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每年增長7000噸,輻射可達萬年,核廢料該如何處理?

核能作為一種重要的能源形式,在為人類社會帶來諸多便利的同時,也産生了一個嚴峻的問題——核廢料。

随着全球核能利用的不斷發展,核廢料的數量日益增加,如何妥善處理核廢料成為了擺在人類面前的一道難題。

核能的利用過程中,不可避免地會産生一定量的核廢料。根據放射性水準的差異,核廢料可分為高放射性廢料、中放射性廢料和低放射性廢料。

高放射性廢料主要是反應堆芯中更換下來的燃料,即乏燃料;中低放射性廢料則主要來源于核電站退役裝置以及核燃料生産過程。

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對于中低放射性廢料,通常采用壓縮固化的處理方式。先将其進行壓縮固化,然後裝入容器,運往淺地層的處置場進行安全儲存。

在這個過程中,核廢料中的放射性元素會随着時間的推移逐漸衰變,進而降低對人類和環境的危害。經過數十年後,其放射性水準會顯著降低。

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而乏燃料的處理流程則更為複雜。當乏燃料從反應堆中取出時,其溫度和放射性都處于極高的水準。

此時,需要将其放入水池中冷卻5到8年,以降低輻射強度。冷卻完成後,會對其進行檢查,檢視是否存在可利用的成分,如未反應完的鈾 - 235 和钚 - 239,并進行分離回收。

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剩餘的殘渣會被裝入能夠有效隔離核輻射的容器中,最終埋藏在地下500 - 1000米深的地方。核廢料處置庫的選址是一個至關重要的問題,需要滿足極為嚴格的要求。必須確定選址地的地理環境具有高度的穩定性,能夠抵禦地震、火山和爆炸等自然災害的沖擊。

這是因為核廢料的放射性半衰期長達數萬年甚至數十萬年,一個合适的處置庫選址能夠最大程度地減少核廢料對環境和人類的潛在威脅。在實際操作中,尋找這樣一個理想的處置庫選址并非易事,需要綜合考慮地質結構、水文條件、地震活動等多種因素。

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例如,選址地區的地質結構要穩定,不能存在斷層、溶洞等地質缺陷;水文條件要适宜,以防止地下水對核廢料的侵蝕和擴散;同時,該地區的地震活動要相對較少,以降低地震對處置庫的影響。在全球範圍内,核廢料的處理是一個極其複雜和嚴峻的問題,給各國帶來了沉重的經濟負擔。以美國的尤卡山為例,其曾被標明為高放射性核廢料深地層處置庫的場址,工程預算高達數百億美元。

然而,最終該項目卻被擱置,導緻大量投資化為烏有。

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面對核廢料處理的難題,有人提出了将核廢料存放到海底的做法。這種方法并非簡單地将廢料直接投入海中,而是需要經過一系列複雜的處理過程。

首先,核廢料要經過冷卻幹式儲存,接着裝入金屬罐,最後投放到特定海域400米以下的海底。但是,這一方案存在諸多問題。

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曆史上,美國、英國、法國等國曾向海洋傾倒超過20萬噸的固體核廢料,這使得海洋承受了巨大的壓力,成為了核廢料的“潛在威脅地”。随着時間的流逝,鐵皮桶終究難以永遠抵禦海水的腐蝕,核廢料可能會發生洩漏,進而對海洋生态環境造成嚴重的破壞。除了将核廢料存放到海底,還有人設想用火箭将核廢料送到太空。早在20世紀70年代,美國國家航空航天局(NASA)就對這一想法進行了研究,并計劃在1990年實施。

然而,1986年“挑戰者号”航天飛機的爆炸事故使得這一計劃被迫終止。即便航天技術能夠確定絕對安全,費用問題仍然是一個巨大的障礙。

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以法國為例,該國每年約有數百噸核廢料需要處理,而一枚火箭的載能力有限,這就意味着每噸核廢料的發射成本極高。相比之下,将核廢料存放在地下的成本要低得多。目前,全球公認的最安全可行的核廢料處理方法仍然是深埋于地下。這種方法雖然在一定程度上能夠降低核廢料對人類和環境的直接影響,但也并非完美無缺。

這在一定程度上相當于将問題留給了後代,其是否真正合理值得我們深入思考。

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在解決核廢料處理這一難題的過程中,核聚變技術被寄予了厚望,被視為人類文明的希望。核聚變具有能量釋放巨大、原料豐富、放射性廢物少等優點。

如果能夠實作核聚變的商業化應用,不僅能夠為我們提供更為理想的能源解決方案,還有望為核廢料處理帶來新的途徑和方法。然而,目前核聚變技術仍然面臨着諸多挑戰,需要我們不斷地進行研究和探索。

每年增長7000噸,輻射可達萬年,核廢料該如何處理?

相信在未來,随着科技的持續進步,我們能夠找到更加完善的核廢料處理方法,實作核能的可持續發展,同時也讓核聚變這一人類文明的希望之光更加閃耀。

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