《高放廢液玻璃固化體 第5部分：包容率分析方法》編制說(shuō)明

《高放廢液玻璃固化體第5部分：包容率分析方法》編制說(shuō)明（征求意見稿）工作簡(jiǎn)況任務(wù)來(lái)源根據(jù)“關(guān)于下達(dá)2023年第八批協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)制修訂計(jì)劃的通知”（中建材聯(lián)標(biāo)發(fā)[2023]85號(hào)），由中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司和中國(guó)國(guó)檢測(cè)試控股集團(tuán)股份有限公司共同承擔(dān)《高放廢液玻璃固化體第5部分：包容率分析方法》（計(jì)劃號(hào)：2023-99-xbjh）協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的編制工作。簡(jiǎn)要工作過(guò)程本標(biāo)準(zhǔn)制定嚴(yán)格按GB/T1.1《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第1部分：標(biāo)準(zhǔn)的結(jié)構(gòu)和編寫規(guī)則》，GB/T1.2《標(biāo)準(zhǔn)化工作導(dǎo)則第2部分：標(biāo)準(zhǔn)中規(guī)范性技術(shù)要素內(nèi)容的確定方法》要求進(jìn)行。1.2.1成立標(biāo)準(zhǔn)編制組2023年9月，中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司和中國(guó)國(guó)檢測(cè)試控股集團(tuán)股份有限公司接到《高放廢液玻璃固化體第5部分：包容率分析方法》協(xié)會(huì)標(biāo)準(zhǔn)的任務(wù)后，成立了標(biāo)準(zhǔn)編制組，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)的調(diào)研、方法的開發(fā)、方法驗(yàn)證等系列工作的開展。1.2.2標(biāo)準(zhǔn)及文獻(xiàn)調(diào)研2023年10月，標(biāo)準(zhǔn)編制組開展了調(diào)研與學(xué)習(xí)，收集了國(guó)內(nèi)外現(xiàn)有的有關(guān)包容率測(cè)試的方法及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)，在此基礎(chǔ)上形成了標(biāo)準(zhǔn)編制方案，并組織召開了第一次標(biāo)準(zhǔn)研討會(huì)暨開題論證會(huì)，邀請(qǐng)了行業(yè)內(nèi)的知名專家參加了此次會(huì)議。1.2.3方法建立2023年11月，標(biāo)準(zhǔn)編制組根據(jù)第一次研討會(huì)上各專家的意見和建議，對(duì)高放廢液玻璃固化體包容率的測(cè)試分析方法進(jìn)行了進(jìn)一步的考察，并多次召開分析方法討論會(huì)，最終確定了高放廢液玻璃固化體包容率分析方法并形成標(biāo)準(zhǔn)草案。1.2.4方法驗(yàn)證2023年12月～2024年1月，標(biāo)準(zhǔn)編制組針對(duì)3種模擬廢物，分別制備了2個(gè)包容率為18%的玻璃固化體，共計(jì)6個(gè)高放廢液模擬玻璃固化體。編制組分別對(duì)玻璃固化體、模擬廢物和玻璃珠的化學(xué)成分進(jìn)行了分析，并采用本標(biāo)準(zhǔn)的3種計(jì)算方法，對(duì)其進(jìn)行了包容率的計(jì)算。1.2.5征求意見稿編制2024年1月，標(biāo)準(zhǔn)編制組召開了第二次工作會(huì)議，總結(jié)交流了調(diào)研情況、驗(yàn)證試驗(yàn)情況，并對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案和編制說(shuō)明初稿進(jìn)行了全面討論。2024年2月~3月，標(biāo)準(zhǔn)編制組針對(duì)標(biāo)準(zhǔn)草案和編制說(shuō)明初稿進(jìn)行了修改，形成了《高放廢液玻璃固化體第5部分：包容率分析方法》征求意見稿和編制說(shuō)明征求意見稿。1.3主要參加單位和工作組成員及其所做的工作本標(biāo)準(zhǔn)的主要參編單位及其分工如下：（1）中國(guó)建筑材料科學(xué)研究總院有限公司：為本標(biāo)準(zhǔn)提供技術(shù)支持，負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)相關(guān)文獻(xiàn)及驗(yàn)證試驗(yàn)樣品的搜集與分發(fā)，并對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果進(jìn)行分析。（2）中國(guó)國(guó)檢測(cè)試控股集團(tuán)股份有限公司：主要負(fù)責(zé)標(biāo)準(zhǔn)立項(xiàng)、標(biāo)準(zhǔn)討論會(huì)組織及籌備、征求意見匯總、標(biāo)準(zhǔn)正文的編寫及修改等。2.標(biāo)準(zhǔn)編制原則和主要內(nèi)容的說(shuō)明標(biāo)準(zhǔn)編制原則先進(jìn)性：方法是對(duì)玻璃固化體包容率分析方法的有效補(bǔ)充。操作性：方法符合我國(guó)目前檢測(cè)設(shè)備儀器和試劑、材料的供應(yīng)條件。適用性：方法測(cè)試過(guò)程可操作性強(qiáng)，能被國(guó)內(nèi)分析實(shí)驗(yàn)室所使用并達(dá)到所規(guī)定的要求，具有普遍適用性，易于推廣使用。標(biāo)準(zhǔn)制定的背景及技術(shù)路線2.2.1標(biāo)準(zhǔn)制定的背景核能作為一種高效、低碳、清潔的能源，對(duì)當(dāng)代人類社會(huì)的生產(chǎn)活動(dòng)以及應(yīng)對(duì)全球能源危機(jī)問題做出巨大貢獻(xiàn)。但是隨著核能的廣泛應(yīng)用，各國(guó)在建核電站的數(shù)量逐年升高，屆時(shí)由核燃料生產(chǎn)加工和乏燃料后處理過(guò)程中產(chǎn)生的核廢物也會(huì)隨之增加，而這些具有放射性和劇毒性的核廢物一旦泄露進(jìn)入生態(tài)圈將會(huì)造成不可估量的災(zāi)難性后果，所以如何安全妥善處理核廢物是目前國(guó)際社會(huì)面對(duì)的一大挑戰(zhàn)。目前在世界各國(guó)中被廣泛應(yīng)用的核廢物處置方式是深地質(zhì)處置，但為了減少放射性核素向外界環(huán)境的潛在釋放，以達(dá)到其安全處置要求，需首先將核廢物固化到穩(wěn)定基材中。玻璃固化作為當(dāng)前國(guó)際上較成熟的核廢物處理技術(shù)之一，被廣泛的應(yīng)用于高放廢物處置過(guò)程中。玻璃固化的優(yōu)勢(shì)主要體現(xiàn)在三個(gè)方面；一是玻璃化的工藝相對(duì)簡(jiǎn)單，只需要核廢物加上玻璃粉末融化和澆筑。二是玻璃的非晶態(tài)性質(zhì)可以在原子尺度溶解大量存在于高放廢物中的元素，且玻璃結(jié)構(gòu)的韌性強(qiáng)。三是玻璃材料具有優(yōu)秀的抗輻射性能和化學(xué)耐久性，可以長(zhǎng)時(shí)間保持良好的性能。雖然玻璃固化具有以上三大優(yōu)勢(shì)，但對(duì)于核廢物中的難溶元素，例如：鉻、鉬、硫等，在玻璃固化過(guò)程中易從玻璃相中分離析出黃相，導(dǎo)致玻璃固化體化學(xué)穩(wěn)定性的大幅降低。同時(shí)核廢物中的貴金屬元素，由于其在玻璃中的溶解度極低，其不溶于玻璃內(nèi)部的貴金屬通常以物理懸浮狀態(tài)存在，俗稱“包裹”，將大幅降低玻璃固化體的粘度、電阻率和析晶率等性能參數(shù)。在實(shí)際生產(chǎn)工作中為了保證玻璃固化體的良好性能，通常會(huì)降低玻璃固化體的包容率，但低包容率就意味著原材料的浪費(fèi)、生產(chǎn)時(shí)間的延長(zhǎng)等。因此為了保證玻璃固化生產(chǎn)過(guò)程中持續(xù)的高效率和玻璃固化體良好的化學(xué)穩(wěn)定性，需要對(duì)其包容率進(jìn)行檢測(cè)。本標(biāo)準(zhǔn)擬建立關(guān)于高放廢液玻璃固化體包容率的分析方法，明確包容率分析的分析步驟、計(jì)算方法等過(guò)程，達(dá)到可操作的目的。本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施對(duì)于研究高放廢液玻璃固化體包容率的分析方法，提升高放廢液玻璃固化技術(shù)、玻璃固化體的穩(wěn)定性等方面具有重要指導(dǎo)意義。2.2.2技術(shù)路線本標(biāo)準(zhǔn)按下述技術(shù)路線圖1進(jìn)行。圖SEQ圖表\*ARABIC1技術(shù)路線圖標(biāo)準(zhǔn)的技術(shù)內(nèi)容2.3.1檢驗(yàn)項(xiàng)目的設(shè)置本標(biāo)準(zhǔn)檢測(cè)項(xiàng)目為玻璃固化體中包容率的測(cè)定。2.3.2標(biāo)準(zhǔn)主要內(nèi)容的說(shuō)明本標(biāo)準(zhǔn)規(guī)定了使用高放廢液玻璃固化體包容率分析的術(shù)語(yǔ)和定義、分析步驟、結(jié)果計(jì)算、結(jié)果表示、試驗(yàn)報(bào)告。本標(biāo)準(zhǔn)適用于高放廢液玻璃固化體包容率的測(cè)試，其他類型玻璃的包容率測(cè)試也可參照使用。3.主要驗(yàn)證試驗(yàn)情況分析3.1全成分計(jì)算法按照示例A.2全成分計(jì)算法計(jì)算設(shè)計(jì)包容率為18.0%的樣品1#~樣品3#的包容率，結(jié)果如表1所示。表1全成計(jì)算法計(jì)算固化體包容率序號(hào)樣品名稱計(jì)算值/%平均值/%設(shè)計(jì)值/%偏差/%1樣品1#-117.117.218.0-0.82樣品1#-217.23樣品2#-117.117.3-0.74樣品2#-217.55樣品3#-117.417.5-0.56樣品3#-217.63.2模擬廢物中特異氧化物計(jì)算法按照示例A.3模擬廢物中特異氧化物計(jì)算法計(jì)算設(shè)計(jì)包容率為18.0%的樣品1#~樣品3#的包容率，結(jié)果如表2所示。表2特異氧化物計(jì)算法計(jì)算固化體包容率序號(hào)樣品名稱計(jì)算值/%平均值/%設(shè)計(jì)值/%偏差/%1樣品1#-117.917.818.0-0.22樣品1#-217.63樣品2#-117.917.9-0.14樣品2#-217.95樣品3#-117.918.00.06樣品3#-218.23.3玻璃珠中特異氧化物計(jì)算法按照示例A.4玻璃珠中特異氧化物計(jì)算法計(jì)算設(shè)計(jì)包容率為18.0%的樣品1#~樣品3#的包容率，結(jié)果如表3所示。表3玻璃珠中特異氧化物計(jì)算法計(jì)算固化體包容率序號(hào)樣品名稱計(jì)算值/%平均值/%設(shè)計(jì)值/%偏差/%1樣品1#-117.117.218.0-0.82樣品1#-217.23樣品2#-116.817.2-0.84樣品2#-217.65樣品3#-116.917.1-0.96樣品3#-217.33.4三種方法包容率比較分別對(duì)包容率設(shè)計(jì)值為18.0%的3個(gè)樣品進(jìn)行三種方法的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果統(tǒng)計(jì)如表4所示。表4三種計(jì)算方法統(tǒng)計(jì)結(jié)果序號(hào)樣品名稱全成分計(jì)算法/%特異氧化物計(jì)算法/%玻璃珠中特異氧化物計(jì)算法/%相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差/%1樣品1#17.217.817.22.02樣品2#17.317.917.22.23樣品3#17.518.017.12.6分別對(duì)包容率設(shè)計(jì)值為18.0%的3個(gè)樣品進(jìn)行三種方法的計(jì)算，計(jì)算結(jié)果的相對(duì)標(biāo)準(zhǔn)偏差均小于5%，表明本標(biāo)準(zhǔn)中描述的3個(gè)分析方法重復(fù)性良好。4.標(biāo)準(zhǔn)中涉及專利情況本標(biāo)準(zhǔn)中未涉及到專利及其它知識(shí)產(chǎn)權(quán)問題。5.推廣應(yīng)用論證和預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)效果作為一個(gè)先進(jìn)的測(cè)試方法，如果將其應(yīng)用于高放廢液玻璃固化生產(chǎn)工作中，可以極大地提高玻璃固化生產(chǎn)的工作效率，同時(shí)在保證生態(tài)安全的基礎(chǔ)上，將促進(jìn)高放廢液玻璃固化領(lǐng)域的技術(shù)進(jìn)步，及促進(jìn)核行業(yè)能源轉(zhuǎn)型升級(jí)，往更加環(huán)保、更適宜消費(fèi)者需求的方向發(fā)展。（一）經(jīng)濟(jì)效益、社會(huì)效益、產(chǎn)業(yè)規(guī)模、推廣應(yīng)用、工程應(yīng)用情況、預(yù)期達(dá)到的經(jīng)濟(jì)、社會(huì)效益；核能作為近年來(lái)不斷蓬勃發(fā)展的一種能源形式，為人類帶來(lái)了巨大的經(jīng)濟(jì)效益和社會(huì)效益。然而，在核能給人類生產(chǎn)和生活帶來(lái)巨大效益的同時(shí)也產(chǎn)生了大量的放射性廢物。高放廢液玻璃固化技術(shù)是目前世界上公認(rèn)的處理高放廢液的首選方案，也是國(guó)際上唯一實(shí)現(xiàn)工程化應(yīng)用的處理方法。為了確保玻璃固化體能夠在深地質(zhì)條件下安全處置，玻璃固化體的化學(xué)穩(wěn)定性作為其第一重要特性被人們廣泛關(guān)注。因此建立一套完整的標(biāo)準(zhǔn)體系來(lái)評(píng)價(jià)高放廢液玻璃固化體及其原材料的性能，不僅可以指導(dǎo)配方優(yōu)化，還能為高放廢液玻璃固化的產(chǎn)業(yè)化發(fā)展提供技術(shù)支撐。（二）本標(biāo)準(zhǔn)指標(biāo)的技術(shù)先進(jìn)性以及本標(biāo)準(zhǔn)的發(fā)布對(duì)行業(yè)及社會(huì)發(fā)展的促進(jìn)作用，即與“宜業(yè)尚品造福人類”的相關(guān)性。本標(biāo)準(zhǔn)擬建立關(guān)于高放廢液玻璃固化體包容率的分析方法，明確包容率分析的分析步驟、計(jì)算方法等過(guò)程，達(dá)到可操作的目的。本標(biāo)準(zhǔn)的實(shí)施將填補(bǔ)我國(guó)高放廢液玻璃固化體行業(yè)包容率分析方法的空白，促進(jìn)我國(guó)核廢液處理行業(yè)自主發(fā)展創(chuàng)新的動(dòng)能，推動(dòng)我國(guó)相關(guān)行業(yè)標(biāo)準(zhǔn)與國(guó)際先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)接軌。在國(guó)家推行綠色能源的背景下，履行國(guó)家承諾長(zhǎng)期有效安全的處理高放廢液業(yè)務(wù)將會(huì)不斷涌現(xiàn)，玻璃固化體處理核廢液的體量巨大，該標(biāo)準(zhǔn)的執(zhí)行將為高放廢液玻璃固化體生產(chǎn)的安全和質(zhì)量保駕護(hù)航，為國(guó)家的健康發(fā)展提供了有力支持。6.采用國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)和國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)的情況該標(biāo)準(zhǔn)項(xiàng)目未查詢到相關(guān)國(guó)際標(biāo)準(zhǔn)或國(guó)外先進(jìn)標(biāo)準(zhǔn)。7.與現(xiàn)行法律、法規(guī)、規(guī)章及相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)的協(xié)調(diào)性經(jīng)調(diào)研，目前國(guó)內(nèi)并無(wú)相關(guān)高放廢液玻璃固化體包容率測(cè)試的標(biāo)準(zhǔn)方法。多年來(lái)，本單位一直致力于玻璃固化體及其原材料關(guān)鍵測(cè)試方法的研究，先后立項(xiàng)了《高放廢液玻璃固化體第1部分：化學(xué)成分分析方法》（2022-49-xbjh）、《高放廢液玻璃固化體第2部分：熱性能分析方法》（2022-50-xbjh）、《高放廢液玻璃固化體第3部分：析晶率分析方法》（2022-51-xbjh）以及《高放廢液玻璃固化體第4部分：抗浸出性分析方法》（2023-98-xbjh）。本標(biāo)準(zhǔn)的建立將進(jìn)一步完善高放廢液玻璃固化體測(cè)試評(píng)價(jià)體系，本標(biāo)準(zhǔn)與現(xiàn)有標(biāo)準(zhǔn)是相互支撐的關(guān)系，