[发明专利]一种从高放玻璃体中提取放射性核素的溶液及方法

说明书

本发明属于核废料处理技术领域，公开一种从高放玻璃体中提取放射性核素的溶液及方法，所述溶液其组分包括过氧化氢和硝酸，其中，硝酸浓度为0.5‑2mol/L，每升所述溶液中含有0.5‑2mL的过氧化氢。从高放玻璃体中提取放射性核素的方法，包括如下过程：将高放玻璃体粉末加入本发明如上所述的溶液中，对高放玻璃体粉末中的放射性核素进行浸出。本发明采用的方法比传统的高温碱熔和氢氟酸腐蚀方面更加温和，可操作性较强。本发明有望促进基于先进的核嬗变技术的核废料的最终处理，也有望从玻璃化废料中提取有用的核素进行资源化利用。此外，本发明还可以扩展到其他工业领域含特定元素玻璃中特定元素的提取。

技术领域

本发明属于核废料处理技术领域，具体涉及一种从高放玻璃体中提取放射性核素的溶液及方法。

背景技术

核能被认为是一种高效、清洁的能源，给人类带来了巨大的经济和生态效益。然而，核燃料的裂变不可避免地会产生放射性乏燃料，在随后的乏燃料后处理过程中会产生大量的高放废液。这些高放废液具有强烈和持久的放射性毒性，因为它们含有长寿命裂变产物(如¹³⁵Cs、⁷⁹Se、⁹³Zr、¹⁰⁷Pd，半衰期大于10⁵年)和次要锕系元素(Am、Cm、Np)。目前，高放废液被固定在玻璃基体中，以防止其迁移到环境中。在玻璃基体中，硼硅酸盐玻璃因其对放射性核素的高包容量和极高的化学耐久性而被广泛接受为首选。然而，高放废液玻璃固化只是一种权宜之计，远非理想的解决方案，因为高放玻璃固化体中高放射性的长寿命裂变核素和次锕系元素的存在会给长期的地质处置带来许多不确定的风险。

作为替代方案，创新的核嬗变技术的出现真正为缓解核废料问题提供了曙光，因为它可以有效地实现降低长寿命裂变核素和次锕系元素的放射性和半衰期，甚至使其资源化利用。然而需要指出的是，核嬗变研究仍处于起步阶段，需要几十年的时间才能实现商业化。目前存在的和在不久的将来产生的大部分高放废液将被固化成玻璃体。然而，一旦核嬗变技术取得突破，必须从这些高放玻璃固化体中提取长寿命裂变核素和次锕系元素作为核嬗变的先决条件。由于硼硅基高放玻璃固化体具有良好的化学耐久性和稳定性，从其中反向提取放射性核素将具有极大的挑战性。

目前常用溶解玻璃提取玻璃体中包容的质的方法主要有两种，分别是高温碱熔和氢氟化玻璃溶解。然而这高温碱熔方法存在条件苛刻，所用碱液浓度极高，腐蚀性强，而且往往需要在高温下进行。而氢氟酸腐蚀方法，所用氢氟酸腐蚀性极强，在高温容易形成强腐蚀性挥发气体，需要额外的尾气处理工艺。由此可见，现有的这两种方法条件苛刻、危险性较高，在未来的玻璃固化体核素提取工艺过程中显然不合适，因此亟需一种提取条件温和且对放射性核素提取能力强的方法来提取玻璃体中的核素。

发明内容

为解决现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种从高放玻璃体中提取放射性核素的溶液及方法，本发明提取条件温和，且对放射性核素提取能力强。

本发明采用的技术方案如下：

一种从高放玻璃体中提取放射性核素的溶液，其组分包括过氧化氢和硝酸，其中，硝酸浓度为0.5-2mol/L，每升所述溶液中含有0.5-2mL的过氧化氢。

本发明还提供了一种从高放玻璃体中提取放射性核素的方法，包括如下过程：

将高放玻璃体粉末加入本发明如上所述的溶液中，对高放玻璃体粉末中的放射性核素进行浸出。

优选的，将高放玻璃体粉末加入所述溶液后，进行升温和保温，实现对高放玻璃体粉末中的放射性核素进行浸出。

优选的，保温温度为50-90℃。

优选的，保温时间为1-10h。

优选的，所述溶液与高放玻璃体粉末的液固比为20/1mL/g。

优选的，高放玻璃体粉末的粒度为100-300μm。