马小强

(江苏核电有限公司，江苏 连云港 222000)

核能作为低碳能源，具有能量密度大、基荷电力稳定、运行成本低、清洁等特点，已成为清洁能源不可或缺的重要组成部分。核能开发利用不可避免地会产生放射性废物(简称“废物”)，妥善处理这些废物是核能可持续发展的关键。其中放射性废树脂(简称“废树脂”)是核电运行产生的主要废物之一。废树脂减容处理是核电厂废物最小化处理的重要内容之一，也是国家监管的重点之一[1-5]。

诸多废树脂处理技术中，热态超压技术是实现废树脂减容处理的技术之一，其国内外应用情况如表1所示。废树脂热态超压技术有“添加剂+热压”和“研磨+热压”两种技术路线。“研磨+热压”技术路线减容因子更高，是废树脂减容处理优先选择的方案之一[6-12]。

表1 国内外废树脂热态超压技术

当前“研磨+热压”技术减容因子2.0，虽然实现了废树脂减容处理，但未实现深度减容。本文利用粉末堆积理论建立模型对废树脂热态超压开展了理论探讨，分析了影响减容因子的各种因素，提出了深度减容技术方案，并进行了技术可行性和经济性评价。

1 废树脂热态超压减容机理

核电厂使用的树脂粒径为毫米量级，经研磨后粒径为微米量级。树脂粉末是由无数相对较小的球形颗粒组成的集合体，属于粉体。因此，废树脂热态超压缩属于粉末堆积理论研究范畴。废树脂深度减容问题，就是粉体堆积最密堆积问题。废树脂热态超压技术，是通过机械研磨改变颗粒形状和粒径分布，在高温(通常在120～160 ℃)条件下通过机械压力改变粉末颗粒空间堆积模式，以实现最密堆积的废树脂处理技术。……