1、四、核废料和处理，1 .核废料问题2。未来处置核废料的若干方案，1 .核废料问题，(1)定义：核废料不再需要核燃料生产、加工和核反应堆使用，意味着放射性废料。这意味着核反应堆使用后燃料使用、钚239等可用核物质回收后，剩下的就不再需要了，具有放射性废料。(2)分类：核废料可以根据物理状态分为：固体、液体、气体；放射性活性可分为高水平(高发射)、中水平(中发射)和低水平(低发射)。根据反射性污染物的寿命：长寿命(长半衰期)、中半衰期(中半衰期)、短寿命(短半衰期)核废料的半衰期在数万年到10万年之间。(2)资料来源：天然来源：火山喷发、风沙、水工针温泉喷发等人工来源：核电站、核武器、医疗、教育、

2、科学研究、核原料采集、铀浓缩等实际来源：核燃料的崩溃和核裂变。衰变，裂变，衰变，特定来源：(1)核燃料使用后残留废物，(2)燃料元件熔覆损伤，(3)反应堆结构材料侵蚀-腐蚀产物60Co，55Fe，51Cr，54Mn，(3)数量：一年100万千瓦的核电站产生数十吨放射性废物。该核废料将加工4立方米的高辐射核废料、20立方米的低辐射核废料、140立方米的低辐射核废料和200立方米的非辐射核废料。目前全球443个核反应堆积累了36万吨致命的高放射性核废料(致命的放射性污染可能持续10万年以上)，每年增长1.2万吨。美国以2000吨的速度增加发电厂生产的核废料，达到4万5000吨。德国核电站、研究室、

3、医疗机构每年产生20万立方米的放射性废料。据中国原子能协会数据显示，现有的48个单位将在2020年累计我国使用后燃料短缺数量达1万吨，每年持续增加1200吨。(4)组成：主要是U238的衰变产物，裂变产物，U235的裂变产物，衰变产物，其产物的持续衰变产物。总共有200-300种放射性原子含有近90次以上的元素和高核废物的组成。未处理的使用后燃料不足一次循环萃取废液或随后萃取循环的浓缩废物；高水平放射性废物固化体；核燃料用包装材料控制棒等中核废料的组成：放射性水平在低水平废物和高水平放射性废物之间反应堆，使用后处理二次或三次循环溶解萃取物净化溶剂废液净化废气清洗废液、废气清洗废液清除污泥、低排

4、放废液浓缩液、低核废料组成：绝大多数核废料消除反应堆废水、循环冷却水医疗研究中核污染动物尸体、长期选矿水；特长寿命核素126Sn，79Se，36Cl，107Pd，59Ni等钚-239，核裂变快，临界密度小，需要用3米厚的水泥防止核辐射。还有比铀-235(235U)性能更好的核，是核武器的重要核材料。投在长崎的第二次世界大战使用钚生产核制造了钚元素毒性很强的部分。特别是从呼吸系统吸入人体是因为肺对辐射特别敏感。消费时，由于钚元素造成的危害较低，但到达各个器官，永久留在人体中，使人体组织暴露在可能致癌的辐射中。钚在人体中释放出高能量的阿尔法粒子。粒子撞击人体组织时，会发生诱发癌症的突变，足以破坏细

5、胞的DNA。进入人体后，钚元素以很慢的速度排出，体内半衰期持续200年。钚的同位素钚有20种放射性同位素。其中，寿命最长的钚-244(半衰期为8080万年)，钚-242(半衰期为年)，钚-239(半衰期为2410年)。据百度百科全书报道，在动物组织中，每公斤只含有几毫克的钚就可以死亡，而每粒大小(约5克)的钚就可以导致全世界人类死亡。这个传闻在香港电台广播中引用过，结果当地监管当局警告说，观众们惊讶得没有提供足够的证据进行正确的报道。1979年核弹投放失败后，接触了用于制造核装置的钚，然后生存到1986年(因长期放射性危害而导致的癌症死亡)，可以看到钚在传闻中描述的那样戏剧性的急性

6、毒性，高放射性和长寿超铀元素(锕系金属)，5)特性没有放射性。核废料的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法去除，只能因放射性核素本身的衰变而减少。核废料有几千年、几万年、甚至几十万年的半衰期。核废料释放的光线通过物质时，会发生电离和刺激作用，导致生物体验中的辐射损伤。人受到辐射会引起致癌或其他疾病。热能释放。在核废料中，放射性核素通过衰变释放能量，放射性核素含量高时释放的热量可能会持续上升核废料的温度，溶液会自行沸腾，固体会自行熔化。(1)核废料管理原则尽量减少不必要的废物的产生和回收。对产生的核废料进行分类收集，单独保管和处理。为了节省运输、保管和处理费用，尽量减少体积。向环境稀释排放量时

7、，要严格遵守相关规定。为了减少放射性核素迁移扩散，以稳定的固化体形式储存。2 .核废料处理、临时储存方案、硼水、各核电站核废料临时储存库可以储存因发电站运行而产生的核废料10年，解决核废料的方法之一是不间断地建设新核电站，隔离或储存短寿命废料；低水平废物和中间废物的一部分；地下深层防护卖场(深部地质处理)长寿命高级废物。(2)目前可行的核废料处理方案，从目前的科学技术发展来看，掩埋是处理核废料的最现实的方法，即把核废料埋在岩石、盐、黏土层中，用天然和人工的壁垒加以隔离。德国：玻璃变硬，装入金属容器后，萨克森的戈里本、康拉德等可以用作核废料的终点。人口密度小，雨少，蒸发量大，地壳比较稳定，数百米

8、以下有较大的盐层，保证核废物库的干燥环境。到2030年，德国今后必须保留2.4万立方米的高放射性核废料和30万立方米的低放射性核废料，以及30万立方米的中低放射性核废料。(3)寻求世界各国处理核废料的方案，戈里本，德国决定于2022年结束国内所有核电站的运行。目前，德国使用玻璃硬化，装在金属容器里，并采用多种埋葬方法。放射性高的核废料和玻璃融化，凝固成半透明的圆筒，放入钢容器中。中低放射性废料在高湿炉中焚烧，将灰和水泥注入桶容器。所有的核废料终于被混凝土复盖了。加拿大：想把核废料埋在沉积岩里的现在加拿大的190万包核废料暂时储存在22个核电站，用混凝土桶包裹的方式。这种核废料的放射性将维持1万

9、年以上。这是重点研究将核废料安全地储存在花岗岩上的方法。早期的研究结果表明，“加拿大盾”的花岗岩是唯一能满足放射性核废料安全保管数千年的稳定岩石结构。加拿大政府环境部也认为这个方案最安全。2005年5月，安大略南部、魁北克和哈德逊湾西岸地下深处的沉积岩石首次提出了核废物埋在地下的替代方案。安大略南部是一个适合地下储存核废料的地区。22个小城市在为核废物埋地而战加拿大选择埋地核废料的位置，并招募乐意提供以经济利益埋地的城市。这个核燃料棒现在装在金属管里，加起来约24公里，在与4家冰球工厂一样大的地方永久处理，要深埋在地下500米处，密封10万年。尽管对这些核废料是否安全存在争议，但22个小城镇表

10、示愿意接收，政府将评估这些申请城市的安全条件，排除11个后决定掩埋地点，预计需要10多年的时间。瑞典：主动接受核废料，瑞典北部福什马尔核电站附近的奥萨马村是世界上第一个永久核废料库。美国：2002年，布什政府和美国议会通过了能源部法案，在内华达尤卡山地区建立了约7万吨核废料储存基础。该基地将建在拉斯维加斯以北90英里的阿卡山脉上，计划建设全国范围的核废料储存基地，以埋藏来自各州的高放射性核废料。尤卡山于2010年3月4日正式结束尤卡山处置库计划。尤卡山的正式结束意味着1982年实施核废料政策法的努力投入100亿美元，结束了“不是一个方案”。昨天能源部(DOE)向核管理会(NRC)提交了申请，取

11、消了尤卡山建设和运营申请，尤卡山计划正式结束。中国：“亚洲第一个坑”安全健康的中国第一个核武器开发基地，继位于中国西北部的青海省海北藏族自治州西海地区之后，接连开发了中国第一个原子弹和氢弹，被称为中国“原子城”。自1995年退役以来，仅几公里外的金银弹，是当时基地工作场所放射性废料全部掩埋的地方，全世界被称为“亚洲一号坑”。金恩潭从地图上消失为限制区，现在国营221工厂被命名为青海省海北藏族自治州的大本营，西海镇。404基地，甘肃玉门市，外部名甘肃矿区，是我们核工业的重要动摇蓝，但因为她没有过去的辉煌。现在主要以核废料处理为主。家庭区现在搬到嘉峪关市中心。生产工厂还在玉门。这一面积接近甘肃北山

12、地区、海南省神秘戈壁沙漠，被认为是中国建设高放射性核废料储存库的首选场所。中核 co .ltd .于2010年8月开始建立，于2011年5月9日正式注册，现纳入中核集团流程再造重要领域之一核环境保护部门。致力于加强我国核电站使用后核燃料再处理产业能力，经营核电站使用后燃料处理项目和铀钚混合氧化物燃料制造项目的选址、设计、建设、投资和管理，以及核电站使用后燃料部件的储存和后处理管理，使用后燃料处理和回收的科学技术研究开发及技术咨询和服务等。核废料处理一般分为海洋处理和陆地处理。大多数国家采取的是将核废物桶投入选定海域4000米以下海底的海洋处理方法。实验表明，

13、这些核废料桶扔在6000米以下的海底不会破裂或泄漏。如果铁桶从海底破裂，躲避大海的剂量也只有人体允许的摄入量(每年100毫米)的一千万分之一，一般不会伤害人。而且，为了确保安全处理，各国在上市时必须接受国际监督。3.今后处理核废料的几种可能方法，(1)深钻孔(实验开发阶段)核废料埋在地下成为最喜欢的处理方式之一，深钻孔还在计划阶段。深度钻探的优点是在离核反应堆很近的地方钻孔，减少高放射性核废料的处理前运输距离。但是，像将核废料送入太空一样，钚回收也是一种挑战，将核废料埋在地下3英里(约4.8公里)的地方和安全回收完全是两码事。(2)发送到宇宙本身会产生放射性物质，可以作为地球核废料的储存仓库。

14、如果穿过太阳系或落在太阳下，核废料很难对地球上的生物构成巨大威胁。但是，即使宇宙发射的安全性符合标准，也可能有一天需要重新找回这些物质。钚、铯、锶等本身是有限的资源，核裂变反应堆技术进步到一定程度后就成为燃料。因此，研究人员说，我们可能需要把核废料“留在”身边，以便在需要的时候使用。这是合理的方法，(3)冰处理(家庭)核废料温度高。把核废料球放在比较稳定的冰原(南极)里，周围的冰越融化，上面的融化的冰就越凝固。拒绝这种想法的原因有很多，其中一个是冰原移动，放射性物质像冰山一样漂浮在海上，(4)使用液压笼在核废料周围建造类似于三维护城河的水笼，地下水将被赋予替代路径，不会渗透放射性物质。未来的核

15、废料处理场应该能够防止泄漏，液压笼的作用是防止地下水污染的最严重的情况。(5)在俯冲带埋下核废料后，使用的核燃料棒沿着地球结构板的“传送带”移动，最后进入地幔。像海底储存一样，埋在俯冲带的这种处理也违反了国际条约。另一方面，俯冲带海底的岩浆可能会和火山一起喷发，这也是需要考虑的因素。(6)密封在合成岩(将由国家采取)的最现实的实践将反射核废料埋在地下，提出了防止核废料污染周围岩石和水的方法等多种问题。一种可能的处理方法是将放射性核废料封闭在合成岩石中。合成岩石在20世纪70年代开发，可以用来储存高放射性核废料。合成岩石旨在吸收轻水反应堆和钚核分裂引起的特定废物。它们是将核废料密封在晶格中的陶瓷

16、产品，以模拟地质结构中比较稳定的矿石。7)在海底下保管(实验阶段)的海洋大部分地区，海底是由最适合吸收放射性衰变物的厚黏土组成的。(8)核进化(近年研究的热点)利用核反应装置(加速器、反应堆、受控热核反应)，将核废料寿命长的超铀元素(主要是锕系元素)转化为中子的活性法、裂变生成寿命短的同位素或稳定同位素，将孤独废物转化为低毒或无毒核废料。* * * * * *是商业性核废料处理厂，世界上只有两个商业性核废料处理站。一个是法国的戈泽迈，另一个是英国的塞莱菲尔德。可以作为核废料制造的MOX燃料MOX燃料由7%的钚239氧化物和93%的铀238氧化物混合制成。设计的巧妙是利用了核废料的钚和天然储量更

17、多的铀238。如果铀238吸收中子，核反应将变成钚239，钚239度核裂变反应，可以用于核电站发展，法国哈诺曼地省勒阿格市，法国戈杰马燃料制造公司开设的核废料处理工厂建于60年代。在欧洲引领核发展和核废料处理领域的法国，在核发展势头良好的时期，法国的核废料处理市场很多，德国、比利时、瑞士等邻国的核废料都被送往法国处理。德国核电站和法国原子能委员会、戈泽马在70年代以后签署了在德国接受4280吨核废料的合同。1999年，高杰玛的销售额为330亿法郎，其中10%来自德国。核废料经处理后运回德国，在德国永久埋葬。英国塞莱菲尔德核废料处理厂被环境保护论者称为“世界的核垃圾箱”，专门处理从世界各国运输的核废料。这家工厂因环境污染成了邻国令人恶心的“毒药”。塞莱菲尔德核废料处理所从1956年成立的第一天开始就受到了相当大的争议。1957年，这家工厂发生火灾，释放出大量放射性能量，污染了周围环境。此后发生了一系列安全事故。邻国爱尔兰和斯堪的纳维亚的一些国家继续指责该工厂污染爱尔兰海的海水，并继续向英国政府施压，要求英国政府停止这项工程