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核电站产生的核废料,最后都到哪去了?

添加时间:2024-01-16

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1945年7月16日,世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州的安拉莫果尔多沙漠引爆,人类第一次见识了蕴藏在原子核内魔鬼般的强大能量。人们在感到战栗的同时,也对能够控制这种能量心生向往,令人欣慰的是,经过不懈的努力,现在的我们已经可以部分地利用这种能量了。

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因为相对于传统的化石燃料,核燃料能量密度可以高上几百万倍之多,再加上其清洁、高效以及廉价等特性,所以利用核能来发电是一个很不错的选择,时至今日,人类已经在世界各地建设了好几百个核电站。然而核电站虽好,但其产生的核废料却不免令人担忧。相信大家都很好奇,核电站产生的核废料是怎么处理的,最后都到哪去了?今天我们就来讲一下。

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核废料的危害主要来自它们的放射性(指不稳定的原子核衰变时释放出射线,然后趋于稳定的现象),根据放射性水平的不同,国际原子能机构(IAEA)将它们分为了低、中、高三个等级,如下所示(注:“贝可”是放射性活度的计量单位,1“贝可”表示每一秒有一个原子发生衰变)。

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放射性极低的气体和废水很容易处理,采用一般的方式(如稀释、过滤、化学处理等等)就可以完全地将它们无害化了,而处理放射性更高一些的固体以及液体核废料(中低放),就显得比较麻烦了,它们必须要妥善处理,稍有不慎就会对生态环境造成不可估量的破坏。

对于中低放核废料,现在主要是采用陆地浅埋(掩埋深度为100至300米)的处理方式,简单地讲就是将它们打包处理后再放置一段时间(一般不超过5年)以便散热,等它们冷却到一定的程度后,再将其送到指定的核废物处置场进行掩埋。这个打包过程比较复杂,特别是对那些液体核废料,为他防止它们到处渗透和流淌,我们需要先将它们固化处理(比如说在液体核废料中混入沥青或者水泥等)。

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总的来说,现有的中低放核废料处理方式还是很安全的,因为这类核废料本来放射性水平就不高,只要严格按照相关规范进行包装和掩埋,就不会对外界造成任何影响。然而对于那些高放核废料,就另当别论了。

高放核废料不但放射性水平极高,而且其半衰期可以高达几万到几十万年之多,这就意味着在处理这种核废料时,我们至少要保证其在数万年的时间内与外界隔绝,很显然,这是很难做到的事情。事实上,直到现在这仍然是一个非常棘手的难题。

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对此,曾有专家提出一个一劳永逸的方法,那就是将高放核废料集中打包处理后,然后装在火箭上把它们送到月球上,或者更加遥远的太空中去。不得不说,这确实是一个很好的主意,然而事实却是,人类发射火箭的成功率不可能做到100%,假如发射高放核废料失败,那么就会在地球上造成无法想象的灾难,因此这条“妙计”也就被否决了。

以人类现有的科技水平,处理高放核废料的最好方式是,先将高放核废料进行分离,将其中的有用物质(如铀、钚等)进行回收利用,然后再用专用加速器制造高速粒子流对剩余核废料进行轰击,让它们发生嬗变反应(这会大大地缩短核废料的半衰期)。

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在理想的情况下,通过上述的方法,96%的高放核废料都可以得到有效处理,那这剩下的4%怎么办呢?还是只有用老方法——掩埋,不过这种掩埋就不是上述的陆地浅埋了。根据专家们的设想,其掩埋深度至少都得是500至1000米(当然是越深越好),并且在掩埋之前,必须要将它们固化成玻璃体或者陶瓷体,从而做到最大化地防止放射性物质迁移和扩散。

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需要指出的是,到目前为止,关于处理高放核废料的相关技术并没有完全成熟,在不少方面都还在处于研究状态,因此世界上现有的绝大多数高放核废料,都还暂时保存在各个核电站的硼水池子里,等待着最终的处理方法。不过我们也不用太过担心,第一是因为高放核废料本来就不多(只占核废料总量的大约3%),第二是因为核电是人类非常在意的优质能源,所以世界上各个国家都对此投入了大量的人力和物力,相信用不了多久,就可以完美地解决这个问题。

好了,今天我们就先讲到这里,欢迎大家关注我们,我们下次再见`

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