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贮树脂高完整性容器释氢对处置安全影响评价

1范围

本文件用于指导处置库场内所处置的贮树脂高完整性容器释氢对处置库安全的计算和

评价。本文件给出了贮树脂高完整性容器在处置库氢气释放对处置库安全影响评价的主要内

容和评价方法。

本文件适用于低、中水平放射性固体废物处置库场内所处置的贮树脂高完整性容器释放

的氢气对处置库安全的计算和评价，其他设施的评价可参照执行。

2规范性引用文件

下列文件中的内容文中的规范性引用而构成本文件必不可少的条款。其中，注日期的引

用文件，仅该日期对应的版本适用于本文件；不注日期的引用文件，其必威体育精装版版本（包括所有

的修改版）适用于本文件。

GB9132低、中水平放射性固体废物近地表处置安全规定

GB36900.1——2008低、中水平放射性废物高完整性容器——球墨铸铁容器；

GB36900.2——2008低、中水平放射性废物高完整性容器——混凝土容器；

GB36900.3——2008低、中水平放射性废物高完整性容器——交联高密度聚乙烯容器。

3术语和定义

3.1高完整性容器HighIntegrityContainer（HIC）

在预期300年以上的使用寿命内，能够有效包容其中盛装的低、中水平放射性固体废物

的容器。高完整性容器可以由不同材料制成（如混凝土、球墨铸铁、高密度聚乙烯材料或复

合材料）。

3.2孔隙率porosity

多孔物体内部的孔隙体积和物体总体积之比。

4基本评价内容

处置库场内所处置的贮树脂高完整性容器释放的氢气对处置库安全影响的评价内容应

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包括以下几个方面：

评价时间尺度拟定为高完整性容器装填树脂中所含放射性核素最长半衰期的10倍，核

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电废树脂一般评价分析时间尺度为300年（依据Cs半衰期而定）。

高完整性容器内树脂辐解释氢实验研究，为处置库内高完整性容器释放的辐解气体（氢

气）在处置库内的扩散提供输入源项。

依据具体的处置方案、评价时间尺度、处置库内高完整性容器周围水泥固化桶寿命以及

水泥固化体中可能包容有部分树脂固化体的氢气释放，建立处置库内氢气的传质过程（景象）。

处置库内氢气的传质过程数学模型的建立和氢气扩散参数的确定。

根据处置库内氢气的传质过程（景象），建立的氢气传质数学模型和确定的氢气扩散参

数，完成氢气传质计算，根据计算结果评价处置库场内所处置的贮树脂高完整性容器释放的

氢气对处置库安全影响。

5评价时间尺度确定

高完整性容器所装填树脂中所含放射性核素经过10个半衰期后活度约降为原来的0.1%，

因此评价年限拟定为放射性核素最长半衰期的10倍。例如，核电厂树脂所含放射性核素以

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Co、Sr、Cs和Cs为主，半衰期分别为5.27a、28.79a、2.06a和30a，评价时间尺度

设定为300a被认为是保守的。

6辐解气体（氢气）释放源项

开展废树脂辐解释氢试验，通过加速辐照的方法获得试验所用树脂达到特定累积剂量的

辐解气体（氢气）产量、辐解气体（氢气）组分和辐解气体（氢气）产生速率。

为了完成废树脂辐解释氢试验研究，需要完成如下工作：

（1）辐照容器的设计、加工与监测：辐照容器用于承装试验所用的树脂，容器应具有

密封性且耐辐照，试验前后应完成容器性能的监测以确保获得数据的准确性。

（2）辐照样品的准备：采用处置同型号树脂或具有代表性树脂，吸水饱和沥水后装入

辐照容器。

（3）辐照累积剂量及方式：根据树脂所含放射性核素源项数据，计算获得评价期内树

脂所受的累积剂量；采用放射源（如钴源）加速辐照树脂至所需的累积剂量。

（4）样品中气体测量：利用质谱仪或气相色谱仪对辐照后树脂所产生的辐解气体组分

和含量进行分析。

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（5）数据处理：获得辐解气体中氢气含量和氢气产生速率。

7处置库内氢气的传质过程（景象）建立

根据具体的处置方案、评价时间尺度、处置库内高完整性容器周围水泥固化桶寿命以及

水泥固化体中可能包容有部分树脂固化体的氢气释放，建立处置库内氢气的传质过程和景象。

以具有代表性的处置单元为