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最恐怖的垃圾?

发布时间:2015-12-10 15:39   

 

垃圾是在平时生活中由于我们的活动产生各种无用的或不需要的固体、液体、气体。可能平时由于我们见到的大都是生活垃圾,并不觉的有多恐怖和危害。然而在我人类的活动中可能会产生一种令人发指的,不敢靠近的垃圾——核废料。那么核废料到底是有多恐怖了?难道真的有传说中的那么恐怖吗?

       首先我们的先来认识一下什么是核废料。核废料:泛指在核燃料采掘、生产、加工和核能发电后产生的不再需要的并具有放射性的废物。其主要的来源还是核能发电过程中产生的废料,主要包括废液、废气、固体废弃物。其主要特征是具有放射性。

一提到放射性大家可能就都会毛骨悚然了。从前苏联的切尔诺贝利的核电站事件到前几年的福岛核电事件,都让人胆战心惊。据相关统计,发生在1986426日的切尔诺贝利核电站爆炸事故,导致周围6万多平方公里土地受到直接污染,包括远在1500公里外的德国部分地区。联合国秘书长潘基文表示:“切尔诺贝利核事故导致34万人******离开家园,数千名儿童罹患甲状腺癌,上百万人生活在对自己健康和生活的忧虑之中,其影响持续至今。其影响的范围之广,持续时间之长是都由于核料的放射性决定的。然而核废料也是像核泄漏事故一样具有如此大的危害吗?

答案当然不是,核废料的处理经过严格的过程,但是在历史上,还真的出现过核废料像生活垃圾一样处理的时候,其危害当然不言而喻。比如:美国的铀尾矿过去长期处于无人管理的状态,有的被人作了建筑材料铺了路,有的浇进了大坝,造成了大面积污染。对于核废料的处理,最重要的是对于放射性极高的固体核废料——核乏料的处理。

核乏料,严格意义上来说还不全是核废料。当反应堆运行至U235浓度降到一定程度后,核燃料就需卸出,成为核乏料,以一座百万千瓦的反应堆估算,其中包括可循环利用的U235U23823.75吨及其其他元素。对核乏料的潜在危害性分析表明,其远期风险主要来自一些核素的高放射和长衰减时间,需经过衰变几万甚至几十万年,其放射性水平才能降到天然铀矿的水平。随着我国压水堆核电站装机容量的增长,核废料的累积量将快速增加,因此对于核废料的处理也显得尤为重要。

 国际上现“开环”和“闭式”两种核燃料循环模式。在开环模式中(如图1所示),核乏料在经冷却和封装后即被深埋于地层深处,因此也被称为 “一次通过”模式。这种模式相对费用较低。闭式循环(如图2所示)则是将核乏料通过后处理分离出其中的铀和钚并再次制成核燃料使用,对无用的高放射性元素则进行地质深埋处置。这种模式在提高核资源利用效率的同时,还可大幅减少高放射性核废料的处置量。

      图(1)一次通过                        图(2)闭式循环

然而随着加速器技术的发展,上世纪90 年代核物理学家又提出了更为先进核废料处理策略,即分离- 嬗变(P-T, Partition-Transmutation)战略(如图3所示),其核心是在闭式循环的后处理分离基础上,进一步利用核嬗变反应将长寿命、 高放射性核素转化为中短寿命、低放射性的核素。研究表明,长寿命高放射性核废料的放射性水平经过嬗变处理后,可在约700年内降低到普通铀矿的放射性水平,仍需地质深埋处理的核废料体积比闭式循环模式可再减小5倍以上。这种方案基本上可解决地质存储的核废料容器和地质条件存在的问题。

                          图(3)分离-嬗变

分离-嬗变利用的主要系统是ADS系统。ADS系统的基本原理是,首先利用加速器产生的高能质子束轰击重金属靶引起散裂反应,然后以宽能谱的散裂中子作为外中子源驱动和维持次临界堆芯中的核嬗变反应,同时得到能量输出和一定核材料,如图4所示

                        图(4ADS系统原理

在这些核废料经过处理后,对于危害较低的中低放射性核废料,国际上通行的做法是在地面开挖深约1020米的壕沟,然后建好各种防辐射工程屏障,将密封好的核废料罐放入其中并掩埋,一段时间后,这些废料中的放射性物质就会衰变成对人体无害的物质。对高放射性核废料处理则进行深地质处置法,即将高放射性核废料保存在深入地下几百米处的特殊处置库内。特殊处置库的选址也是经过严格的标准。

  

一般的核废料处置库一般不在核电站附近,通常都在人烟稀少的戈壁荒漠,因此会有人担心其运输过程。其实也毫不需担心这个问题。运输过程中核废料将被装入特殊的罐状运输容器,这种容器可以有效屏蔽辐射,运输核废料的火车车厢和汽车也必须经过特殊改装。其次,在选择运输路线时,有关部门将对沿途的道路、桥梁和沿线的地形、环境等因素进行详细分析比较,选择出最安全的线路。在运送过程中,武警部队将对运输核废料的车队进行全程武装押运,车队还配备有专门的导引车、保卫车以及其他一些保障车辆。先进的设备可以确保前后方通讯顺畅,有关部门还将通过卫星全程监控运输车队,随时掌握车队位置。车队启程前还要通知沿途各地公安、交通部门做好各项配合工作,所有这些措施将保证核废料的运输过程万无一失。

核废料虽然是和恐怖,但是经过人类小心翼翼的处理和保护,其放射性问题并不是问题,只要我们了解科学,走近科学,揭开核废料神秘的面纱,知道了核废料的处理和处置过程,相信我们对于这种恐怖的垃圾不再惧怕。

 

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