核废料没法直接稀释,实际的处理方式不简单 | 我是科普帝
(2014-12-08 18:17:58)http://kepudi.qiniudn.com/wp-content/themes/Ality/img/loading.gif|
我们先来看一个说法: 老是说核废料多么危险,核燃料不就是从自然矿物中浓缩得来的,整个海洋的水难道不能把核物质稀释到自然矿物原来的浓度?
要解答题主的问题,首先得把以上错误认识纠正过来。我们先来搞清一个基本概念:核燃料不等于核废料。以目前的国内商业主流堆型压水堆为例,它的核燃料是题主所说的天然铀浓缩得来,但它的乏燃料是核燃料发生裂变反应得来。核裂变反应和化学反应的区别在于:化学反应是原子外层电子的得失,元素本身的物质的量在化学反应中是守恒的,而核裂变是原子核内的核子发生变化,U235-->Np237--Pu239,完全不是以前那个元素了,Pu239 它不是自然界中浓缩提取来的 U235 了,是通过核裂变新造出来的。题主可以温习一下质能方程,了解一下核电和火电的区别。U235 和 Pu239 的放射性,不可同日而语;核燃料和乏燃料的放射性,不可同日而语。我们摒弃复杂的数据,来一个直观的说法:新的核燃料棒元件,你可以把它拿在手里,正如某领导去核电站做的那样,不会有任何问题,堆里卸出来的乏燃料元件,你去拿拿看,分分钟死在当场!
Pu239 只是乏燃料中的一种放射性元素,乏燃料中还有十多种高放射性的裂片元素。核燃料放进堆之前完全是铀,卸出来的乏燃料是几十种乱七八糟的高放射性元素的混合物,你且这么理解吧。
下面我们来看看待处置范畴的核废物,那么要进入闭路循环的乏燃料暂不在我们讨论的范围,我们来说说需要贮存和处置的核废物。
放射性对人体的危害分为随机性和确定性的,随机效应,你可能基因变异,得癌症,白细胞增多,也可能什么事没有。确定性效应,放射性大到一定程度,你必然头晕目眩呕吐痛苦溃烂甚至一分钟挂掉。
不要觉得随机效应无所谓,在单独个体上不一定反应出来,但是在人的群体中,这种有害的概率是明显增高的。
高放射性三废稀释排放后,环境本底升高,一时达不到把你照死这种级别,但是不加控制都来稀释排放的话,用不了几年,本底很快会升高,你和你的小伙伴们,本来是一百个健康的人,可能四十个发生癌变, 当然不一定是你,接着稀释接着排,到切尔诺贝利事故的水平,好嘛,直接不适合人类生存了。
因此国家禁止任何形式的高放废物经稀释排放,各国皆同。
最后,我们再说说深海处置。处置场的选址建造和运营,这是一个严肃的话题。以西北某中低放废物处置场为例,它的设计寿命是 300 年,它可以接收的只是中低放射性的废物,比如医院,学校,辐照站产生的放射性废物,300 年后处置场便是朽坏了,这些放废的放射性也衰变到可豁免的水平。就是这样一座只能接受低中放水平的处置场,它也是数百专业人员精心工作得来的结果,它的地质条件,地震条件,洪水周期,建筑结构,腐蚀条件,防护条件,安保设施等,无一不是经过多次论证才确定的,只是为了保证它能经受 300 年考验不出事,在 300 年内经受得住一切风雷地震恐怖分子袭击。
高放废物的处置的要求比它更严苛,放射性高且半衰期很长的废物,对处置的要求也越高。莫说设计建造了,就是选址,放眼全国,满足高放深地处置岩层条件的地方都没几个。
大家尽可以脑洞大开,深海,甚至月球都可以想,但还是得通过严肃论证。先问一个最基本的:用什么材料的容器来保证它能经得住海水的腐蚀?
某些意义上来说,月球都比海洋更安全。
回答评论和消息时发现,很多知友对于后处理和地质处置的概念有所混淆,其实很多核行业内人士有时也会问这个问题,借此题主宝地,统一解释说明。
1.后处理是一个旨在分离裂片元素、回收铀钚的化学工艺过程,它针对的对象是乏燃料,属于高放废物。
2.而地质处置是对放射性物质进行整备后,用符合要求的容器贮存到地下的过程。不同条件的处置场可以收贮不同程度放射性的废物。
404 是一个中试规模的后处理厂,它的技术基础是基于萃取化学,它有一整套化工生产线和分析系统,目前乏燃料的年处理量约 60 吨。可以把它想象为你们见过的化工厂。
西北中低放处置场是一个地质处置的场址,它的设计寿命 300 年,它的地址和建造设计,允许它接收中低放射性的废物,但不可以存乏燃料,具体什么样可以存,查《低中水平放射性固体废物的浅地层处置规定 GB9132》。可以把它想象为你们里见过的地下仓库。
这两个设施地理位置上紧挨着,地图上很难分清。但它们是两个不同法人的不同单位来运营的。
很多初入行的核工业人也以为他们是一个单位,所以常问:到底接不接高放,接不接乏燃料?怎么才 300 年?
分清这两个单位的运作内容就知道啦。
另外,你们问的可以存上万年、深度 500~1000 米、可以接收乏燃料这样的高放废料的深地质处置场,在我国还没建好,还在选址决策和研究实验阶段,还得等好几十年。
你们问的每年能处理几百吨乏燃料的后处理大厂,也没建好。可能自主建,可能和阿海珐合作建,也可能 404 扩建,很快要着手建了。
两者是不一样的。