最新公告:

中华视窗是诚信为本,市场在变,我们的诚信永远不变...

中华视窗

咨询热线

400-123-4657

行业资讯

当前位置: 首页 > 新闻动态 > 行业资讯

什么是核废料?核废料去了哪里?

添加时间:2024-01-25

/

我们可以利用核裂变来发电,但同时也会产生核废料。这些核废料可以安全地储存,直到最终衰变,然后安全处理。

尽管有人曾预言,世界最终将因核战争而毁灭,但在现实生活中,核能正发挥着越来越重要的作用。然而,和其他工业一样,核电站也会产生废料,即放射性废料。我们应当妥善地处理放射性废料,以避免有害辐射泄漏到环境中。

什么是核电站?

全世界大约10%的电力来自核电站。这些核电站的核心便是核反应堆,可以进行并控制一系列核裂变事件。核裂变是一个将大质量原子核分裂成较小原子核并释放能量的过程。原子核不断分裂成更小“碎片”的过程——称为裂变链式反应——会产生大量的热,可以将水煮沸产生水蒸气,进而推动涡轮叶片产生电力。除了核裂变,还有另一种能释放巨大能量的核反应——核聚变,即小质量的两个原子核聚合形成一个较大的原子核,在这一过程中释放能量。目前,科学家们正在努力研究如何控制核聚变,但仍有相当长的路要走。

什么是核废料?

任何利用放射性物质的活动都会产生放射性废料,因此,核电站产生废料并不奇怪。不过,相比燃煤电厂产生的废料,核电站产生的废料体量要小得多。核废料可按物理状态分为固体、液体和气体三种;按照放射性水平,核废料又可分为低水平(低放)、中水平(中放)和高水平(高放)三类。通常而言,核废料指的是高放废料,即反应堆中使用后的核燃料,又称乏燃料;中、低放废料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。

核裂变链式反应会产生多种产物

在核电站中,核燃料每12到18个月更换一次,以保持反应堆的高效性能。这些乏燃料具有很高的放射性,温度也很高。乏燃料产生的高放废料只占放射性废料总量的3%,却具有放射性总量的95%。相反,低放废料占地球上放射性废料的90%,但只含有放射性总量的1%。核电站中使用的工作服和工具甚至也被认为是低放废料。

核燃料中未裂变的原子,以及核裂变的产物,如新生成较小的原子核,构成了大部分的放射性核废料。核裂变产物通常包含元素周期表中的元素,如氪和铯,以及铁、锌等元素的同位素。用过的反应堆燃料是固体形式的,看起来几乎与新燃料相同,都是包裹在金属管中的固体颗粒。尽管表面上看起来差不多,但二者的乏燃料含量却不尽相同。

核废料去了哪里?

核废料水池燃料棒_核废料池有多深_核废料池长什么样

放射性废料不能像其他废料一样倾倒在垃圾填埋场。储存核废料是一项危险的工作,需要非常周密的计划。这些废料具有很高的放射性,可能对生态系统构成严重的威胁,因此成为许多人关注和担忧的问题。与其他会产生长期危险的工业废料(比如镉和汞等重金属)不同,核废料的毒性会随着时间的推移而降低。只有约3%的核废料是长寿命且高放射性的,因此需要数千年的隔绝处理。

低放射性水平核废料的处理

大多数中低放废料会被压缩并固化装桶,然后送到浅地层的处置库安全贮存。还有一些中低放射性的废料、废液会通过工厂的多道工序进行处理,使其达到规定的排放标准,然后排放掉或循环重复利用。

这种处理造成的辐射只影响现有自然本底辐射的一小部分。核电站和再处理工厂也会向大气中释放少量的惰性气体氪-85、氙-133和微量碘-131。在任何生命周期的分析中,它们的影响都极其微小。

相比之下,处理乏燃料(高放废料)可能就非常棘手了。当乏燃料从反应堆中取出时,其温度和放射性都很高。因此,乏燃料需要被保存在水下5到8年,直到辐射减弱到可以在没有水的情况下冷却。通过这一过程,对废料的回收和处理就更加容易。

冷却后,这些废料要么被回收,要么被转移到一个干燥的桶中,桶的外部是混凝土或装有惰性气体的多用途罐。这些桶在设计上都可以长期使用,并且足够安全,甚至你都可以走近触摸。法国、日本、英国等国家采取后处理方式来回收乏燃料,高放废料中的裂变产物如铯-137、锶-90等,也可用回收用于工业和医疗应用,包括血液辐照、食品保鲜和污水处理等。不过,这种方式的缺点是难度大、费用较高,同时因可生产出高纯度的钚,有核扩散风险。

通过回收乏燃料来重新利用这些有价值的同位素,使得放射性废料更像是一种资源而不是负担。另一种处理核废料的方式是直接处置,以加拿大、德国、芬兰、瑞典为代表的国家主要采用这种方式。在这种方案中,废弃核燃料会先在反应堆冷却池中冷却一段时间,然后转移到临时存储厂,在至少存放50年后,经过固化、封装等处理过程,最后进行地质深埋。一旦封装好的废料桶被固定住,一层层的岩石和黏土就会将它们密封在适当的位置。这种处理方式可以固定放射性元素并将它们与大气隔绝。

有什么办法可以防止核电站产生废料?

乏燃料池

如前所述,核能有两种来源——核裂变和核聚变。目前世界上所有的核电站都使用核裂变发电。核裂变会产生不稳定的原子核,这些原子核在数千年里都保持着放射性。相比之下,核聚变不会产生任何放射性废料,而是会产生氦——一种对生命无害的惰性气体。如果能实现核聚变发电,就将大大减少放射性废料的形成。

然而,利用核聚变发电的技术仍处于初级阶段。核聚变反应堆的原型预计将在2040年投入使用。或许到本世纪的下半叶,核聚变发电才会迎来最激动人心的突破。

联系我们

电话:400-123-4657

传真:+86-123-4567

地址:浙江 温州市 温州大道欧江大厦26188号

邮箱:admin@yina37.com

电话:400-123-4657 传真:+86-123-4567 地址:浙江 温州市 温州大道欧江大厦26188号
版权所有:Copyright © 2002-2024 中华视窗 版权所有 非商用版本 ICP备案编号:粤IP**********    网站地图