中水平放射性废物、低水平放射性废物、极低水平放射性废物，其中，所述中水平放射性废物的比活度为4E+6～4E+11Bq/kg，所述低水平放射性废物的比活度为4E+3～4E+6Bq/kg，所述极低水平放射性废物的比活度为小于4E+3Bq/kg，并将中水平放射性废物、低水平放射性废物按自下而上的顺序依次码放在处置巷道下部的单元格内，再将极低水平放射性废物码放在处置巷道的单元格的顶部，直至填满处置巷道；

S3，对处置巷道进行回填、密封。

2.根据权利要求1所述的用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，其特征在于，在步骤S2中，所述中水平放射性废物采用第一废物桶盛装，所述低水平放射性废物采用第二废物桶盛装，所述极低水平放射性废物采用第三废物桶盛装，

所述处置巷道采用多列平行布置，在每列处置巷道的下部并排设置多个单元格，

对各列所述处置巷道的填充顺序为按照由内到外的方式依次填充，

步骤S2中对单个单元格填充具体包括以下步骤：

S201，先将所述单元格与相邻单元格之间进行封闭，再将多个第一废物桶码放在所述单元格的底板上，并浇注水泥砂浆以填充各第一废物桶之间的空隙；

S202，将多个第二废物桶码放在多个第一废物桶的上面，并浇注水泥砂浆以填充各第二废物桶之间的空隙，直至填满单元格；

S203，在已被填满的单元格的顶部浇筑钢筋混凝土，作为单元格顶板；

步骤S2中对单列处置巷道的填充具体包括以下步骤：

S204，根据步骤S201-步骤S203对单列处置巷道内的多个单元格按照由内到外的顺序依次进行填充，直至填满该列处置巷道下部的所有单元格；

S205，将第三废物桶码放在处置巷道的各个单元格的顶板上，并浇注混凝土以填充各第三废物桶之间的空隙，直至填满该列处置巷道的整个上部空间。

3.根据权利要求2所述的用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，其特征在于，

在步骤S201中，所述第一废物桶的码放方式为立式码放，所述浇注水泥砂浆的方式为每码放两层第一废物桶浇注一次；

在步骤S202中，所述第二废物桶的码放方式为立式码放，所述浇注水泥砂浆的方式为每码放两层第二废物桶浇注一次；

在步骤S205中，所述第三废物桶的码放方式为卧式码放，所述浇筑混凝土的方式为每码放10-20米第三废物桶浇注一次。

4.根据权利要求1所述的用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，其特征在于，步骤S3具体包括以下步骤：

在单列处置巷道的所有单元格填满后，采用第一混凝土对处置巷道下部的空隙进行回填，并在处置巷道下部的入口处设置第一封塞；

在本列处置巷道的上部填满后，采用第二混凝土对处置巷道上部的空隙进行回填，并在处置巷道上部的入口处设置第二封塞。

5.根据权利要求1-4任一项所述的用于低中水平放射性废物岩洞处置的方法，其特征在于，所述岩洞为现有的废矿井、人工洞室、天然洞室；

所述单元格的高度与所述处置巷道的总高度的比例为9:11～15。

6.一种用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构，其特征在于，包括岩洞，所述岩洞内设有处置巷道，

所述处置巷道的下部设有单元格，所述单元格用于放置中水平放射性废物和低水平放射性废物，所述中水平放射性废物和低水平放射性废物在单元格内自下而上依次放置；

所述处置巷道的上部用于放置极低水平放射性废物，所述极低水平放射性废物放置在单元格顶板上；

其中，所述中水平放射性废物的比活度为4E+6～4E+11Bq/kg，所述低水平放射性废物的比活度为4E+3～4E+6Bq/kg，所述极低水平放射性废物的比活度为小于4E+3Bq/kg。

7.根据权利要求6所述的用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构，其特征在于，

所述处置巷道的数量为多列，多列处置巷道平行设置于所述岩洞内；

每列所述处置巷道包括并排设置的多个单元格。

8.根据权利要求7所述的用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构，其特征在于，所述岩洞内设有运输通道，运输通道包括第一通道、第二通道、斜坡道，

所述第一通道分别与各列处置巷道的下部连通，第一通道上设有第一出入口；

所述斜坡道的两端分别与第一通道和第二通道连通；

所述第二通道分别与各列处置巷道的上部连通，第二通道上设有第二出入口。

9.根据权利要求8所述的用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构，其特征在于，

所述第一通道和第二通道分别平行设置在各列处置巷道的两端部，且第一通道和第二通道的长度方向与处置巷道的长度方向垂直；

所述斜坡道的数量为一个或多个。

10.根据权利要求9所述的用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构，其特征在于，

所述第二通道的底板与单元格的顶板处于同一水平面上；

所述处置巷道的下部与所述第一通道的连接处设有第一封塞，所述处置巷道的上部与所述第二通道的连接处设有第二封塞；

所述第一封塞、所述第二封塞均采用膨润土制成。

11.根据权利要求6-10任一项所述的用于低中水平放射性废物岩洞处置的结构，其特征在于，

所述处置巷道的下部与上部的高度比例为9:2～6；

所述单元格的下部和上部的高度比例为1～4:1。

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