玻璃固化法是目前公認的 的可高效處理高放射性廢料的工業化方法。玻璃基質具有鉗制各種放射性核元素的能力,玻璃固化法可保證將放射性廢料轉變成玻璃狀態后長期安全存放。目前,在俄羅斯、美國、法國、英國、德國和日本均有對高放射性廢料進行玻璃固化的工業設備。這些處理設備主要有兩種類型: 種是帶有陶瓷熔化器的直接加熱電爐,該方法技術成熟,生產效率高;第二種方法是感應爐。
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德國的Pamela裝置是世界.上 座帶有陶瓷熔化器并進行了高放射性廢料玻璃固化的裝置。俄羅斯國內工業規模的高放射性廢料玻璃固化工藝于1987年開發成功,并在PT-1工廠建設了直接加熱玻璃電熔窯( 9I1-500型電熔爐)進行磷酸鋁玻璃電熔法試驗,電爐的溫度達到1 150 C。從1987年開始,該廠共運行了4座這樣的電熔爐,這些電爐的爐役壽命在1~6年之間。
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工業化運行的31-500型電熔爐內襯砌體上遭受 強烈蝕損的一系列結構性部件(玻璃料線附近熔池爐墻、擋墻、溢流區和爐門坎等)由BK-33熔鑄鋯剛玉質耐火材料構成。為了使電熔窯安全和長期運行,應該用具有較高抗侵蝕性的耐火材料砌筑。耐火材料在電熔爐內的抗侵蝕性首先取決于所熔融玻璃料的熔融溫度和成分。在國內和國外的企業中,為了固化高放射性廢料,在電爐熔池內主要使用硼硅酸鹽玻璃和磷酸鋁玻璃。在不同國家使用的玻璃成分不同,主要取決于放射性廢料成分的差異。磷酸鋁玻璃的熔融溫度( 850~1 000°C)低于硅酸硼玻璃的熔融溫度( 1 150~1 250 C) ,但是二者對耐火材料均具有較高的侵蝕性。
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為保證高放射性廢料玻璃固化電熔爐能可靠地長期運行,分析了一組與BK-33磚相比更有前景的耐火材料(見表1)。其中包括已經進行工業化生產的熔鑄高鉻磚XIA -85和XMT及正在進行試生產的XAL-26鉻鋁鋯磚,也對比了國外生產的燒結含鉻磚:SUPRAL RK30S和SUPRAL RK50S ( RHI公司,意大利)。