如果把核廢料放射性物質均勻消散在足夠巨量的海水裡這樣處理核廢料不行嗎? | 知乎問答精選

 

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如果把核廢料放射性物質均勻消散在足夠巨量的海水裡這樣處理核廢料不行嗎?

2018年11月14日 知乎問答精選 暫無評論 閱讀 13 ℃ 次

【FengYutian的回答(93票)】:

收到大家這麼多贊,好開心~這個答案最初是手機回答所以不很詳細,請大家關注我的另一條回答:為什麼核廢料很難處理與處置?

在美國核反應堆工作

首先定義核廢料。核廢料就是沒有利用價值的放射性材料,沒有利用價值只的是有用的子同位素分離過後,高強度的放射粒子利用過後,剩下的無特徵峰所以沒有利用價值的同位素集。通常半衰期十分的長,因為半衰期短的都被利用了。

從238U或者235U出發,衰變成很多種放射元素,我們成為soup。一般反應堆利用soup製造中子束來攻擊富集元素的target,製造新的同位素。或者將其中不同的元素利用化學方法分離,加以利用。

剩下的廢料一般都是半衰期很長,放射無特徵,即在不同能量都有放射難以利用或者難以分離的。

再講放射性。一般分為電子,伽馬線,阿爾法和中子。其中阿爾法的作用範圍比較小,通常不會走的太遠所以用來治療癌症。伽馬線相反,能量小但是穿透力強,可以用來imaging。中子不帶電,但是在水中很快就沒能量了。電子危害也比較大,作用範圍介於伽馬和阿爾法之間。值得注意的是,電子在一些材料裡會造成二次放射,因為電子和密度較小的材料會作用產生gama線。

放射廢料難處理,是因為各種各樣的放射線都有,半衰期極長,而且極少的質量都會有極大的放射量。

定義放射對人體傷害的單位是rem。一般在距離1.5m位置測量得到500mrem就會被定義為核危害物質。而能夠打達到這個量級的放射性物質的量,不會超過nano molar。

如果要放到海裡,有幾個問題仍然沒有處理。

1. gamma射線範圍很大,如果廢料的能量很強的話,周圍很大一片海域都在放射性環境中,對生物會造成毀滅打擊。而且半衰期這麼長,很多年都會一直存在。

2. 放射性物質在同等危害下,相比化學廢料的量非常小。一艘軍艦從研究所開到太平洋中心,然後投下幾毫克的放射性廢料再回來,成本好大。

現在世界上最大的廢料處理問題就是99Tc,半衰期幾千年,而且有很大能量的gamma,放到哪都不合適。

所以現在通常的做法,就是再地上挖個大坑,用很厚的水泥封好所有面,然後放在裡面讓他自己衰減。過幾年瞅一眼,把衰減完了的拿出來當作一般廢料處理,還有放射性的就接著放那。

排名第一的答案,你顯然不懂核化學。

【毋二三的回答(239票)】:

因為核廢料的輻射量不是線性增加的,是指數增加的。核力比化學能也就是高1百萬倍。

這麼說吧,一般毒性物質稀釋到ppm,也就是百萬分之一左右就差不多可以認為幾乎不起作用了。相當於一立方米廢料,稀釋到100米的立方體,了不起一個立方公里水就肯定沒事了(一個水庫)。

核廢料呢?需要稀釋到10^-12以下,一萬億分之一,也就是一個立方米的放射性廢料(幾噸重)稀釋到10公里寬的一個立方體或者200米深5000平方公里(或者18米深的渤海大小),方圓七十公里的海水都不能喝不能洗。

然後,海洋生物會將輻射物質富集幾萬(小型魚)到一億倍(大型肉食魚)。請再乘以300倍。我們的大陸附近海洋大約只有不到一公里深,換算成均勻稀釋大約一萬公里見方1公里深的海水(整個太平洋)才能保證裡面吃的肉食性魚類(鮪魚鯊魚)百分百安全,一千公里以內的(相當於整個黃海加南海)帶魚三文魚不能吃。

再最後,海水不是均勻的,是有洋流的,洋流繞地球一圈要好多年。

洋流一般每小時幾十公里速度,所以稀釋到洗腳沒問題要一兩天,帶魚沒問題要一個月,鮪魚沒問題要一年。所以一噸核廢料下海,一年太平洋的鮪魚就不能吃了。丟個幾百噸下去,幾百年以內都別想吃了。

當然,核廢料整噸的進海水還是比較難的,現在洩漏的也只是廢水而已。全世界現在每年排放汞兩千噸左右,也不過相當於排放了2公斤純的核廢料。

所以千萬不要幹傻事啊。

【XiYang的回答(4票)】:

樓主的認識有點偏差。核燃料在地殼本來就不是均勻分佈的,而是集中在極少數成礦的地方。所以你不能認為均勻撒布核廢料等效於它的最初狀態。

然後,如前面有人所說,核廢料的輻射比燃料組件要強很多。

【姜兌坤的回答(1票)】:

最高票的回答明顯是沒有專業學習過核科學的在對大家進行科普~支持Feng Yutian的回答~

核廢物的處理方式本來就有稀釋和富集兩種處理方式,著眼點主要在於處理的成本和所獲得的收益是否相符上~美蘇全球爭霸的時候搞核試驗,爆掉了好多核彈,全球的輻射本底大約在短短的幾十年內上升了三倍以上,我們還是活的好好的~完全符合題主所說的將核廢料均勻分佈以降低危害的要求,但是從可行性的要求上分析,這種做法的不合理之處主要在於成本太高了~你能一瞬間將核廢料分佈於一個很大的範圍內麼?答案是 no!

另外說生物鏈富集的同學,請注意,不是所有的什麼元素,化合物,都是那麼容易被生物體富集的好不好→_→又想起了福島核事故搶鹽的故事了~

【LeePwn的回答(1票)】:

只簡單說一點:食物鏈的存在,會將這種不可消化的物質慢慢富集匯聚起來,越高級的捕獵者的體內的放射性物質含量越高,並且隨時間增長,累積量會達到有危害的程度。

【公孫立夏的回答(12票)】:

但從可行性上看,當然是可以的,但長久來看,這絕對不是根本性解決核廢料的方法。你只是把這種輻射稀釋了,但總量還是沒變嘛,這算什麼解決方法,就是損人利己,遺臭萬年的行徑。

大學學的核工程,瞭解些皮毛,現在屬於加速器領域,現將我所理解的東西表達出來,不慎準確,僅作科普,拋磚引玉。

我猜題主的意思應該是:既然核原料是將天然核物質(鈾、鈽)提純後得到的,那利用後,我們再將其轉化為天然物質處置不就行了?

我會告訴你,這是不可能的!

核電站發電原理就是利用熱中子轟擊濃縮鈾,使其裂變,裂變過程中釋放巨大的能量,這些能量再經過轉化生成電能,所謂的核廢料就是鈾的裂變產物,放射性強,半衰期非常長,這就造成了核廢料很難處理,目前只能深埋處理。熱中子就是能量較低的中子(能量高不能激發核裂變),一般用水或石墨作慢化劑得到熱中子,再是用含有硼元素的器件控制熱中子的數量來控制裂變的速度,達到臨界狀態(不可控的超臨界狀態就相當於原子彈了)。

儘管核廢料中的元素在自然界普遍存在,但其內部中子數和自然存在的元素相差甚大,兩者之間成為同位素。如果要把這種同位素再轉換為自然存在的元素,那必須提供額外的能量來完成這種轉化,那是不現實的,因為如果這樣的話,我們最終獲得的能量會很少,那核電站就沒存在的價值了。

再說說題主說的快中子反應堆

我們上面所說的反應堆所用的原料都是鈾-235,但自然界中鈾-235含量僅為0.7%,剩下的都是鈾-238。快中子才可以激發鈾-238,產生核裂變,而且產生的次級物是鈽-239,可以再次進行核裂變,也就是說快中子堆不僅原料充足,利用率也很高,所以有非常好的前景,根本不是你說的因為放射性物質在反應前放射性並不大,只有反應後的幾億分之一」。但是快中子較難獲得,也較難控制,我國目前原子能研究院這方面做了很多。近年來,中科院高能所、近物所等研究所正合作研究加速器驅動次臨界潔淨核能系統(ADS)----中國科學院高能物理研究所項目,投資巨大,其主要目的就是利用加速器來產生可控的快中子,因為能量、流強可以做的很高,這種設備還可以促使核廢料中的放射性物質發生嬗變,從而解決核廢料問題。此項目還處於萌芽階段,尚未有重大突破,我是近物所的,並沒參與這個項目,所以更多的東西也不太清楚,希望能幫到題主。

【瘋坦克的回答(11票)】:

問題中有「放射性物質反應前放射性很小,只有反應後的幾億分之一,為什麼捏」

不知道題主的意思是不是問進反應堆之前的新燃料放射性很小,而在反應堆中反應了一段時間後放射性會大大增加?

這是因為新燃料是富集度很低的天然鈾,主要是鈾238,其天然放射性很小。而一旦進入反應堆發生裂變後,會產生一坨高放元素,其放射性會大大增高。

所以,新的核燃料是沒有問題的,記得有圖片就是工人抱著燃料組件在欣賞。但是卸出的乏燃料你要是抱著看風景,肯定要變哥斯拉。。

======私貨預警====

順便吐槽之前廣東要建核燃料加工場被群眾散步搞黃掉的事情。。。反對的莫名其妙。。

【沈文的回答(1票)】:

你家裝修以後,把敲牆挖管弄出來的建築垃圾均勻放置在裝修後的屋裡如何?

【高樺的回答(4票)】:

裝在火箭裡射向太陽如何 =3=

【寒秋新的回答(3票)】:

只吐槽一個,排名第一的答案裡面說的是「200米深5000平方公里(渤海大小)」,題主查看的是百度百科裡的7.7萬平方公里,一個是面積一個是體積。。。。其實就算是看百科,只要往下一點,就能看到那句「面積為7.7萬平方公里,平均水深18米,總容量不過1730立方公里」。。。題要讀清啊少年。。。。

【王曉晨的回答(2票)】:

培養出哥斯拉了怎麼辦?

【StephenHu的回答(3票)】:

1、如何分佈?2、如何均勻分佈?有這個均勻分佈的功夫,核廢料早就被你分解了!

【Kane的回答(0票)】:

關鍵是放射性還有增殖同化效應,可以講原來不帶放射性的物質家轉變成放射物質

【lixiao的回答(0票)】:

用大炮或者火箭送到太空裡讓它自己飛吧

【李大傻的回答(0票)】:

其實將核廢料排入大海恰恰是一種大家心照不宣的緊急情況下的被迫方案(如福島事故)。沿海建核電站相比內陸的優勢中,關鍵部件運輸方便是一方面,另外一個就是類似福島事故的應急:試想將福島事故排入大海的放射性物質注入長江的話,後果要嚴重不知多少倍。當然了,新的核電技術已經將類似事件的發生概率降低至很低的水平,但是正像這世界上的所有事物一樣,不存在絕對安全的東西。

核廢料處置的最終目標是使其放射性恢復到礦物時的放射強度,認為此時排放回自然相當於沒有為環境增加額外的放射性。否則人類無法控制這種環境放射性增強的結果。就像原來大家都認為大氣層很大,現在天空都污染了,如果認為海很大,很快就會面臨苦果。

【zhengkundai的回答(0票)】:

排名第一讚的真是學物理的麼?真尼瑪不忍心直視。

【賈打的回答(0票)】:

放水裡?不怕哥斯拉晚上敲你門?

【鍾嘉的回答(0票)】:

學化學的差生借地方學習下。。。話說自然界的放射性物質不都是化合態的嗎?核廢料呢?即便能做到所謂均勻分佈,放射性能比之前的化合態低嗎?

標籤:-物理學 -環境保護 -核電站 -核能


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