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核能这种东西并不是没有任何危害的,即便是不考虑类似于福岛危机这样的安全性问题,它自身也存在一个重要的弊端,那就是会产生“核废料”,根据国际原子能组织之前预估的数据,目前全球每年会产生待处理的高危“核废料”大约一万吨左右,而我国每年需要处理的大概在三千吨左右,那么这些核废料最后是怎么处理的呢?
核能作为一种清洁、高效、可靠的能源,在全球能源结构中占有重要地位。然而,核能的利用过程中不可避免地产生核废料,这些含有放射性物质的固体、液体或气体物质,对环境和人类健康构成潜在威胁。中国作为世界上核能发展迅速的国家之一,每年产生的核废料量高达3200吨,占全球总量的三分之一。面对如此庞大的核废料处理需求,中国采取了哪些措施?这些措施又是如何确保核废料安全、
可以分为高放射性核废料、中等放射性核废料和低放射性核废料三类。高放射性核废料主要来源于反应堆芯,其中含有放射性极强的钚元素,其半衰期非常长,需要长期隔离和监控。中等放射性核废料主要包括核电站和核燃料再处理厂中产生的设备、工具、滤芯等,以及核工业和医疗等领域产生的废物,这类核废料的放射性强度中等,半衰期较短,需要中期隔离和监控。低放射性核废料则是经过处理后产生的废料,如废气废油、废纸、废布、废塑料等,其放射性强度低,半衰期很短,可以通过简单的处理和贮存方式降低对环境的影响。核废料的处理包括预处理、处理和整备三个步骤。预处理是对核废料进行收集、分类、分离、减容等操作,
以便于进行后续的处理。处理过程则是对核废料进行固化、
稳定化、浓缩等操作,提高其安全性和便于储存。整备是对核废料进行封装、包装等操作,便于运输、贮存和处置。核废料的储存方式分为临时储存和长期储存两种,临时储存是将核废料暂时储存在专门的设施中,如水池、干式贮存罐、混凝土罐等;长期储存则是将核废料永久地储存在安全的地点,如地下深层处置库、海洋处置库等。
随着人们环保意识的提高,越来越多的国家开始淘汰核电站。尤其是核电站存在一定的安全隐患,一旦发生事故后果十分严重。最典型的就是1986年的切尔诺贝利核泄漏事故和2011年的福岛核泄漏事故,对周边地区环境造成了极大破坏。也是这一件一件的事故让西方国家开始重视核电站的潜在危害。
德国关闭所有核电站。此外,美国也在逐步淘汰老旧核电站,而加州仅剩的最后一座核电站也将在2025年关闭。而福岛核泄漏事故发生后,日本政府就开始对全国核电站进行安全检查,要求电力公司提高防灾减灾能力,英国也宣布2025年前关闭所有核电站。
然而与西方国家不同,我国仍在继续大力发展核电,已经拥有了60台左右的核电站,仅次于美国和法国,位居世界第三。其实在西方国家纷纷宣布淘汰核电的背景下,我国仍在持续发展核电产业,其中存在着多方面的考量。就电力供给而言,我国并非严重“缺电”,如部分地区出现局部供电紧张,更多是因电网调度及地区分布不均所致。
但考虑到中国巨大的人口基数,电力需求依然十分可观。仅靠水电、风电等方式难以满足需求增长,相比之下,核电具有发电效率高、可靠性强的特点。据相关统计,我国现有的火力发电厂一个工作周期所需的煤炭数量,约为同等发电量核电站一年所需核燃料的十万倍。
这说明核电的资源利用效率远超传统火力发电。其次,从环境保护角度看,核电属于清洁能源,既不消耗煤炭等化石燃料,也不产生温室气体排放。这有利于减少因火力发电所产生的雾霾等问题。而且我国核电技术起步较晚,至上世纪90年代才开始商业化运行。因此,这些发达国家淘汰核电的态度,不完全适用于我国国情。
中国在核废料处理和储存方面进行了大量的工作和规划。目前,中国已经建成了两个中低放射性核废料处置场,分别位于广东省大亚湾和甘肃省兰州,能够安全地处置中低放射性核废料。对于高放射性核废料,中国目前采用的是干式贮存的方式,将乏核燃料封装在钢筒中,储存在专门的贮存设施中,等待进一步的处理和处置。中国还在积极探索高放射性核废料的再利用和处置技术,如核燃料再处理、快中子增殖反应堆、玻璃固化、深地质处置等。据悉,中国计划寻找高放射性核废料的深度掩埋地址,这一计划将在2030年左右完成,届时将大大提高核废料的处理安全性。2021年9月11日,国内首座高水平放射性废液玻璃固化设施在四川广元正式投运。这是中国核工业产业链后端的标志性工程,标志着中国已经实现高放废液处理能力零的突破,成为世界上少数几个具备高放废液玻璃固化技术的国家。放射性废液玻璃固化技术是在高温下将放射性废液和玻璃原料混合熔解,冷却后形成玻璃体,由于玻璃体浸出率低、强度高,能够有效包容放射性物质并形成稳定形态,是目前国际上最先进的废液处理方式。中国在核废料处理技术方面的发展,得益于国际合作与技术共享。例如,四川广元的玻璃固化设施项目就是采用国际合作模式,由中国、德国联合设计,中国核工业集团所属中核四川环保有限责任公司负责建设,多家单位参与协同攻关。通过本项目开展,中国在玻璃固化关键特种材料、关键设备等方面积累了丰富经验。核废料处理和储存是核能利用的重要组成部分,也是保障核能安全和可持续发展的必要条件。中国作为一个负责任的核能大国,一直致力于提高核废料处理和储存的水平和能力,采用科学合理的方法,确保核废料对人类和环境的影响降到最低。同时,中国还积极参与国际合作,与其他国家和机构共享经验和技术,共同应对核废料处理和储存的挑战和风险。通过不懈的努力和创新,中国将为核能的和平利用和人类的福祉做出更大的贡献。