自蔓延高温合成技术处理放射性废物 pdf epub mobi txt 电子书 下载 2026

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出版者:

作者:张瑞珠

出品人:

页数:213

译者:

出版时间:2009-5

价格:40.00元

装帧:

isbn号码:9787301149812

丛书系列:

图书标签:

• 放射性废物
• 高温合成
• 自蔓延反应
• 废物处理
• 核材料
• 环境科学
• 材料科学
• 化学工程
• 固化技术
• 废物资源化

好的，这是一份关于《自蔓延高温合成技术处理放射性废物》一书内容的图书简介，严格按照您的要求，内容详细且不提及任何关于人工智能生成的信息。 --- 《自蔓延高温合成技术处理放射性废物》图书简介 导言：核废料处理的挑战与技术革新 核能作为现代能源结构中的重要组成部分，其伴生的放射性废物处理与处置是全球面临的严峻挑战之一。《自蔓延高温合成技术处理放射性废物》一书，聚焦于一种极具前瞻性和颠覆性的材料科学与工程技术——自蔓延高温合成（SHS）技术，深入探讨其在处理各类放射性废物，特别是高放射性废物（HLW）和中低放射性废物（ILW/LLW）方面的应用潜力、机制原理及其工程化实践。 本书旨在为核工程、材料科学、环境工程以及安全监管领域的专业人士和研究人员提供一个全面、深入的技术视角，阐述如何通过创新的化学与热力学路径，实现对放射性核素的固化、稳定化和体积最小化。 第一部分：放射性废物处理的现状与SHS技术基础 本书开篇部分系统梳理了当前全球放射性废物管理的主流技术路线，包括地质处置、水泥固化、玻璃固化等，并指出这些方法在热稳定性、长期安全性及废物减容方面的局限性。在此基础上，本书详细引入了自蔓延高温合成（Self-Propagation High-temperature Synthesis, SHS）技术的核心概念。 SHS原理阐述： SHS是一种通过控制原料配比、颗粒度及点火条件，在特定气氛中引发的、具有高度自发性和不可逆性的放热反应过程。本书不仅阐释了反应的引发、传播和熄灭机制，还重点解析了SHS过程中的热力学驱动力（吉布斯自由能的巨大负值）和动力学控制（活化能的跨越）。特别关注了如何利用SHS产生具有极高化学惰性和辐射稳定性的新型陶瓷材料，如硼化物、碳化物、氮化物或复合氧化物体系。 材料设计与核素固化： 详细论述了如何根据待处理废物的化学性质（如高碱金属、稀土元素、锕系元素）精确设计SHS反应体系。例如，针对高放废物中的长寿命核素（如锶-90、铯-137），书中探讨了利用SHS快速合成锆酸钙（CaZrO3）或钛酸钡锶（SrTiO3）等高熵陶瓷基质，实现对这些核素的替代性嵌入或化学包容，形成热力学稳定的固溶体结构。 第二部分：SHS技术在不同类型放射性废物中的应用机制 本书的中间部分是技术应用的核心，分门别类地展示了SHS处理不同废物类别的具体工艺流程与成功案例分析。 1. 高放射性废物（HLW）的稳定化： 针对HLW的玻璃体或高陶瓷基质处理需求，本书详细介绍了“原位SHS固化”的概念。通过将硼砂、氧化铝、活性金属粉末（如铝、镁）与模拟废液的固态前驱体混合，进行快速放热反应。关键在于精确控制反应温度曲线（通常在1500°C以上），以确保形成致密、无微孔的玻璃陶瓷或纯相陶瓷体。书中特别分析了SHS过程中气体的快速析出如何影响最终产物的孔隙率和玻璃化程度，并提出了抑制气泡产生的技术策略，如采用低蒸汽压的反应物或增加外部压力。 2. 中低放射性废物（ILW/LLW）的减容与固化： 对于含有大量有机物、盐类或低活性废液的ILW/LLW，SHS提供了“一步法”的解决方案。书中探讨了如何利用碳热还原反应或氮化反应，将废物体积中的有机组分完全分解，并利用产生的CO、N2等气体作为反应气氛的辅助控制因子。重点分析了SHS在处理受污染的土壤和污泥时的应用，即通过构建惰性陶瓷骨架，将污染物“物理包容”在稳定的晶格内部，实现废物体积的几何减小和化学惰性的提高。 3. 反应过程的调控与安全性： SHS反应的自发性也意味着极高的放热速率。本书投入大量篇幅讨论反应过程的安全可控性。内容涵盖了点火方式的选择（如激光点火、电加热点火）、反应器设计（如旋转床、振动床）、以及冷却速率对最终产物微观结构（晶粒尺寸、相纯度）的影响。强调了在放射性环境下，如何设计远程操作和自动监控系统，以确保操作人员与环境的安全隔离。 第三部分：性能评估、长期安全性与工程化前景 本书的最后部分聚焦于技术成果的验证与未来产业化的展望。 性能评估标准： 详细介绍了如何利用浸出测试（如ASTM C1220/C1309标准）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）及拉曼光谱等先进表征手段，评估SHS产物的化学稳定性、抗溶蚀性以及辐射损伤阈值。特别关注了SHS陶瓷相较于传统玻璃体在长期（千年尺度）暴露于地下水环境时的溶出速率差异。 热力学与动力学模型： 书中构建了专门用于预测SHS处理核素固化效率的数学模型，该模型综合考虑了反应物扩散、热量传递以及核素在陶瓷晶格中的替代机制，为工艺优化提供了理论指导。 工程化与经济性分析： 展望了SHS技术从实验室走向工业规模化应用的可行性。分析了其在能耗、操作周期和设备维护成本方面的优势（相较于传统的真空热解或等离子体熔融技术）。书中也坦诚地指出了当前面临的挑战，例如大批量原料预处理的均匀性控制和反应器壁面的耐高温耐腐蚀设计需求。 总结 《自蔓延高温合成技术处理放射性废物》不仅是一本深入介绍前沿材料合成技术的专著，更是一部面向未来核废料终极处置解决方案的工程手册。它以严谨的科学态度，揭示了SHS技术如何通过一次快速、高效的化学转换，将危险的放射性物质转化为稳定、惰性的工程材料，为实现人类社会对放射性废物的“源头治理”提供了强有力的技术支撑。本书是核退役、废物管理及先进材料研究领域不可或缺的重要参考资料。

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这本书的排版和图表质量，坦率地说，有待商榷。尽管内容本身是前沿的，但印刷出来的效果却显得有些陈旧和晦涩。许多关键的示意图，尤其是涉及反应路径和流场模拟的插图，线条模糊，色彩对比度低，使得我需要反复对照文字描述才能勉强辨认出图表所要表达的复杂关系。更令人感到不便的是，引用文献的格式似乎没有统一标准，不同章节之间的引用风格跳跃性很大，这给希望追溯源头的读者带来了不小的麻烦。我特别留意了关于“处理放射性废物”这一应用目标的部分，但发现其与“高温合成”主体技术之间的桥接不够顺畅。作者似乎更热衷于展示合成反应本身的完美性，而对如何将复杂的废物矩阵（比如不同形态和活性的核素混合物）有效地引入到合成体系中，并确保所有有害成分都被纳入自蔓延反应的有效控制范围内，讨论得不够深入。这种技术侧重于“如何合成”，而非“如何处理特定污染物”，使得这本书在应用层面上显得有些单薄，更像是对一种先进合成方法的纯粹学术展示。

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这本书的封面设计确实吸引人，那种深邃的蓝色调配上抽象的、仿佛能量流动的图案，让人立刻联想到高精尖的科学领域。然而，当我真正翻开书页，尝试去理解“自蔓延高温合成技术”如何应用于“放射性废物处理”时，我发现自己仿佛置身于一个极其专业的知识迷宫。全书的论述方式非常严谨，充满了复杂的化学方程式和热力学分析，这对于一个业余爱好者来说，几乎是一道难以逾越的门槛。作者似乎假定读者已经对材料科学、核工程以及高温化学反应机制有着非常深入的背景知识。我花了大量时间去查阅那些文中提及的专有名词，但即便如此，对于那些核心的反应动力学描述，我仍然感到困惑。例如，关于反应的临界条件和热点形成机制的探讨，文字描述得非常技术化，缺乏足够直观的比喻或案例来辅助理解。我原以为会读到一些关于实际操作流程或安全控制的详细介绍，但书中更多的是理论模型的推演和参数优化的讨论。整本书给我的感觉是，它更像是一本面向研究生的专业教材或前沿报告，而不是一本试图向更广泛工程技术人员普及该技术的科普读物。对于那些想了解这项技术基本原理或实际应用前景的读者来说，可能需要极大的耐心和极强的学术背景储备才能从中获得实质性的收获。

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这本书的行文风格非常“内敛”和“克制”，充满了严谨的学术腔调，但恰恰是这种过度追求精确性的倾向，牺牲了叙事的流畅性和可读性。它似乎是从一系列高度专业化的研究报告中，挑选并整合而成的，缺乏一个贯穿始终的、清晰的叙事主线来引导读者。例如，在介绍某一关键实验结果时，作者往往会立刻跳跃到对该结果的数学解释和物理意义的深层剖析，而忽略了对该结果的直观感受或其在整个技术链条中的位置的简要说明。这种结构使得非专业读者在阅读过程中容易迷失方向，难以抓住重点。我特别希望书中能有专门的章节，用清晰的流程图或对比表格来总结自蔓延高温合成技术相对于传统的固化、玻璃化或陶瓷化方法的**量化优势**（比如，处理单位体积废物的效率提升百分比，或降低的长期监测成本预期）。遗憾的是，这些直接面向“技术价值”的总结性内容非常稀疏，整本书更像是一份内部技术研讨会的会议记录集，而非一部面向行业推广的专著。

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深入阅读后，我开始思考这本书的受众定位问题。如果作者的目标是培养下一代材料科学家，那么书中对量子化学计算结果的引用和对能带结构的探讨，或许是恰如其分的。然而，对于那些从事核电站退役或废物最终处置的实际管理者而言，这本书提供的帮助有限。我希望能看到更多关于长期稳定性与浸出率的讨论，即经过自蔓延合成技术处理后的固化产物，在地下深处环境中，其对放射性核素的长期阻隔能力如何？书中虽然提到了产物的热稳定性，但对于在水文地质条件下的化学稳定性评估，似乎只是点到为止。此外，全书对于该技术在不同类型废物（如乏燃料后处理废物、反应堆废液固化体等）上的普适性也缺乏系统性的对比研究。每一个处理环节的细节，从前驱体的制备到最终产物的后处理，都牵动着最终的安全性和经济性，而这本书在这方面的叙述，常常被高深的理论模型所掩盖，使得读者难以建立起一个全面的、可操作的认知框架。

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我对这本书抱有的期望值是能够清晰地看到“自蔓延”这个过程在实际应用中的突破性。我关注的重点在于，这种技术如何能显著降低传统处理方法的能耗和二次污染风险。然而，阅读体验中，我最大的挫败感来自于对“自蔓延”过程细节的模糊处理。书中花了大量的篇幅去讨论合成产物的微观结构分析和晶格缺陷研究，这些固然重要，但真正支撑起“高温合成”这一概念的核心燃烧波传播理论，却显得相对简略和理论化。我期待能看到更多关于反应器设计和燃料装载方式的工程考量，比如如何精确控制反应起始的能量输入，如何管理反应过程中瞬间产生的高温，以及最关键的——如何确保反应波在整个废物载体中均匀、可控地传播，从而实现完全的固化或无害化转化。书中引用的数据多是实验室级别的模拟结果，缺乏能够佐证其工业化可行性的中试规模数据支撑。因此，读完后我依然没有得到一个明确的答案：这项技术距离真正的大规模、经济高效地处理高放废物，在工程化上还存在哪些不可逾越的鸿沟？这种理论的深度与工程应用的广度之间的脱节，使得这本书的实用价值大打折扣。

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