核废料处理新技术之探析.doc

核废料处理新技术之探析.doc核废料处理新技术之探析
【摘要】发展核电的重要前提是必须安全处置核动力反 应堆产生的大量放射性废物。本文指出核废料危害的严重 性，提出了安全处置核废料的必要性，并对各国对核废料处 理的方法和新技术进行了梳理、总结和探讨。
【关键词】核能；核废料；新技术；安全处置
自从2011年3月日本福岛核电站发生泄漏事故后，核 电的安全问题再次被摆到了全世界面前。不仅是核电站自身 的安全保障，在核燃料生产、加工和核反应堆运行过程中产 生的放射性核废料，也成为各国手中烫手的山芋。
随着世界一次性能源的日益匮乏，多数国家已经把发展 核电作为一种替补能源。然而发展核电的重要前提是必须安 全处置核动力反应堆产生的大量具有放射性的核废料，尤其 是高水平放射性废料的最终安全处置，由于涉及时间跨度 大，技术难度高，耗资巨大，而成为核动力工业中尚待解决 的科技问题之一。
一、核废料的分类 核废料(nuclear waste material)泛指在核燃料生产、
加工和核反应堆用过的不再需要的并具有放射性的废料。也 专指核反应堆用过的乏燃料，经过处理回收环239等可利用 的核材料后，余下的不再需要的并具有放射性的废料。
核废料普遍分为三种：一年以内的低放射性核废料；百 年以内的中放射性核废料；长期高放射性核废料。前两者主 要指核电站在发电过程中产生的具有放射性的废液、废物， 占所有核废料的99%,后者则是指从核电站反应堆芯中出来 的燃烧后的核燃料，因为其具有高度放射性，俗称为高放废 料。
低放射性废物可以在燃料循环的各个阶段产生，例如开 采时产生的尾矿以及反应堆运行期的维修工作所产生的废 物。在核电站产生的低放射性废物包括核电站维修过程中受 辐射污染的工具、废纸以及防护性衣物。低放射性废物的放 射性也有差异，某些低放射性废物的放射性并不高于花岗岩 等天然物质。
中放射性废物包括后处理及反应堆日常运行过程中所 产生的废物。它具有一定的放射性，因此需要在储存和搬运 过程中进行屏蔽和隔离。核电站的中放射性废物主要是净化 和冷却水过程中所产生的浆液和树脂。其实，中放射性废物 中大部份是用于封存放射性废物的混凝土屏蔽物料。
高放射性废物是将乏燃料进行后处理所产生的废物。它 含有U-235在裂变后所产生的裂变产物，以及少量在衰变过 程中形成的长期高放射性产物。在衰变过程中，铀238、钵 239及其衰变产物吸收了反应堆中核裂变所产生的中子，而 变成其他放射性元素。这些废物具有高度放射性。从乏燃料
中提取之后，它通常需要冷却20至50年。这些废物的产量 不多，现暂存在专用设施之内。现行的技术能够将这些物料 与玻璃混和后固化，并封存在玻璃之内。封存后的固化废物 可以储存在稳定的地质层之内，接受数千年的隔离。这些废 物的放射性会随着时间降低，并在数千年后降至天然的水 平。
二、核废料的处理
目前，对核废料的处理，国际上通常采用海洋和陆地两 种方法。一般是先经过冷却、干式储存，然后再将装有核废 料的金属罐投入选定海域4000米以下的海底，或深埋于建 在地下厚厚岩石层里的核废料处理库中。为了保证核废料得 到安全处理，各国在投放时都要接受国际监督。
中低放射性核废料危害较低，国际上通行的做法是在地 面挖深约10-20米的壕沟，然后建好各种防辐射工程屏障, 将密封好的核废