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中国的核废料处理现状和未来

添加时间:2024-01-22

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在过去30余年的运行中,中国核工业系统积存了几万立方米的中、低放固体废物,以及目前每年会产生约150吨高放废料。另外,专家推测,中国核废料存储空间上的压力会在2030年前后出现,那时,仅核电站产生的高放射核废料,每年就将高达3200吨。

目前,中国已建有两座中低放射核废料处置库,并准备再建两座,但还没有一座高放射处置库。已建成两座中低放射核废料处置库,分别位于甘肃玉门和广东大亚湾附近的北龙。

中低放废物处理:北龙处置场等

北龙处置场占地近21公顷,设计总处置容量为8万立方米,距大亚湾核电站5公里,距岭澳核电站4公里,广东及邻近地区核电站产生的中低放固体废物,都会被送往这里永久处置。自1991年勘探选址到2001年11月第一次暂存大亚湾核电站的废旧核导向筒,共耗时10年。

作为一种较为简单的民用核处理设施,北龙处置场在约13万平方米的范围内,设计了70个处置单元,可以处置8万立方米的中低放废物。每个处置单元就是一个17米×17米×7米的立方体屏蔽箱,由钢筋混泥土浇筑而成。当一个处置单元内充满废物货包之后,水泥浆将填充废物包之间的间隙,以求固定废物包,同时也起到增强屏蔽的作用。随后处置单元会被钢筋混凝土封顶。即使发生地震,它也是一个完整的水泥块,不会轻易破裂。

西北处置厂位于地表之下,距离地表有10-20米;北龙处置场建于地表之上,形成一个方盒子样子的封闭处。这个封闭处土埋之后形成山包,上面将种上植被,进行绿化。这两个中低放处置场,附近还要设置几十平方公里的安全屏障。

一个中低放处置场,一般需要与外界300-500年的隔离期。

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高放废物处理:戈壁深处的"北山一号"

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无论是北龙处置场或是西北处置场,都只能收贮核电站内产生的"软废物"。

2005年上半年,国防科工委专门开了一个处置高放射物质研讨会,着手进行中长期核废料处置规划,最后确定:中国将建设一座永久性高放射物质处置库,设计寿命10000年,容量要能储存100至200年间全中国产生的核废料,在满了之后就永久地封掉。即至少100年之后,大陆才会出现第二座永久性高放物处置库。根据中国核电发展规划,我国大约会在2015年至2020年左右,确定永久性高放射核废料处置库的库址。

为避免对环境造成不良影响,高放射性核废料必须经过严格的处理过程。这些核废料首先要被制成玻璃化的固体,然后被装入可屏蔽辐射的金属罐中,最后将这些金属罐放入位于地下500-1000米的处置库内。由于核废料的半衰期从数万年到10万年不等,在选择处置库时必须确保其地质条件能够保障处置库至少能在10万年内安全。

甘肃敦煌北山是一直以来传闻中的大陆首座地下核废料处置库,代号"北山一号"。不过它的准确名称是"高放废物地质处置库甘肃北山预选区"。这里位于敦煌莫高窟东南约25公里,是一片与海南省面积相当的戈壁滩,人烟非常稀少,整个地区人口不到1.2万人,可以说除了沙砾和枯黄的骆驼草以外,寂寞得连回声都没有。北山经济发展较为落后,周围没有什么矿产资源,建设核废料库对经济发展影响较小。这里气候条件也很理想,全年降雨量只有70毫米,而蒸发量却达3000毫米,因此地下水位很低,也就减少了放射性元素随地下水扩散的危险。北山还拥有便利的交通运输条件,库址距离铁路只有七八十公里。此外北山的地质条件非常优越,这里地处地壳运动稳定区,库址所在地有着完整的花岗岩体,而花岗岩是对付辐射的最好的'防护服'。国际原子能机构的专家们在北山进行考察之后称,北山是世界上最理想的核废料库址之一。

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高放核废料处置场建设迫在眉睫

由于在核废料处置库建成之前,所有的高放射性核废料只能暂存在核电站的硼水池里。如果我们不能及时建成核废料处置库,中国核工业将面临着核废料无处存放的境地。

在这方面,美国曾有过惨痛的教训。美国原计划在1998年建成高放射性核废料处置库,但由于技术难度过高,尽管美国政府投入了大量财力、人力进行研究,最终还是不得不将建成时间延长至2010年。这一结果直接导致了美国40多个核电站储存核废料的水池全部爆满,造成了巨大经济损失并使核电站业主状告美国能源部。

我国的高放射性核废料处置库计划在2030-2040年建成,可以说已经相当紧迫。同时,高放射性核废料处置库又是一项耗资巨大的工程,以美国为例,其尤卡山核废料处置库工程预算达962亿美元。根据中国核电未来规模,中国高放射性核废料处置库将耗资数百亿人民币,容量足以容纳中国核工业未来产生的所有高放射性核废料。我们的处置库将把核废料永远地禁锢在地下深处。

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