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將放射性廢物管理的概念與生命周期分析相結合，以實現循環經濟。

放射性廢物是核反應堆、燃料加工廠、醫院和研究設施的副產品。它也會在核反應堆和其他核設施退役和拆除時產生。放射性廢物的來源很多，包括核醫學、核研究、核發電、核退役、稀土開采和核武器后處理。

在法國，分類是根據兩個參數進行的：

1) 放射性水平：

放射性廢物的放射性水平通常用貝克勒爾(Bq)每克或千克來表示。放射性廢物有四種不同的活度水平：高活度(HA)、中活度(MA)、低活度(FA)和極低活度(TFA)。極低水平放射性廢物的范圍為 0 至 100 Bq/g，隨后的類別中每個類別的初始活性增加(通常)三個數量級。因此，低放廢物范圍為 100-100,000 Bq/g，中放廢物范圍為 100,000-100,000,000 Bq/g，高放廢物超過 10 8 Bq /g。

2) 半衰期：半衰期

以年、日、分或秒表示，量化了放射性核素初始活度減半的時間。半衰期閾值由 Cs-137 的半衰期定義，因此設定為 31 年。廢物的區別在于主要放射性核素具有短周期(小于或等于 31 年)和長周期(大于 31 年)。對于前者，一般認為經過十個周期，即300年左右，放射性大大衰減。

圖 1：法國的放射性廢物分類，靈感來自 ANDRA 的分類(參考文獻 3)

放射性金屬廢物是指含有金屬成分的放射性廢物。核電廠(NPPs)退役過程中，主要產生兩類放射性金屬廢物，如反應堆壓力容器(RPV)和相鄰結構等反應堆部件中某些元素的中子活化引起的體積放射性;以及沉積在各種堆芯外組件表面上的表面放射性。4很大一部分金屬廢物是堆芯外的部件，例如傳熱管和熱交換器管。不同類型的金屬用于建造 NPP，包括不銹鋼 (SS)、碳鋼和鎳合金。

金屬可以通過多種方式在核反應堆中受到污染，例如腐蝕、輻射損傷和中子活化。由于金屬暴露在反應堆環境中的高溫、高壓和腐蝕性化學物質中，可能會發生核反應堆腐蝕。5腐蝕產物 (CP) 是金屬元素(鈷、鐵、鎳等)在活化形式下直接釋放或在通過中子通量時被活化。負責劑量率的主要 CP 是60 Co 和58 Co，其他的是51 Cr、54 Mn、59 Fe。6,7這些產品位于金屬的腐蝕層中，這些金屬的去污通常涉及去除金屬表面的腐蝕層，同時對基體金屬的侵蝕最小。

圖 2：CORD 工藝原理，由 Hitachi-GE Nuclear Energy, Ltd. 修改(參考文獻 13)

放射性廢金屬的去污方法有化學試劑去污、激光去污、電凝等幾種。8使用化學試劑的此類去污方法之一是化學氧化還原去污 (CORD) 過程，這是一種世界知名的兩步去污過程。9-11在第一步中，高錳酸根離子 (MnO 4 -) 用于氧化鉻氧化物層并釋放鉻酸根離子。9,12在下一步中，添加草酸以將高錳酸根離子還原為水性 Mn 2+離子，并從合金表面溶解富含 Fe 和 Ni 的氧化物層。9,12整個過程如圖 2 所示，每個步驟持續三到六個小時，并且可以重復多次。

然后可以用離子交換樹脂處理溶液以提取溶解的金屬14或可以進行沉淀過程以沉淀金屬并減少樹脂的使用，進一步減少放射性廢物9而剩余的草酸通過添加H 2 O 2 在存在紫外線/加熱的情況下。

圖 3：CORD 工藝在 SS-316 上的應用(參考文獻 9)

圖 3 顯示了優化的 CORD 工藝在替代 SS-316 樣品上的應用。可以看出，需要三個循環的 CORD 工藝，每個步驟三個小時，才能完全去除裸露金屬表面的氧化層。

去污活動往往會在 CORD 過程中產生大量放射性廢物和液體廢物，因此將生命周期分析 (LCA) 的概念與去污相結合將促進可持續的解決方案。LCA 是一種用于評估產品整個生命周期對環境影響的方法，包括原材料的提取和加工、制造、分銷、使用、回收和最終處置。

注意：這項工作是在 PREDIS 歐洲項目下進行的。根據第 945098 號協議，該項目已獲得歐盟 Horizo??n 2020 研究與創新計劃的資助。