中国一年产生3500吨核废料,需要213万年长江水净化,该如何解决

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日本核污水入海的消息传出后,引来了许多争议,大家都在担心日本核污水排放之举,是让全世界给他陪葬。

2023年7月5日,国际原子能组织忽然宣布,日本福岛核电站的核污水经过“检测”符合国际安全标准。

核污水之所以如此令人担忧,主要是因为其带有的辐射性伤害,不仅会威胁到人类的安全健康,更会影响未来的地球环境。不过,只要是有核电站的国家,就有核废料。

我国是核废料的生产大国,中国每年产生3500吨合核废料,需要水净化上百万年。

那么我国的核废料又是怎么处理的呢?

让各国头疼的核废料

根据国际原子能机构的数据(在没有给日本颁发安全标准资格的时候,国际原子能机构还是非常权威的)显示,全球每年大概会产生一万吨的低活性核废料。

我国作为能源消耗大国,每年产生核废料3500吨,约占全世界的三分之一。

这些核废料虽然没有核原料的辐射那么强,但是同样含有放射性同位素,而且这些核废料进行衰变,并在这个过程中释放放射性的核辐射。

这种辐射对脆弱的人体来说,也是致命的,它会影响人体的细胞结构和肝功能,进而影响人体的全部器官,最终对生物体造成不可逆转的伤害。

同时,如果长期暴露在高水平的反射性条件之下,人体极有可能会发生遗传突变,损害细胞,以及增加癌变的风险。

因为遭受核辐射而产生的病害,不同于正常的病害,核辐射病害更加剧烈,更加不可逆,在现在的医疗条件下,基本上不可能根治,只能为其延缓生命。

这也是部分日本人和日本各邻国强烈反对日本将核污水排入大海的原因之一。

同时,部分核废料的存在周期和顽强程度还超出了人类的想象。

一些核废料需要通过上千年甚至更加长的时间,才能彻底的停止核辐射,达到一个安全的水平。

核废料的腐蚀性和渗透性还非常的强,如果没有做好紧密的封闭措施,它们会迅速的渗透到土壤、地下水和其他水源中,并从中扩展延伸,直到影响整个生态圈,最终导致不可逆转的整体性环境污染。

基于此,世界上使用核能的国家,为了国民的安全,对核废料的装运和储存都做了十分严格的规定。

然而,百密一疏,加上核废料本身就具有危险性,所以在转运过程中,很难做到全密封转运,难免会发生一些或大或小的泄露事故,这也是核电站等使用核能的建筑要建在人烟稀少的地方的原因。

那么我国人口那么密集,使用核能的频率又非常的高,我们每年产生的3500吨核废料,到底是怎么解决的呢?有没有对周边的居民产生什么不良的影响?

核废料的处理

首先来说说最早使用核能的国家——美国是如何处理核废料的。

早在上世纪四十年代,美国在研究原子弹的过程中,就意识到了核废料难以处理的问题。碍于当时的科学发展水平和对核能的认知水平有限。美国的研究人员并没有意识到他们需要建立一整套核废料的处理系统。

当时美国处理核废料简单粗暴,并且和现在的日本有着异曲同工之处。美国直接将核废料运上货轮,将其未做处理就直接排放到了岛礁海底。

排放的瞬间,就给当地的水域造成了大面积的核污染,水中的生物全部死亡,海域遭到了前所未有的大面积污染。就连排放人员的身体,也受到了不同程度的伤害。

从此以后,美国再也不敢向大海胡乱投放核废料。率先开始对核废料的处理进行细致的研究,并最终研究出了一整套安全高效的核废料处理技术。

现在看来,日本向大海投放当量如此之大的核污水,连七十多年前的美国都不如,是妥妥的历史倒退。

到了六七十年代,像英国、法国、日本这样的后发国家也逐渐跟上了核能发展的步伐。并且在核废料处理的问题上,实现了可循环。这就是核燃料循环技术。

这项技术的主要原理是将核废料中的钚和铀进行提取回收,然后再安装到其他的比较小当量的反应堆中去,让其继续运行,从而实现重新利用。

这样一来,不仅可以恰当的处理核废料,还能适当的延长核燃料的使用寿命,可谓是一举两得。

除此之外,研究人员还成功的从核废料中提取出镍-63一类的元素,将其做成核能电池。

当然,核燃料循环技术其实在操作的过程中,难度相当的高。非常考验一个国家的科学处理水平。

因为如果在提取或者转移过程中,如果技术不过关,会很容易出现核泄漏之类的问题。所以这项技术在当时,几乎被日本、法国、英国垄断了。

这三个国家,甚至从上世纪七十年代开始,就联合组建了一个核废料循环利用项目

在二十年间,日本先后向英国和法国输送了七千吨核废料,让他们进行加工再利用。

法国和英国用了整整二三十年对这些核废料进行充分的利用。等到没有使用价值之后,他们又将剩余的核废料封存送回日本。

日本接收这些核废料后,会用一种成本比较低的方式进行长期封存。这种方式就是世界各国普遍采用的深埋地下法。

这种方式是许多种核废料处理方式中,性价比相对较高的一个,可以说是一个最优解。

既不需要很高端的技术,只需要存储条件做到完全封闭状态,保证核废料不会泄露即可。

这个标准基本上可以对标核反应堆的密封标准,所以只需要将现有的技术做一定程度的优化即可。

此外,这项技术也不需要投入巨量的人力,只需要有地就可以。

选址一般是在人烟稀少,地质结构较好的地方,然后往下挖个上百米即可。

而且在这项工程中,造价最高的不是存储库的建造成本,而是后期的检测系统。

因为地表下有着错综复杂的生态系统,所以在建造储存库之后,是否对周边的水流、土壤等生态系统产生影响,就变得尤为重要。

检测系统几乎每天都在运转,以实现实时检测。

根据研究显示,如果不受不可抗力因素的影响,理论上,这些深层的地下储存库,可以保证存放核废料1000年。

中国作为核能使用大国,在处理核废料的问题上,长久以来都是以这种方式为主。

不仅仅是中国,美国也经常采用这种方式来存放核废料,如在内华达州,美国就建设了一个规模宏大的地下存储场。

印度甚至直接在核武器库附近建设地下储存场,将核武器运转中产生的核废料进行就地处理。

随着技术的不断进步,核废料的处理技术也在与时俱进,到现在,已经进入了一个新的阶段。如今部分国家已经正在使用一种不存在泄露风险的新兴技术,这就是高温氧化法

这种方法的原理是直接将剩下的核废料放在装有可以产生极高温的氧化剂容器中。而后通过不断的升温,高温的氧化剂会对核废料产生反应,并最终溶解掉核废料中有害的反射性元素。

这个方法几乎不存在放射性元素释放的风险,相比地下存储法,安全性和可靠性更高。

但是有利也有弊,高温氧化法所需要的成本非常的高,首先它对设备有极其高的要求,这就非常考验研发人员的尖端研发水平,其次它需要使用到大量的能源去维持高温。两者必须相辅相成,缺一不可,才能彻底的将核废料清除。

除了这种高温氧化法之外,还有另外一种类似的熔化方法,这就是激光熔化法。这种方法的具体操作是采用激光光束将核废料凝固成玻璃化。

这种方法比起高温氧化法来说,处理的更加彻底,可以实现核废料人间蒸发的效果。但是这也意味着激光熔化法的成本也高于高温氧化法。

试想一下,要将本身就蕴含着巨大能量的核废料熔化掉,这里面所需要的能量,是难以想象的。因为需要投入巨额的成本,激光熔化法,基本上是停留在了理论上,很少有国家将其大规模化。

中国震惊世界的技术突破

我国每年产生3500吨的核废料,再加上我国人口密集等原因,上述的几种方法从长远来看,其实都不适合我国的核废料处理前景。

基于此,我国在核废料处理问题上,一直不断的精进,力求突破。

经过十几年时间的追赶,我国在核废料处理技术上,已经达到了独步江湖的地位。

早在2016年的时候,中国核能研究所等相关部门就联合公布了一项名为“启明星二号”的核废料处理技术,并且因为其太过超前性,而做了大量的保密。

即使是这样,公开披露的一些数据还是震惊了世界。

“启明星二号”技术一下子就把核废料中的铀的利用率,从之前的1%提升到了95%。

这项技术一下子解决了全世界多年来都无法解决的提高核燃料利用率的问题。瞬间就把中国的核废料处理技术从优势领先提升到了殿堂级。

“启明星二号”的一些关键技术还处于保密阶段,也许未来还有更多重大的突破。除此之外,中国还完成了人造小太阳发电计划,实现了各国没能完成的一亿度反应温度的承受实验。

在未来,这种更加高效清洁的方式可能会取代传统的核聚变发电方式。如果这项技术普及,我国的核废料产生量也会大幅度下降。

核废料的处理让各个国家头疼,我国作为核能使用大国 ,每年所产生的核废料几乎占了世界的三分之一。

长久以来,核废料的处理和应用对我国来说也一直是一个棘手问题。现在我国直起猛追,在核废料的处理技术上已经取得了重大的突破,让世界惊叹不已。

对此,你对核废料的处理和应用有什么看法?可以在评论区留下你的精彩言观点!

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页面更新:2024-04-24

标签:核废料   中国   水净化   核能   长江   日本   美国   污水   高温   方式   我国   技术

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