中低放核废料处置用混凝土高整体容器技术的特性

混凝土高整体容器是一种安全储存核废料的容器，以优质水泥等胶凝材料、其他填充材料或特殊增强材料（金属纤维、碳纤维等）等制造而成，能够满足低、中水平放射性废物处置300年的耐久性要求。中国建筑材料科学研究总院研发成功的混凝土高整体容器是采用先进水泥基材料技术制备而成的一种寿命长达300年，在核电工程领域具有良好应用前景的典型绿色建材新材料。

我国核电发展迅速，预计到2030年达到1.2亿～1.5亿千瓦，总共超过110座核电站。废料存量剧增，大量中低放核废料必须安全处置。传统的核废料处置采用“多重屏障”技术，成本高、工艺复杂。国际核废料处置技术发展趋势是采用高整体容器浅地表直接处置​，可简化多重屏障、避免地层深埋、大大降低成本。高整体容器工艺技术简单、成本低，但面临腐蚀、意外事故以及地震等异常冲击的复杂和严酷的服役环境。混凝土高整体容器技术难度大，要求超致密、抗跌落、耐辐照，并要求满足300年服役寿命。

现有常规混凝土致密性差，韧性及抗变形能力弱，不能满足高整体容器耐辐照、抗冲击性能的要求，无法安全服役300年。目前仅法国有少量产品应用，因技术封锁，我国在该领域之前一直处于空白。针对这个亟待解决的技术瓶颈，中国建筑材料科学研究总院开展了近十年系统研究，利用先进水泥基材料制备技术，成功研制了高整体容器用混凝土成套技术，批量制备并应用满足300年寿命要求的核废料处置高整体容器。

各项性能可见，该混凝土显著特点是超致密、抗跌落和高耐辐照。传统的混凝土屏蔽射线原理与技术路线是采用重骨料混凝土，利用结晶水和含硼化合物等吸收与屏蔽射线，但混凝土易离析分层，薄壁结构中不适用。采用高性能混凝土，利用超致密结构和适宜厚度，提高了密实性和抗渗透能力，达到了屏蔽射线的效果。