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点击这里观看视频→每年增长7000吨,辐射可达万年,核废料该如何处理?
朋友,你知道核废料都去哪了吗?
核裂变反应就像在燃烧原子,当燃料棒中的核物质比重过低,很难达到预期功率时,就要被换下。
然而,如何处理核废料一直以来都是比较头疼的问题。
简单来说,核废料就是含有放射性元素的废弃物。根据放射性水平的不同,可以分为高放核废料和中低放核废料。
前者主要来源于从反应堆芯中换下来的燃料,也叫乏燃料,由于它们的铀含量降低,已经无法维持核反应,但仍然具有很强的放射性。
后者则来源于核电站使用过的废弃退役的仪器设备,以及核燃料生产加工中产生的废料等,危险性较小。
对于中低放核废料,常规做法就是将其压缩固化,然后装桶,最后送到浅地层的处置库安全贮存。
过个几十年,等这些放射性元素衰变得差不多了,对人类和环境就没有啥危害了。
但对于乏燃料就比较棘手,当乏燃料从反应堆中取出,其本身的温度跟放射性都很高,·为了让辐射能够减弱,通常要放到水里进行冷却,保存个5到8年。
冷却后,会看看还有没有可利用的成分,如果有还会进行分离回收,比如未反应完的铀-235以及钚-239。
然后再把剩下的残渣装到可以隔离核辐射的桶里,最后把它们掩埋到地下五百到一千米的大仓库里面。
大仓库的选址也是有讲究的,首先就是安全,还要确保10万年以上的永久保存。
这个点的地理环境要特别稳定,并能经受住地震、火山和爆炸的冲击,因为这些核废料的放射性半衰期从数万年到10万年不等。
目前,世界上约有12万吨高级核废料,而且正以每年7200吨的速度增长。
这个数字是非常吓人的,因此需要非常多的桶才够保存,同时核废料的处置库又是一项耗资巨大的工程。
以美国为例,其尤卡山被确定为高放核废物深地层处置库的最终场址,工程预算高达437亿美元,但后来因为种种原因,这个项目还是搁浅了,上百亿美元打了水漂。
瑞典为了建设核废料处置库也花费了200多亿元人民币,日本每年花在核废料处理上的费用差不多超过88亿人民币了。
根据中国核电未来的规模,中国高放射性核废料处置库将耗资数百亿人民币,足以容纳中国核工业未来产生的所有高放射性核废料。
除此之外,有人就提出,能不能把核废料存放到海底?
当然,不是那种直接丢到海底,而是将核废料先经过冷却、干式储存,然后装进金属罐,再投入到特定海域4000米以下的海底。
据国际原子能机构资的料显示,从1946年到1993年间,美国、英国、法国等国家共向海洋里倾倒了远超20万吨的固体核废料,如果再这样下去,海洋就成了火葬场。
毕竟,你总不能指望那些铁皮桶来保护海洋环境吧,它们早晚会被海洋腐蚀掉的。
所以在1993年,各缔约国就通过了一项决议,禁止在海上处置放射性废弃物和其他放射性物质。就这样,核废料下海的通道终于被关闭了。
海里不行,那能不能用火箭把核废料送到太空?
就这么疯狂的想法,还真有人考虑过。美国NASA早在上个世纪70年代就对核废料上天做过验证性研究,还预计在1990年发射。
后来到了1986年,“挑战者号”航天飞机高空爆炸解体,就再没人提过这个想法了,原因嘛大家可想而知。
就算人类的航天技术可以保障万无一失,还要考虑费用的问题。
例如法国每年有340吨左右的核废料要存放,但一枚亚利安火箭只能运载10吨,这样每吨的成本就高达1500万欧元,而同样存放在地下,每吨就只需15万欧元,再四舍五入一下,这费用就等于不要钱了。
总结一下,目前世界上公认的最安全可行的方法,还是将核废料深埋于地下。但深思一下,这不就是把问题留给后世子孙嘛,所以这真的好么?
当然不好,核能领域中还有一项技术,就是核聚变,它才是人类文明的希望。关注我,我们下期就来聊聊核聚变。