放射性废物管理/低级别废物
低级别废物 (LLW) 是用来描述不符合高级别废物 (HLW)、乏燃料 (SNF)、超铀废物 (TRU) 或某些被称为 11e(2) 废物的副产品材料(如铀矿尾矿)类别定义的核废物。本质上,这是一个排除定义,LLW 是不属于其他类别的放射性废物类别。如果 LLW 与危险废物混合,那么它将具有混合低级别废物 (MLLW) 的特殊地位,必须同时满足作为 LLW 和危险废物的处理、储存和处置法规。虽然大部分 LLW 的放射性并不高,但 LLW 的定义不包括对其活度的引用,一些 LLW 的放射性可能非常高,例如工业和医疗中使用的放射源。
低级别废物包括受到放射性物质污染或因暴露于中子辐射而变得放射性的物品。这种废物通常包括被污染的防护鞋套和服装、擦拭布、拖把、过滤器、反应堆水处理残留物、设备和工具、发光表盘、医疗管子、拭子、注射针、注射器以及实验室动物尸体和组织。放射性范围从自然界中发现的背景水平略高到某些情况下(例如核电站反应堆压力容器内部的零件)的极高放射性。
低级别废物的定义由各个国家的核监管机构制定,虽然国际原子能机构提供了建议。
在美国,低级别废物处置发生在商业运营的低级别废物处置设施中,这些设施必须获得 NRC 或协议州的许可。这些设施的设计、建造和运营必须满足安全标准。设施运营商还必须对设施所在场址进行广泛的表征,并分析设施在未来数千年内的运行情况。
在美国,有三个现有的低级别废物处置设施接受各种类型的低级别废物。所有设施都位于协议州。
1985 年的低级别放射性废物政策修正案赋予各州对其低级别放射性废物的处置责任。该法案鼓励各州签订协议,允许他们在共同处置设施处置废物。大多数州已签订协议;然而,自该法案通过以来,没有新建处置设施。
NRC 向有意建立计划以根据 1954 年《原子能法》修正案承担 NRC 监管权的州提供援助。该法案第 274 条提供了法律依据,根据该法律依据,NRC 将其监管权的一部分放弃给各州,以许可和监管副产品材料(放射性同位素);源材料(铀和钍);以及一定数量的特种核材料。NRC 将其权力转移到州的机制是州长和委员会主席根据该法案第 274b 条签署的协议。
NRC 向参与协议的州提供的援助包括审查各州对 274b 协议或现有协议修订的请求,与各州举行会议以讨论和解决 NRC 审查意见,以及就委员会批准拟议的 274b 协议提出建议。此外,NRC 开展培训课程和研讨会;评估协议州的技术许可和检查问题;评估州规则变更;参与辐射控制计划主任会议组织开展的活动;以及在 NRC 规则制定和其他监管工作中尽早实质性地参与。NRC 还与协议州协调事件信息的报告和对涉及协议州的向 NRC 报告的指控的回应。
1962 年 3 月 26 日,肯塔基州联邦成为第一个协议州。1964 年 12 月,美国原子能委员会举办了与这批州的首个年度联合会议。如今,已有 37 个州与 NRC 签订了协议,其他州正在接受评估。
NRC 和协议州通过监管要求、许可和安全监管的组合来监管低级别废物处置。
根据谁“拥有”废物,其处理和处置方式会有所不同。所有核设施,无论是公用事业公司还是处置场,都必须遵守 NRC 规定。美国的三座低级别废物处置设施位于南卡罗来纳州的巴恩威尔、华盛顿州的里奇兰和犹他州的克莱夫。巴恩威尔和克莱夫地点由能源解决方案公司运营,而里奇兰地点由美国生态公司运营。巴恩威尔和里奇兰接受 A 到 C 类低级别废物,而克莱夫只接受 A 类 LLW。DOE 管理着数十个 LLW 场址。其中规模最大的场址位于全国各地的 DOE 保留地(例如汉福德基地|汉福德保留地、萨凡纳河基地、内华达试验场、洛斯阿拉莫斯国家实验室、橡树岭国家实验室、爱达荷国家实验室,仅列举最重大的基地)。
废物类别在 10 C.F.R. § 61.55 废物分类中详细说明,该分类由核监管委员会实施,并在下表中复制。这些并非在这些设施处置的所有同位素,而是对长期监测场地最关心的同位素。废物分为三个类别,A 到 C,其中 A 的放射性最低,C 的放射性最高。A 类 LLW 可以沉积在地表附近,而 B 类和 C 类 LLW 必须逐渐埋得更深。
在 10 C.F.R. § 20.2002 中,NRC 保留了对放射性废物进行免费释放的权利。这种处置的总活性不能超过 1 mrem/年,NRC 逐案审理请求。符合这些严格法规的低级别废物随后与其他垃圾一起在垃圾填埋场处置。允许以这种方式处置的物品包括:发光手表(镭)和烟雾探测器(镅)等。
放射性核素 | A 类 (Ci/m^3) | B 类 (Ci/m^3) | C 类 (Ci/m^3) |
---|---|---|---|
所有半衰期小于 5 年的核素的总量 | 700 | 无限制 | 无限制 |
H-3(氚) | 40 | 无限制 | 无限制 |
Co-60 | 700 | 无限制 | 无限制 |
Ni-63 | 3.5 | 70 | 700 |
活化金属中的 Ni-63 | 35 | 700 | 7000 |
Sr-90 | 0.04 | 150 | 7000 |
Cs-137 | 1 | 44 | 4600 |
C-14 | 0.8 | 8 | |
活化金属中的 C-14 | 8 | 80 | |
活化金属中的 Ni-59 | 22 | 220 | |
活化金属中的 Nb-94 | 0.02 | 0.2 | |
Tc-99 | 0.3 | 3 | |
I-129 | 0.008 | 0.08 | |
半衰期大于 5 年的α衰变超铀核素 | 10 nCi/g | 100 nCi/g | |
Pu-241 | 350 nCi/g | 3500 nCi/g | |
Cm-242 | 2000 nCi/g | 20000 nCi/g |
LLW 不应与高级别废物 (HLW)、乏燃料 (SNF) 或超铀废物 (TRU) 混淆。这些需要不同的处置途径。来自美国核武器综合体的 TRU 废物目前在位于新墨西哥州卡尔斯巴德附近的废物隔离试点工厂 (WIPP) 处置,尽管其他场地正在考虑对特别难以管理的 TRU 废物进行现场处置。