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每年增长7000吨,辐射可长达万年,核废料都是如何处理的?

添加时间:2024-01-28

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全球各地的垃圾每天都在暴增,由此各国提出了节能减排。但是,还有另外一种垃圾却很少被人提起——它就是核废料

一个恐怖的数字就是,核废料每年都会增长7000吨,并且辐射周期达到上万年,对人类的影响大且持续时间长。那么,目前核废料是怎么处理的呢?

核废料辐射衰减_核废料半衰期_核辐射衰减公式

核废料的基本情况知多少?

核废料是由于核裂变反应产生的。在燃烧原子的时候,当燃料棒当中的核物质比重没有达到燃烧标准,难以达到预期的功率,就产生了我们所说的核废料。

简单来说,核废料就是一堆废弃物,但是因为含有大量的放射性元素需要谨慎处理。现在也根据放射性水平的标准,把核废料分为了高放核废料和中低放核废料两类。高放核废料的这类燃料因为铀含量降低,没有办法支撑正常的核反应,也就成了废料。

而中低放核废料则是来源于核电站使用过的一些退修的仪器设备和生产过程中产生的一些废弃燃料,危险性相对来说比较小。

核废料辐射衰减_核辐射衰减公式_核废料半衰期

核废料这三个字一听就不是什么好东西,会直接对生物体细胞的生长周期造成强烈的影响,严重的话还会杀死细胞。

并且核废物的穿透力很强,感染途径包括呼吸、饮食、皮肤接触等进入人的身体。如果我们体内的放射性元素超标的话,就会损害到我们的身体健康。

相关研究也表明,长时间受到放射性元素影响的人,有更多的几率患癌症、失明、生长迟缓、生育力降低等病症。另外,如果母亲在怀孕初期腹部受过x光照射,她们生下的孩子可能出现胎儿畸形、流产、死产等遗传效应。因此,核废料具有极大的危害。

核辐射衰减公式_核废料半衰期_核废料辐射衰减

从核的生到死,都会产生大量的核废料。而在与核废料接触时间长了,也发现核废料有几个显著的特点:

一个就是核废料的放射性很强,并且没办法完全消除。只能靠机体本身的细胞的新陈代谢,在经过数万年的演变之后放射性才会减退到最弱。还有就是会有射线危害,对生物造成强烈的辐射伤害,事后也难以弥补,给生物体带来损伤。

另外一点就是核废料的热能释放。核废料主要是通过不断衰变从而释放热量,废料所蕴藏的不稳定性元素越高,热量释放的也就越多。

核废料内的放射性元素,可以通过呼吸道从而进入到人体内部,这一过程叫做内辐射;而通过直接的射线带给皮肤的损伤,这一辐射称为外辐射。

内外辐射双重影响之下会形成放射病,且症状诸多,会像感冒,贫血,免疫力低下等等,再严重的还会恶化为后天性心脏病。更有甚者是影响着几代人的基因,导致基因突变,癌症等,和基因相关的病目前几乎是不可救治和逆转的。

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各国花招百出的核废料处理

科学家们明确地说过,安全、永久地处理核废料有两个必需条件:首先就是要安全、永久地把核废料密闭的封在容器里。

但从时间上来看却并不理想,列出来的容器在100年以内还是能阻止核废料的放射性的。但一旦超过了这个时间界限就没有效果了,甚至损耗还会更大。所以,目前这个想法也是不现实的,短时间内很难实现。

核废料辐射衰减_核辐射衰减公式_核废料半衰期

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其次,要寻找一处安全、永久存放核废料的地点。科学家们用实验表明,一些特殊的环境能够保证密闭容器的存放。但是同样的问题是,有时间的限制,在数百年之后也会让放射性元素跑出来。所以这个问题需要等到科技更加发达的未来再作深入的研究探索。

核能作为一种应用广泛的能源,对核能的应用和核废料的处理也体现了一个国家的科技水平。中国是如何应对这一问题的呢?

21世纪70年代中国核能事业刚起步,从基础的国防功能扩大到了各行各业的广泛应用。不久后,科学家发现了核电这一新型清洁能源,便开始发展中国的核能发电,1991年秦山核电站建成之后,随后之而来的是各大核电站的建设。

目前中国在核废料处置方面已经有自己的模式,已投入运行的两座低中放固体废料处置场,虽然批准的处置容量远远达不到目前需要处置的核废料的数量。而目前我国还在选址的阶段,现在已做好详细的规划方案,预计在2050年前后建成高放废物处置库。

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全球各国对于核废料的处理情况也不容乐观。从美国来看,在上世纪八十年代就颁布了《核废料政策法》。

美国从1982年就开始以“地下隔离深藏法”处置核废燃料和高放核废料,而且在当时就已经开始规划更优的解决方案包括能源部的地下隔离的选址问题,都考察和晒筛查了很多地方。

而最终选择的地址必须要经过美国总统的同意认可才能继续执行。美国在核废料处置方面一直都在不断地研发,并且早在之前就颁布了核废料处置相关法律法规,明确规定了相关的义务和责任。

也在这过去的几十年里,如何处理核废料一直是各国所面临的一个难题。美国从发现问题以来就已经进行了长达20年的研究,至少花费了数百亿的资金投入,但目前来看收效甚微。美国的选址已经问题已经解决,但是未来的进一步处理方案暂未落实。所以时至今日,该计划的实施仍然没有任何的进展。

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而瑞典政府纠结的问题和美国的不同,根据他们国家的法律规定,政府头疼的事情在于不能专断地选定核废料深处置库的选址。最后他们决定以民主自决的方式让公众自愿去选址是否接纳深处置库,但是期间争议不断,并且效率也很低。所以就选址这个问题上,瑞典就进行了七年的时间,而进一步的规划也没有落实。

迄今为止世界上大多数发展核能的国家大都是采用地质处置法。其他的处置方法在目前其实仅仅是一种遐想,因为操作复杂实践难度大。总而言之,目前高放废料的处置仍处于一种开拓摸索的阶段。而各国集思广益也想了很多的处理方法:

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第一个处理方法就是送入太空。如果在太阳系游荡或向太阳坠落,核废料就不会对地球的环境造成影响了。但是将核废料送入太空也很难,目前的技术也没有达到这个高度。火箭承载的技术不够成熟,难免也会出现失败的情况。

第二就是深度钻孔。深度钻孔需要把核废料密封在一个钢筋材料的结构里这个方法的优势就是可以缩短核废料在处理之前的运输距离,从而提高处理的效率。

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第三是海床下储存。海洋中的特殊黏土构造也是科学家们所研究的一个点,黏土构造的地区很适合吸收这类放射性元素。但是海床挖孔储存也需要极高的技术,在工程开发过程中也需要谨慎。

所以这种解决方案还要经受长时间的考察才能真正地实施。第四是埋入潜没区。让核废料沿着地壳板块的裂痕方向埋藏也是一个不错的思路。但是,埋入的这种处理方式也和一些国际条约原则相违背,不被各国所接受。

当然也有其他的一些设想和想法,但是考虑到实际操作运用的话,也没能从根本上解决问题。所以,目前对于核废料的问题解决,并没有完全行之有效的方法。

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从第一颗原子弹爆炸,到第一座商业核电站,再到现在的运用等离子技术处理核废料,中国的核技术实现从军用到民用,再到安全应用的一步步突破。

中国的核技术起步虽晚,但发展后劲十足,相信随着更多关键技术的突破,中国对核能利用将更加环保高效。也期待后续有更加安全高效的核废料处理方式,减少辐射给人类带来的影响,促进人与自然和谐共生。

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