“成了！成了！成了！”前幾日，在西南科技大學核廢物與環境安全國防重點學科實驗室的一間實驗室裏，傳出了歡快的歡呼與響亮的鼓掌聲。

實驗室裏，明亮而火紅的熔漿從出料口汩汩流出，晶瑩致密、均勻無氣泡的玻璃體冷卻轉形而成……一台中低水平放射性廢物玻璃固化實驗室電熔爐在這裏誕生。它成功通過試驗生產出模擬核廢物玻璃固化產品，這標誌著，我國中低水平放射性廢物玻璃固化技術與工藝研究實現了零的突破！

左：電熔爐設備；中：試製過程；右：固化成品

放射性廢物處理是核能安全利用的最後一環。玻璃固化是將放射性廢物與玻璃體混合的過程，因為它具有高度的耐腐蝕性和穩定性，長期以來一直被國際核監管機構視為放射性廢物的理想處理方法。在1000℃或更高溫度下，將放射性廢物和玻璃原料進行混合熔融，冷卻後形成玻璃體，從而實現放射性核素和有害化學物質的有效安全固定。

一年前，西南科技大學作為國家乏燃料後處理重大專項（國家重大研發計劃）的技術攻關單位之一，積極組織試驗場地、研發人員等開展技術研發工作，成立了一支由國防重點學科實驗室王孝強教授擔任負責人的技術攻關團隊。

王孝強教授（右一）在給團隊成員展示固化成品

“這個項目我們從設計、研製到試驗成功，曆經了一年多的時間，期間。我們攻克了電熔爐係統、玻璃固化配方等關鍵技術，突破了高鈉中低放玻璃固化配方開發、實驗室電熔爐設計等關鍵問題，國內關於相關配方和熔爐設計製造的資料很少，課題組查閱了近五千篇文獻，前後試驗了數百次，才完整係統掌握了國際中低放廢物玻璃固化先進配方的組成設計、廢物組成-結構-性能的構效相關關係、玻璃固化工藝技術和玻璃固化熔爐設計等重要技術”王孝強教授分享著科研攻關過程。

科研團隊研製了具有結構緊湊特點和應用鼓泡攪拌加速轉化效率、響應快速可控的氣體溢流出料等創新技術的實驗室電熔爐試驗平台。經過多次研究、反複論證和驗證，這台結構緊湊，流場、電場、溫場配置高效合理的陶瓷電熔爐試製成功，熔化率最高121kg/d，產出的模擬廢物玻璃均勻、致密，無結晶，無氣泡，安全穩定性高，中低放廢物氧化物包容率高達26.0%，可有效實現廢物最小化，完全可用於我國乏燃料大後處理廠對中低放廢物玻璃固化的處理需求，其可加工性和產品性能可與國際最先進的低活性廢物玻璃產品相媲美。

聽聞這個令人振奮的消息，國內多個核工業體係相關單位都發來賀電，熱烈祝賀實驗室取得重大突破。中國核電工程有限公司組織專家對試驗技術成果進行了驗收。驗收組表示，該成果突破了實驗室電熔爐以及玻璃固化配方的技術難題，係統運行穩定，安全可靠，有力保障了中低放廢物玻璃固化研究項目的進一步工程化研究。

專家專題研討會

9月27日，國防重點學科實驗室邀請核工業領域內相關專家對這台中低放廢物玻璃固化實驗室電熔爐及玻璃固化配方進行指導，進一步推進該項目的完善提升和應用推廣。來自中國科學院上海光學精密機械研究所、中國核動力研究設計院、中國核電工程有限公司、核工業西南物理研究院等科研院所與單位專家學者為玻璃固化研究激蕩新思想、新觀點，為電熔爐係統、玻璃固化配方的進一步優化及工程實踐提供了很多真知灼見，全力推動應用落地“大提速”。

實驗

項目的突破使我們擁有了完全國產化的知識產權，探出了一條中低放廢物安全處理處置更穩定安全、更經濟的新路子，為後續中低放廢液玻璃固化的產業化應用提供實驗室基礎。目前，實驗室及項目團隊已經與相關企業建立了對接意向，有望在不久的將來推進中試，以及進一步投入產業化應用，打開我國中低放廢物安全處理和處置新的大門。

來源：西南科技大學

作者：張婷婷 王麗明