综述:地质处置设施的当前发展:核废料罐体腐蚀与微生物影响腐蚀的综合评述

《Materials》:Current Development of Geological Disposal Facilities: A Comprehensive Review of Corrosion and Microbially Influenced Corrosion of Nuclear Waste Canisters

【字体: 大 中 小 】 时间:2026年09月13日 来源:Materials 3.7

编辑推荐:

  地质处置设施(GDFs)的长期安全性部分取决于暴露于不断演变的热、地球化学和微生物条件下的金属废物罐体的完整性。尽管非生物腐蚀已得到较为充分的表征,但微生物影响腐蚀(MIC)的重要性仍不确定。本综述批判性地比较了碳钢、不锈钢、铜和钛在GDF相关条件下的腐蚀行为

  
地质处置设施(GDFs)的长期安全性部分取决于暴露于不断演变的热、地球化学和微生物条件下的金属废物罐体的完整性。尽管非生物腐蚀已得到较为充分的表征,但微生物影响腐蚀(MIC)的重要性仍不确定。本综述批判性地比较了碳钢、不锈钢、铜和钛在GDF相关条件下的腐蚀行为,区分了化学MIC(CMIC)与电化学MIC(EMIC),并考察了硫酸盐还原菌(SRB)、生物膜和细胞外电子传递的作用。已报道的腐蚀行为差异显著:碳钢研究报道了12个月内局部侵蚀深度接近1 mm,SRB相关的铜腐蚀速率高达9.8 μm year?1,然而其他长期实验显示微生物加速作用极小或无法检测。这些对比表明,微生物的存在本身并不能预测腐蚀严重程度;温度、氧化还原状态、地下水化学、膨润土密度、营养物质可用性和钝化膜稳定性是关键的控制因素。本综述的独特贡献在于提供了一种综合的、逐材料评估,将非生物腐蚀、CMIC和EMIC机制与处置库特定的环境约束及当前GDF发展相联系。本综述还识别了由方法学变异性和短期实验室测试所导致的关键不确定性,支持标准化、长期和原位研究的优先方向。
**1. 引言**

核能仍然是重要的低碳电力来源,但其持续利用和现有反应堆的退役产生了需要安全长期管理的放射性废物。高放废物含有长寿命放射性核素,可能需要隔离10万年以上,使得永久处置成为重大技术挑战。地质处置设施(GDFs)被国际公认为高放废物永久处置的首选方案。GDF依赖多重屏障系统,结合天然地质构造与工程屏障,包括金属罐体、缓冲材料和回填材料。金属罐体提供重要的包容功能,但在处置库时间尺度上暴露于不断演变的热、化学、电化学和微生物条件。尽管候选罐体材料的非生物腐蚀行为已得到广泛研究,但微生物影响腐蚀(MIC)仍存在较大不确定性,特别是微生物活动改变局部化学、破坏钝化膜或促进局部腐蚀的条件。本综述评估了主要金属罐体材料的腐蚀行为,重点关注MIC。

**2. 放射性废物分类**

根据国际原子能机构(IAEA)的分类标准,放射性废物根据放射性核素活度和半衰期进行分类。半衰期≤31年的为短寿命废物,超过该阈值的为长寿命废物。分类包括高放废物(HLW)、中放废物(ILW)、低放废物(LLW)、极低放废物(VLLW)、短寿命废物(VSLW)和豁免废物(EW)。VSLW主要来自医学诊断、研究和核电运行,通常临时储存不超过2
相关新闻
生物通微信公众号
微信
新浪微博
  • 搜索
  • 国际
  • 国内
  • 人物
  • 产业
  • 热点
  • 科普

热点排行

    今日动态 | 人才市场 | 新技术专栏 | 中国科学人 | 云展台 | BioHot | 云讲堂直播 | 会展中心 | 特价专栏 | 技术快讯 | 免费试用

    版权所有 生物通

    Copyright© eBiotrade.com, All Rights Reserved

    联系信箱:

    粤ICP备09063491号