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核电站用完的核废料最后都去哪了?会威胁人类安全吗?

添加时间:2024-01-29

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高放核废料_高效核废料_核废料的作用

核能作为一种高效清洁的能源,在人们生活中占据了一席重要的地位。所有规模化应用的核电站,全都是通过重核裂变的链式反应来提供能量的,其中压水反应堆核电站占了核电站的六成以上,发电原理非常简单:依靠核反应释放大量的能量,将核能转变成水的热能,再通过二回路的水变成饱和水蒸气,水蒸汽通过汽轮机将热能转变成机械能,最后机械能带动发电机,将电力传送到千家万户。整个过程可以说是安全无害的,但是相信不少人有疑问,核反应堆中的核废料用完最后到哪里去了呢?会影响人们的安全吗?

高效核废料_核废料的作用_高放核废料

核废料的主要成分是铀238和钍232包括反应中未烧完和生成的易裂变元素,钚239和镎、镅、锔等超铀元素,人体接触这些放射性元素超过正常的辐射剂量,电离辐射将会破坏人体细胞中DNA的双螺旋结构,使碱基丢失损坏。如果接受辐射剂量不大,那么细胞自身具有修复机制;但如果辐射量非常大,将会直接使蛋白质变性,染色体畸变,甚至使DNA复制所需要的解旋酶和聚合酶变性,那么正常的体细胞将无法复制,细胞只会老化而无法新生,皮肤将会产生不可逆转的溃烂,所以接受大剂量辐射的人都需要截肢,可谓是相当可怕了!那么下面来看看全球处理核废料的几种方法吧!

核废料的作用_高放核废料_高效核废料

化学反应无法缩减核废料的放射周期,因此中高放射性核废料的处理以地质掩埋为主,为了降低放射性核废料随地下水扩散,中国选址主要是西北部一些气候干旱,人烟稀少,降雨量少的地区,例如甘肃北山核废料处置库。核废料首先会混入玻璃材料,然后装入可屏蔽辐射的圆柱形金属桶中,转为一种长期稳定并且不会降解的固体,这样就不会因为降解时产生热量而将金属桶涨破导致核泄漏。

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核废料的外筒需要用油漆刷成醒目的黄色,标注上警示语,目的是为了告诉在几万年以后的人类,远离这些物品,然后再掩埋到地底500米到1000米的深度。这种方法适用于国土面积较大的国家,也是目前最安全的方法。这些中高放射性的核废料处理原则就是要保证10万年安然无恙,等到10万年以后,核废料中的放射性元素都已经衰变成不具有放射性的物质,或者是放射性非常低的物质,就可以保证安全。

核废料的作用_高放核废料_高效核废料

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对于一些低放射性的核废料,部分国家选择将它们永久沉入4000米以下的深海底部,海床底部的土质厚实容易吸收放射性物质,制作方法当然也和中高放射性核废料的方法一样,都是采用罐装的形式。原则上是至少检测300年的时间,下图中的红点就是国际指定的核废料海洋投放点。

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“土葬”和“海葬”是最主要的两种核废料处理方式,除了这两种方式,有科学家提出将中高放射性核废料运往月球,将月球作为安置点或者将核废料送入太阳中,这样就不会对人类造成威胁。但有一个问题,火箭如果发射失败爆炸了,至少上亿人将受到牵连,这个方法显然行不通。

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另一种提议是利用冰冻法将核废料封锁在熔点较高的金属容器内部,再将金属容器放置在两极,由于核废料会释放大量的热量,冰面会逐渐融化,装有核废料的容器便会沉入冰底,由于气温原因,冰面又会重新冻结,这样核废料就会一直被封锁在冰底,与世隔绝。但考虑到冰川移动的问题,核废料可能会飘离两极,还是有很大的风险。

高放核废料_高效核废料_核废料的作用

核废料的处理在国际上一直是个大难题,从开始选址到地质掩埋,每个国家平均至少需要花费40年的时间,地球的土地资源毕竟有限,处理核废料对选址要求也高,在未来20年内全球可能面临土地资源告急的情况。

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