為什麼核廢料很難處理? | 知乎問答精選

 

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為什麼核廢料很難處理?

2016年12月17日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 233 ℃ 次

【郭明莙的回答(523票)】:

收到很多贊,感謝大家的熱情和支持。

回答評論和消息時發現,很多知友對於後處理和地質處置的概念有所混淆,其實很多核行業內人士有時也會問這個問題,借此題主寶地,統一解釋說明。

1.後處理是一個旨在分離裂片元素、回收鈾鈽的化學工藝過程,它針對的對象是乏燃料,屬於高放廢物。

2.而地質處置是對放射性物質進行整備後,用符合要求的容器貯存到地下的過程。不同條件的處置場可以收貯不同程度放射性的廢物。

如我答評論中所述,404是一個中試規模的後處理廠,它的技術基礎是基於萃取化學,它有一整套化工生產線和分析系統,目前乏燃料的年處理量約60噸。可以把它想像為你們見過的化工廠。

西北中低放處置場是一個地質處置的場址,它的設計壽命300年,它的地址和建造設計,允許它接收中低放射性的廢物,但不可以存乏燃料,具體什麼樣可以存,查《 低中水平放射性固體廢物的淺地層處置規定GB9132》。可以把它想像為你們裡見過的地下倉庫。

這兩個設施地理位置上緊挨著,地圖上很難分清。但它們是兩個不同法人的不同單位來運營的。

很多初入行的核工業人也以為他們是一個單位,所以常問:到底接不接高放,接不接乏燃料?怎麼才300年?

分清這兩個單位的運作內容就知道啦。

另外,你們問的可以存上萬年、深度500~1000米、可以接收乏燃料這樣的高放廢料的深地質處置場,在我國還沒建好,還在選址決策和研究實驗階段,還得好幾十年等。

你們問的每年能處理幾百噸乏燃料的後處理大廠,也沒建好。可能自主建,可能和阿海琺合作建,也可能404擴建,很快要著手建了。

兩者是不一樣的。不知道我說清了沒。

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術業有專攻,涉核領域其實很廣,有核物理,放射化學,反應堆工程,輻射防護、探測、放射性藥物、加速器、核物質運輸等等,每個方向下面也有很多分支。這些分支間也會有隔行如隔山的感覺。

答主對於輻射的生物效應,核設施選址,堆結構等問題實在是外行,不好意思誤導大家。會答的我便答了。沒答的是真的答不上來。

相信知乎上可能有這些專業的朋友,可以再開個問題來問問他們,核工業人在專業方面還是很負責滴。

非常感謝別的專業的知友為我補充作答,謝謝!

補充於2014.12.06

以下為之前答題主的原文。

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我們先來看題主提出的一個說法: 老是說核廢料多麼危險,核燃料不 就是從自然礦物中濃縮得來的,整 個海洋的水難道不能把核物質稀釋 不到自然礦物原來的濃度?

要解答題主的問題,首先得把以上錯誤認識糾正過來。我們先來搞清一個基本概念:核燃料不等於核廢料。以目前的國內商業主流堆型壓水堆為例,它的核燃料是題主所說的天然鈾濃縮得來,但它的乏燃料是核燃料發生裂變反應得來。核裂變反應和化學反應的區別在於:化學反應是原子外層電子的得失,元素本身的物質的量在化學反應中是守恆的,而核裂變是原子核內的核子發生變化,U235-->Np237--Pu239,完全不是以前那個元素了,Pu239它不是自然界中濃縮提取來的U235了,是通過核裂變新造出來的。題主可以溫習一下質能方程,瞭解一下核電和火電的區別。U235和Pu239的放射性,不可同日而語,核燃料和乏燃料的放射性,不可同日而語,我們摒棄複雜的數據,來一個直觀的說法:新的核燃料棒元件,你可以把它拿在手裡,正如某領導去核電站做的那樣,不會有任何問題,堆裡卸出來的乏燃料元件,你去拿拿看,分分鐘死在當場!

Pu239只是乏燃料中的一種放射性元素,乏燃料中還有十多種高放射性的裂片元素。核燃料放進堆之前完全是鈾,卸出來的乏燃料是幾十種亂七八糟的高放射性元素的混合物,你且這麼理解吧。

下面我們來看看題主說待處置範疇的核廢物,那麼要進入閉路循環的乏燃料暫不在我們討論的範圍,我們來說說需要貯存和處置的核廢物。

放射性對人體的危害分為隨機性和確定性的,隨機效應,你可能基因變異,得癌症,白細胞增多,也可能什麼事沒有。確定性效應,放射性大到一定程度,你必然頭暈目眩嘔吐痛苦潰爛甚至一分鐘掛掉。

不要覺得隨機效應無所謂,在單獨個體上不一定反應出來,但是在人的群體中,這種有害的概率是明顯增高的。

高放射性三廢稀釋排放後,環境本底升高,一時達不到把你照死這種級別,但是不加控制都來稀釋排放的話,用不了幾年,本底很快會升高,你和你的小夥伴們,本來是一百個健康的人,可能四十個發生癌變, 當然不一定是你,接著稀釋接著排,到切爾諾貝利事故的水平,好嘛,直接不適合人類生存了。

因此國家禁止任何形式的高放廢物經稀釋排放,各國皆同。

最後,我們再說說題主提出的深海處置。處置廠的選址建造和運營,這是一個嚴肅的話題。以西北某中低放廢物處置場為例,它的設計壽命是300年,它可以接收的只是中低放射性的廢物,比如醫院,學校,輻照站產生的放射性廢物,300年後處置場便是朽壞了,這些放廢的放射性也衰變到可豁免的水平。就是這樣一座只能接受低中放水平的處置場,它也是數百專業人員精心工作得來的結果,它的地質條件,地震條件,洪水週期,建築結構,腐蝕條件,防護條件,安保設施等,無一不是經過多次論證才確定的,只是為了保證它能經受300年考驗不出事,在300年內經受得住一切風雷地震恐怖分子襲擊。

高放廢物的處置的要求比它更嚴苛,放射性高且半衰期很長的廢物,對處置的要求也越高。莫說設計建造了,就是選址,放眼全國,滿足高放深地處置岩層條件的地方都沒幾個。

大家盡可以腦洞大開,深海,甚至月球都可以想,但還是得通過嚴肅論證。先問一個最基本的:用什麼材料的容器來保證它能經得住海水的腐蝕?

某些意義上來說,月球都比海洋更安全。

好吧,我真是初來知乎需要刷存在感的,答的太詳細了也。

【田隆的回答(67票)】:

終於看到跟自己專業有關的問題了好開心。。。。

核廢料危險麼?危險。為什麼危險,樓主說的都不算什麼,危險最關鍵的是放射性物質對生物技能的改變,如果你是變形金剛當我沒說。可是大家都是靠DNARNA組合蛋白質的生物,減數分裂時一點點改變到最後實際人體上可能是非常恐怖的蝴蝶效應。你說如果改變導致丁丁28厘米當然是好的,可是如果改變了以後你的孩子出現了20雙眼睛呢?安樂死了他或者留著沒事幹看著麻應自己?

跑題了,那麼現在回答下核廢料的問題。

首先全世界都在找一個安全的,穩定的,長期不變的地方作為核廢料的埋葬地。

在此對頂樓的回答表示懷疑,我沒有在中國處理過核廢料不太瞭解。但至少我的項目20000年的穩定時間都是不可以去儲存核廢料的。

核廢料可能會因為任何一種原因洩露出來,地震都是大的,哪怕是岩石fracture形成是的地下熔融熱液作用都是核廢料形成的主要原因。而且核廢料會沿著地下的節理裂隙一點點的滲透,等大家發現這裡洩露了可能都已經被污染了100年以上,將會無法治理而且出現像現在切爾諾貝利那邊的事情。所以核廢料處理很重要。妹的不重要我以後憑什麼吃飯。。。。

挖個坑。。。有事情要處理下,回來繼續補充埋藏問題和為什麼不用海水稀釋。

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回來繼續說。。。一個頂都沒有。。。真是不想打了。

我先說下我的項目,七十年代,一幫地質科學家發現CR地區很穩定(這個地區我就不洩露了,有NASA的核工業基地。。。洩露了就算是在加拿大也是會被查水表的。。。)。於是開始大量的埋葬核廢料,都是用一種塑料器皿包著鉛塊再包著核廢料。

可惜到了八十年代,很多科學家發現之前的研究純屬騙錢扯淡,哪裡根本不穩定,為什麼不穩定呢,容我慢慢道來

當地主要是含橄欖石的片麻巖,主要都形成於500個百萬年到200個百萬年之前。之後就是冰川啊,克拉通啊,確實穩定。

可惜當地有fracture,算裂隙吧,然後會有地表水和地下熔融水進入形成chloride啊,方解石啊,白雲石啊,石英之類,這都正常。噁心就噁心在底下熔融水等如果經過了我們所造的埋葬地。。。就會溶蝕,不說別的,100年溶蝕不了10000年誰敢保證?於是之前的科學家就開始各種被fire啊什麼的。我現在就在繼續研究看周邊有沒有地方可以埋葬,畢竟核工業基地要是搬家。。。成本有點傷。。。。。。

那麼我研究的時候發現,真的很苛刻。一般來講,認為fracture是最年輕的,現在我研究的fracture mineral幾乎清一色形成於Champlain See 時期,大概在18000到22000年前之間。不好意思,不可以用。因為這點時間對核廢料的處理遠遠不夠!!!!!!!

至少都是能夠上百萬年的穩定時間的,還可以去考慮。想找出一個百萬年級別的穩定區域,真的很傷,什麼沙漠什麼的。。。。都是不能用的

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這個分界線以後,算是普通科普了。

海洋問題在此說下,海水的離子那麼複雜。。。如果埋在在海裡。估計什麼材質也扛不住1000年吧,別跟我說什麼鈦,鉭,釩。考慮下成本。那麼很快就會洩露。

是的,理論上100000年後,完全稀釋了。但是之前呢?海底會出現什麼誰知道?1000年的核輻射會把海底動物,比如鯨魚,巨型魷魚核輻射成什麼樣誰能預測?如果有一天突然出現一個8000米高的海綿寶寶。。。還是挺恐怖的。。。

第二個如果埋在海底,看清楚了,不是海裡。說真的更扯淡,大洋板塊的穩定性還不如大陸,雖然我不瞭解,但是估計沒有個1000年也就全洩露了。所以海裡真的是最扯淡的想法,還不如像美國一樣沒事幹去芬蘭啊,非洲啊找個地方埋了算了,洩露了也跟自己沒有太大的關係,賠錢唄,錢不夠印唄。

最後在這裡科普一個事情

核廢料的影響,潛移默化,非常慢但是極其不可控。

舉個例子,加拿大安大略省的葡萄,我的老闆無聊測試了下放射性物質,不說別的,氚已經遠遠高於800TU,飲用水其實超過100TU就要報警了。。。絕對是不能喝的。可惜全世界的食品安全都是不測放射性物質的。。。所以沒有人知道。而且也不知道究竟是那個核電站或者核廢料洩露了。但是全省現在的葡萄都遭殃了。

第二個就是日本問題,現在所有打算生孩子還沒有的人去日本玩,都是拿自己孩子的生命開玩笑。我就像問一句,你們就那麼想要一個轉基因的孩子???

所以,我真的想說,一點點莫名其妙的洩露,都是整個省級別的污染,別再說什麼核廢料處理不重要什麼的了。

真的不要那未來去開玩笑,你跟上帝玩,玩不起。

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有什麼疑問我隨時解答。。。頂不頂隨便吧

【無垠的回答(11票)】:

問題很大,核廢料的處理是一個系統的工程,處理難度很大。做個簡單的解釋吧

核廢料不同於核原料。由於裂變反應和中子俘獲效應產生了數十種放射性元素,其中部分放射性活度非常高危害巨大。所以呢怎麼稀釋?今天稀釋了明兒就不稀釋了嗎?一般來說只有極低放射性的廢料才會有稀釋。核廢料一般按照放射性的強弱分為高中低三種,中、低都可以處理,高至今還是難題,只能地下深埋。

1,高放廢料衰變到無害水平,需要數百年甚至幾十萬年,........等沒毒了,反正你我也等不到我就不說了。當然核電站中輻照產生的乏燃料在取出之後還會弄一個鈽,鈾還原萃取的流程(PUREX),此流程之後剩下的就是高放廢料了,這裡有兩種,高放廢液和高放廢物。廢液經過固化(玻璃固化)然後埋在數百米深的地下鹽礦中,等兒孫孫孫孫孫們來給我們擦屁股!好無奈有木有。除此之外還有個分離-嬗變處理方法,就是把毒性最強,半衰期最長的次錒系元素Np、Am、Cm和裂變產物I129、Tc99給分離出來,於是呢剩下的就變成中低放廢液了,同時提取出來的這些錒系元素和裂變產物嬗變成短壽命核素,有效減少高放廢液,安全的成本。目前這裡數國內清華的TRPO和法國的的DIAMEX流程最有前景....廢物沒有處置辦法,只有深埋做「最終處置」。

2,中、低放廢物就好辦多了,弄個水池扔進去冷卻,因為衰變週期短所以一段時間後放射性就不強了。剩下的廢物就該排放的排放,該稀釋的稀釋.........

就這樣,木有了

【王某叉的回答(9票)】:

乏燃料

乏燃料如果不後處理,可以3~10年的冷卻後,中期(30~50年內)可以在干式或濕式設施中較經濟的儲存,由於核燃料的總量相對較少(全美核電運行至今的乏燃料總量約五萬噸,理論上一個標準橄欖球場可以擺下),在可預見的未來內繼續中間存儲或者後處理都是經濟的。如果不後處理,乏燃料需要地質處置很長時間,後處理可以大大縮小需要地質處置的放射性廢物體積,回收可作為燃料利用的鈾和鈽,雖然在目前這種回收並不經濟。

回收的鈾雖然有0.9左右的富集度,但由於含有中子毒物U236,因此濃縮相對於天然鈾需要額外的分離功;這樣核燃料後處理的成本主要由鈽承擔,所以由鈽製成的MOX燃料價格昂貴,比新的低濃縮鈾燃料還要貴;而不生產MOX燃料,儲存鈽價格也很貴。所以只有核燃料需求緊張,並且地質處置費用較高的歐洲國家和日本堅持核電乏燃料商用後處理。

後處理後的廢物

乏燃料後處理之後會得到放射性廢液和固體廢物,絕大部分鈽和鈾作為燃料被回收,部分後處理廠也回收拿,其中需要進行地質處置的主要是高放廢物,放射性來自於裂變產物、錒系元素。一座100萬千瓦的壓水堆(PWR)電站,每年卸出乏燃料約25t;其中含有可循環利用的鈾約23.75t, 鈽約200kg,中短壽命的裂變產物(FPs)約1000kg;還有次錒系核素約20kg,長壽命裂變產物約30kg。

核設施運行退役、後處理過程除液體外,還產生固體放射性廢物(活化金屬、廢樹脂等等),中低固體放射性廢物通常掩埋處置,產生高放射性廢物(除高放廢液固化物外,主要是燃料包殼)也需要地質處置。

對於環境而言,部分放射性較強的物質由於半衰期短在幾年內會衰變完,而大部分裂變產物核素會在千年內衰變完,需要考慮是可靠排除其發熱並長時間儲存不至於洩漏的形式,目前核燃料循環工業所採用玻璃固化方法基本上可以解決這部分廢物,通過可靠的長期地質儲存而保證較長時間內不進入環境——目前認為可以保證在良好的地質處置場中1萬年內(工程設施1000年左右,地質屏蔽10000年左右),玻璃或陶瓷固化體中的放射性物質不會大量進入環境,尤其是地下水。但萬年尺度上,高放廢物的儲存很難確保不進入環境,這部分風險主要集中在長壽命裂變廢物LFFP、次要錒系元素MA(除鈾、鈽以外的錒系元素)。

需要說明的是如果高放廢液不進行固化,就比較麻煩,一來後處理廢液中大部分是硝酸鹽,強放射性會產生氫氣有爆炸可能,二來後處理廢液多是酸性,腐蝕性嚴重,三來發熱量大,液體散熱不良會沸騰,並且由於可裂變物質的濃縮可能會臨界。所以大部分後處理場會將高放射性廢液和固體廢物固結在玻璃體中(通常是硼硅酸鹽或磷酸鹽玻璃),目前也有在研究陶瓷固化的。中放廢液可以濃縮,或通過水泥,瀝青進行固化,但應當減少其中的鈽等錒系廢物殘留。低放射性廢物則通常直接稀釋後排放。核燃料後處理過程設計上盡量減少放射性廢物的產生,所以某些工廠低放廢液會循環利用。

後處理過程中還會釋放大量的放射性氣體,主要是惰性氣體氪、氙的同位素,還有氚和碳14。放射性碘也會以氣態形式釋放,後處理廠通常通過延長儲存期減少半衰期短的放射性碘釋放,即使如此剩餘的絕大部分碘需要以被化學方法回收,但在核電站或後處理廠事故中極為棘手,尤其是半衰期更短的碘131,通常以滯留為主要手段阻止嚴重事故下的大規模釋放。氚排放中總量巨大,但易於稀釋;碳14放射性較弱,惰性氣體難以形成內照射,一般也是稀釋後排放。

分離嬗變策略

MA當中大部分核素兼具重金屬的化學毒性和放射性,並且半衰期長,多在數萬年甚至數十萬年。主要是鈽、拿、楣、鋦,鈽可以作為燃料,MA都是重核,可以在快中子譜的反應堆中嬗變,但目前沒有成熟技術分離MA核素,並且MA會引入正反應性,造成嬗變堆和能源用快堆在設計上區別很大,安全性堪憂,而加速器驅動的次臨界反應堆(ADS)由於中子能譜更硬,安全性更加好,更適合嬗變MA。

主要的LFFP比如鎝99,碘129,硒79,錫126,銫135,半衰期都比較長。其中前兩種核素鎝99,碘129半衰期長,性質活潑,並且易在生物體中富集,並且中子截面較大,是分離嬗變策略的主要研究對象。硒79,錫126中子截面較小,銫135由於需要同位素分離,所以是否進行分離嬗變是有爭論的。

將LFFP和MA從高放廢液中分離嬗變,縮短放射性廢物地質處置停留時間的燃料循環策略,是閉式循環燃料體系的進一步發展方向。一般認為可以將需要進行地質處置的放射性廢物體積減少到原來的1/20,放射性毒性降低兩個數量級。

國際法與海洋的總容量

不向海洋傾倒核廢物主要是出於國際法考慮。《防止傾倒廢物及其他物質污染海洋的公約》通常簡稱「1972年倫敖傾廢公約」或「倫敦公約」,規定禁止向大洋傾倒放射性廢物。倫敦傾廢公約出台前,俄國人甚至向海洋直接排放高放廢液,同時期西方國家只向海洋排放中低廢液,巴倫支海、白海、喀拉海因此受到污染,當然蘇聯更多的是直接將高放廢液注入地下。蘇聯向自然環境直接排放的放射性廢物達到約17億居裡,其中16億多被注入了地下深井,餘下的被排放在海洋和內陸湖泊中,這些排放大約是切爾諾貝利事故即時排放值(8000萬居裡)的20多倍。

如果拋開倫敦傾廢公約,最早是設想將放射性廢物地質儲存在深海底部,後來則考慮在海床的深海沉積物中鑽孔中,後者被認為是一種比較安全的地質處置策略。

海洋中自然放射性元素鉀40,銣87的總放射性約為4400億居裡。輕水堆乏燃料(33GWd燃耗)卸出冷卻半年後,放射性總活度約300~400萬居裡/噸,十年後下降至約30萬居裡左右。而全壽期為60年代百萬千瓦級核電站在其壽期中至少要卸出2500噸乏燃料。以海洋的容量之大,現有人類核利用累計產生的核廢料總的放射性與之海洋天然放射性總量已經只有一兩個數量級上差距了。

鈾礦生產

由於鈾礦生產使用水冶方法,鈾礦石被酸或鹼浸後浸出鈾酰離子;鈾礦伴生的衰變子體,主要是鐳的同位素會在尾礦渣中堆放,由於大部分採用酸浸,礦渣呈強酸性,如果處置不當會造成水和土壤的污染。冷戰中美蘇鈾礦開採量巨大(80年代以後用於核電的鈾生產也很大),伴隨的尾礦和冶煉渣中的總放射性活度均達數十萬居裡,不過目前鈾礦生產中心已轉向原地浸出,此種方法污染較輕,放射性被滯留在地下,主要是防止生產過程中地下水被酸和鈾礦溶液(很稀)污染。

子體氡的污染在鈾礦尤其是地下鈾礦山生產中危害非常大。氡也是日常生活中重要的背景輻射來源,嚴重污染時致癌。

【黃明松的回答(3票)】:

關於放射性物質的毒性以及核廢料的放射性前面以及有很多答案解釋過了,我來說下為什麼核廢料不能隨便丟進海底。

我們所踩的地球,看上去很堅固,實際上是一直在活動的(這是常識了),大部分時候活動很緩慢,往往都是幾百萬年尺度下的運動,偶爾會活動很劇烈(比如地震)。陸地和海底相比,洋殼要薄的多,因此活動要相對頻繁劇烈一些。也就是說,洋殼是一個比較不穩定的系統,再加上深海鑽探的技術難度,無論怎麼看把核廢料埋到海底都是費力不討好的事情。

那麼我們不埋進去,直接用水泥封住然後沉到海底呢?也不安全,因為無法有效預測洩漏。海底的情況太複雜,無法通過模型來預測密封性,如果洩漏了,放射性廢物污染過的水就會隨著洋流到達全世界,甚至參與到全球水循環。即使海洋把高放射性污染物稀釋到了一個很低的水平,天天使用放射性物質污染的水也難保不會出問題,而且,有可能太平洋中部洩漏的放射性物質最終導致大西洋沿岸居民受災,因為洋流和水循環是全球性的。當然,生物富集也會助長放射性物質的傳播。

放射性物質的有害性並非簡單以濃度區分,強度和接觸時間也有關係。題主把地球系統和放射性物質想的太簡單了。

【姜兌坤的回答(2票)】:

其實吧,換個角度說,可以扔到大海裡面的~你可以去查查歷史資料,其實有好多艘核潛艇,好多個核彈頭,好多個核廢料桶確確實實是因為各種原因被扔掉了大海深處,有的有意,有的無意,有的壓根就是蓄意~誰讓大海這麼大呢?你看日本福島核事故時候不就是臉不紅心不跳的默默的就排到大海裡面去了呢?別人是遠海,它近海就敢排的~就是不知道這麼幹哪一天會不會造成什麼嚴重後果~

核廢料難處理主要因為它有放射性,還有就是一般組成成分太過複雜~放射性意味著對人體會造成傷害,所以必須採取嚴格的保護措施。組成成分複雜,意味著分離處理難大~短壽期的核素放置半個月基本就沒有放射性了,長壽命的例如銫,鈷之類的到你孫孫子了還在,放射性又強~放射性強的又會放熱~妹啊,你說難不難處理?

【劉曉陽的回答(1票)】:

多謝 @袁霖 邀請,鄙人雖然是核工程專業,但現在僅僅是本科大二,知識水平有限,前面又有專業人士詳盡解答,就不在用專業的知識給予解釋,在此,我從以下兩個比較通俗易解的幾個方面做出說明,不妥之處還望海涵!

1、請記住題主說的是

【核廢料】而非

【核原料】,二者本質的區別是,一個是在核反應前的物質,一個是和反應後的物質,大家都知道,核反應是鏈式反應,一旦進行就不會停止,只能在核反應堆進行人為控制。而反應堆也會在一定的時間停堆進行廢料的處理,請注意,這時候廢料是仍然進行著鏈式反應的,只不過比較微弱,但核廢料中放射性核素仍然可以通過衰變放出能量,當放射性核素含量較高時,釋放的熱能會導致核廢料的溫度不斷上升,甚至使溶液自行沸騰,固體自行熔融。

核廢料按物理狀態可分為固體、液體和氣體3種;按比活度又可分為高水平( 高放 )、中水平(中放)和低水平(低放)3種,核廢料的最終處置是指不再需要人工管理,不考慮再回取的可能。因此,為防止核廢料對環境和人類造成危害,必須將其與生物圈有效地隔離,而最終處置的主要對象是高放核廢料,這就得分外小心。

2、國際原子能機構(IAEA)對於核廢料的處理和處置有嚴格的規定,雖然各國處理方式不盡相同,但在科學界和工業界、政府等也都遵循著相關標準,不會隨便操作。人類從上個世紀50年代起就開始了相關研究,曾有人提出用火箭把高放廢料送到宇宙空間、有人提出了冰蓋處置的設想、還有科學家提出將核廢料拋入深海溝等方法,但這些方法不是費用太高,就是在技術上無法實現,再不然就是存在諸多不確定性因素無法確保絕對安全,而這恰恰是高放廢料處理的基本要求。經過多年的試驗與研究,目前世界上公認的最安全可行的方法就是深地質處置方法,即將高放廢料保存在地下深處的特殊倉庫中永久保存。所以題主所說的方法早就有人提出來,但存在諸多問題不能被大家普遍接受。

第一次這麼正式的回答問題,很多還是百度的,所以答的不好還望海涵,大二學生一枚低調路過而已。。。

【starship的回答(1票)】:

英國早期的做法就是排進英吉利海峽.........

但現在核廢料的量和人們對環境的重視程度都不允許這麼幹了。高票答案已經說得很好了,核廢料中除了鈾之外,還包括了大量放射性或毒性遠超過鈾的元素,比如銫。現有的處理流程或者是玻璃化以後在地質穩定的地區存儲,或者提取部分有用的元素(如鈽)之後再地質處置。順便說一句,美國人是直接玻璃化因為他們不缺鈽。

【知乎用戶的回答(1票)】:

福島排出的是含有放射性物質的水,正常情況下,一回路水只含有微量裂變產物和微量活化後的腐蝕產物,放射性遠遠低於一根乏燃料棒,不能相互比較。

可以把核電廠核裂變的過程理解為解開惡魔的封印,惡魔被封印前,危害很小,但封印解除後,你再怎麼稀釋,他還是有很高的放射性。

反應堆產出的核廢料幾乎是沒有辦法處理的,那些核素壽命不同,有的幾十年就能衰變完,比如Co60,有的卻要衰變上億年,比如Pu239,這是恐龍出現到人類出現的間隔,而Th233的半衰期已經超過了宇宙的歷史。

我知道可以用中子轟擊核廢料的原子核,使其變成其他種類的,放射性低一些的元素,這就是樓上講的,也是唯一談得上解決問題而不是迴避問題的解決方案,可這個方法你知道有多扯淡嗎?用這個方法也可以量產黃金,只要給我處理核廢料的中子產生器,再給我一堆鉛塊,我就可以點石成金,呵呵。這個過程在物理上叫做嬗變,目前還處在科研領域,這事不像建個核電廠能拿到錢,也極難出成果,幾年也發不出一篇SCI,在這個領域,也看不到突破瓶頸的希望。就這樣把問題留給了我們的子孫後代,可萬一他們解決不了呢?

滄海變桑田,有誰能保證核廢料儲存的地點不出事?

現在領導們想的,無非是反正在任期間也不會出事,不如利用核電多掙錢,何必為了未來的問題而苦惱?真是在利益的驅動下,便沒有了畏懼,直到福島事件給了大多數人狠狠地一擊。

諸位也看到了,國內的核電正在蓬勃的發展,用的還是從美國進口的AP1000反應堆,可笑的是,美國人自己卻不用,為什麼呢?因為美國人70年代後就沒有新建核電廠了……

法國是核電大國,你知道他們把廢料埋哪裡嗎?呵呵,埋在與德國接壤的邊境,這真是護國利劍啊!

這些話,多是危言聳聽,但我真的想讓你們知道,核廢料問題在可見的幾十年,是不會得到解決的,百年之後呢?我也不知道,我只希望最壞的預計不會發生。

【知乎用戶的回答(0票)】:

凡事不能想當然。核廢料這東西隨便一埋或者丟海裡誰能保證安全的呢?萬一發生個地震,海底還有暗流什麼,誰知道會不會被衝到淺海區。還有恐怖份子也天天盯著呢。 我不清楚核廢料是否都易溶於水,如果洩露時成團狀的被魚或者其它生物帶到人多的地方後果可想而知。

【知乎用戶的回答(0票)】:

稀釋乾淨,你說得好輕鬆……首先那些核原料經過裂變就已經不是原來的了,你說恢復到原來的濃度是指的裂變前的物質濃度,裂變後是另一種元素了,是人為增加,所以不平衡,而且這些元素原來也不存在於海底,要埋也要埋在地下,而這也是現行的做法

【歐陽川的回答(0票)】:

核電站裡的核廢料(乏燃料)大致分為高放中放低放,由放射性的不同來決定。 由所在部位來分(以壓水堆為例),有燃料棒,有壓力容器,有蒸汽發生器,有管道。整個反應堆以及一回路都有大量放射性,而其中的物質有固體有氣體有液體。有些可回收利用,有些必須後處理後深埋。 處理對像很多。需要相對應不同的化工技術,主要由於核很敏感。很多相關的操作都需要盡全力保證百分百安全,於是核廢料自然處理比較困難了

至於你所說的埋在大洋底,舉個例子,如果想處理一座退役的核反應堆,想置於大洋底部,首當其衝會碰到如下問題,你用什麼裝這個反應堆?怎麼保證它在海底一直耐壓且不會被腐蝕?用什麼把它放下去?反應堆中的放射性氣體也封存起來扔下去麼?

簡單分析就有這些問題了,更何況上世紀國際上就有條約禁止向海洋傾倒核廢料了。。。具體詳見倫敦公約

【周瑜的回答(0票)】:

核廢料是高濃度的,由於人工富集,它們產生的輻射強度遠遠高於天然的。這些廢料的半衰期有的是數千年,意味著它們將超長期地造成輻射污染,並產生次級輻射污染。

【sunriseout的回答(0票)】:

輻射防護專業學生一枚,題主這個問題問的很籠統,所以有誤解就不奇怪了。

首先,我們來分辨一下什麼叫放射性廢物:廢水、廢氣和固體廢氣物,這是核電站所產生的三廢;廢水、廢氣,我們要管控起來很難,因為是流體,所以在設計的時候,本著對於環境以及個人的輻射影響最小的原則,我們已經控制了廢氣和廢水排除的輻射了,福島的那個廢水排入大海,其實怎麼都是要排的,只是排出時間的不同,這個和污水處理具體原理不同,但是道理是一樣的,就是差不多達標乾淨了就可以排出去,而這個標準,都是有國標規定的。所以綜上呢,題主說的不是問題的廢物處理是廢水和廢氣,這個確實也不是什麼問題。

那麼下面問題就來了,到底核電站裡面,廢物處置最大的問題是什麼呢?乏燃料,高放廢物。

那這個難難在哪裡呢。首先是時間問題,這些高放射性的固體廢棄物、乏燃料的衰變週期都是非常長的,長到什麼程度呢?芬蘭做了一個廢物處置庫做固體廢棄物掩埋,設計標準是十萬年。十萬年是個什麼概念啊,人類文明能不能存在十萬年都是個問號?但是十萬年後這些放射性廢物還是一樣對於生物有危害(危害具體是什麼我們再說)。我們在上輻射環境防護的時候有一道題目,就是設計一個能保存十萬年的警示標誌,要能夠警示那個時代的其他物種的智慧文明,或者非智慧生命,十萬年都要能維持其原來的功能。全班幾乎都傻了==!十萬年,人類到目前為止存下來的遺跡都沒有這麼久啊,最後我的答案是造個金字塔放上面,當然也不能保證效果。當然也有人說為什麼不直接隨便存在那裡不要理,十萬年,我們都不知道在哪裡了,何必去費這個事情;其實我們這種存儲放置的方式已經算是很不負責任的一種表現了,首先高放廢物一旦洩露,其影響肯定會在幾代內現象出來,所以我們的原則是「相信我們的子孫有比我們更加先進的技術去解決這些問題,我們不能解決的問題留給子孫去解決,先埋起來吧」

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分割線,去吃個飯,佔個坑再回來說

標籤:-化學 -物理學 -核電站 -核能 -核輻射


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