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人民日报记者刘军国消息，日本政府4月13日早上召开相关阁僚会议，正式决定向海洋排放福岛第一核电站含有对海洋环境有害的核废水。

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#日本政府要求2年后能开始向海洋排核废水#

】据NHK报道，日本政府设置的小委员会总结的报告书认为，稀释到低于标准浓度将向大海或大气中排放的方法更具可操作性。日本政府要求东京电力公司以2年后能开始向海洋排放核废水为目标，开展具体准备工作。

一、什么是核废料

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核废料泛指在核燃料生产、加工和核反应堆用过的不再需要的并具有放射性的废料。也专指核反应堆用过的乏燃料，经后处理回收钚239等可利用的核材料后，余下的铀-238等不再需要的并具有放射性的废料。

核废料按物理状态可分为固体、液体和气体3种；按比活度又可分为高水平（高放）、中水平（中放）和低水平（低放）3种。

核废料的特征是：

①放射性: 核废料的放射性不能用一般的物理、化学和生物方法消除，只能靠放射性核素自身的衰变而减少。

②射线危害: 核废料放出的射线通过物质时，发生电离和激发作用，对生物体会引起辐射损伤。

③热能释放: 核废料中放射性核素通过衰变放出能量，当放射性核素含量较高时，释放的热能会导致核废料的 温度不断上升，甚至使溶液自行沸腾，固体自行熔融。

核能作为一种有效的清洁能源，如何利用它体现了一个国家经济、工业和科技的综合实力水平。相比于欧美发达国家，中国核电技术的应用发展起步比较晚，直到1994年，第一座大型核电站——大亚湾核电站才开始投入商业运营。

不过，中国现在的核电技术发展已经驶入快车道，以华龙一号为例，中国自主研发的第三代核电技术已经开始出口国外，比国际社会领先一步，同时第四代核电技术也取得了很大的突破。

随着中国核电站数量的增加，也产生了大量的核废料，核废料处理的问题也日益显现，那么中国是如何应对这一问题的呢？

二、核废料处理条件

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核废料是核物质在核反应堆（原子炉）内燃烧后余留下来的核灰烬，具有极强烈的放射性，而且其半衰期长达数千年、数万年甚至几十万年。也就是说，在几十万年后，这些核废料还能伤害人类和环境。所以如何安全、永久地处理核废料是科学家们一个重大的课题。

科学家们说，安全、永久地处理核废料有两个必需条件：首先要安全、永久地将核废料封闭在一个容器里，并保证数万年内不泄露出放射性。科学家们为达到这个目的，曾经设想将核废料封在陶瓷容器里面，或者封在厚厚的玻璃容器里面。但科学实验证明，这些容器存入核废料在100年以内效果还是很理想。但100年以后，容器就经受不住放射线的猛烈轰击而发生爆裂，到那时，放射线就会散发到周围环境中，后果不堪设想。英国皇家科学院发现一种新型水晶可以经受得住放射线的强烈攻击，用它来生产贮藏核废料的容器，能够更大程度上保证安全。然而，要寻找到一种能够在几万年内，都忍受得住放射线辐射的物质，仍然是科学家们努力的方向。

其次，要寻找一处安全、永久存放核废料的地点。这个地点要求物理环境特别稳定，长久地不受水和空气的侵蚀，并能经受住地震、火山、爆炸的冲击。科学家们实验证明，在花岗岩层、岩盐层以及粘土层可以有效地保证核废料容器数百年内不遭破坏。但数百年后，这些存放地点会不会发生破坏是无法预料的。科学家们建议，最好的方法是先在这样一个稳定地点挖一个数百米深的坑道存放核废料，待将来科学发达了，再寻找更好的办法处理这些“人类杀手”。

三、核废料处理方法

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核废料的危害和其他放射性物质危害是类似的，首先是放射性核素，这些放射性核素如果泄漏，会进入空气、水源，或者吸附在生物表面，最终有可能通过饮食或呼吸进入人体，引起各类放射性疾病，造成人寿命的缩短。

过去几十年，如何处理核废料一直是核工业面临的一个悬而未解的难题。例如美国就已经在该问题上进行了长达20年的研究，并耗费了上百亿美元的支出。美国在1987年首次提出了在内华达州山脉中的深层地址结构中存放核废料的计划，但时至今日，该计划的实施仍然没有任何的进展。对于有"万年恶灵"之称的高放射性核废料，学界认为最为妥当的处置方法是地质深埋，但因其建造要求特殊、技术复杂，截至目前，在国际上并无一座成型的永久性放废库。

处理方法1、送入太空。如果在太阳系游荡或向太阳坠落，核废料便很难对地球上的环境造成破坏。然而，如何将核废料送入太空还是一个难题。因为，使用火箭承载这种方式有时会遭遇发射的失败事故。

处理方法2、深度钻孔。深度钻孔需要将作废的核燃料棒包裹在密封的钢结构中，而后埋入地下数英里深的地方。其优势是可以在核反应堆就近地区进行钻孔，缩短高放核废料在处理前的运输距离。

处理方法3、海床下储存。海洋中大部分区域——海床都是由厚重的粘土构成，最适合吸收放射性衰变产物。然而，海床下储存需要在水下钻孔，有"墨西哥湾"漏油事故这一前车之鉴，貌似这种解决方案还要经受长时间的考验才能付诸实施。此外，在海洋内处理核废料的做法需要先修改国际协议。

处理方法4、埋入潜没区。将核废料埋入潜没区(潜没是指一个地板块受力下降到另一板块之下的过程)可以让作废的核燃料棒沿着地球构造板块的"传送带"移动并最终进入地幔层。然而，埋入潜没区这种处理方式也违背了一些国际条约。

处理方法5、冰冻处理。核废料的温度一般很高，将其装入钨球中投放到较为稳定的冰原上，钨球会随着周围冰的融化向下移动，上方的融冰则又再次凝固。不过，冰原会发生移动，导致放射性物质会像冰山一样在海洋中漂浮。

处理方法6、封入合成岩。将核废料埋入地下需要考虑如何防止核废料污染周围的土壤和水。合成岩可以吸收清水反应堆和钚核裂变产生的特定废物。它们是一种陶瓷制品，能够将核废料封入晶格内，用以模拟在地质构造上较为稳定的矿石。

处理方法7、使用液压。一旦渗入地下水，地下核废料储存设施将变得尤为危险。如果在核废料周围建造一个类似三维深沟的水笼，地下水便不会渗入放射性物质。未来的核废料处理装置应该做到防泄漏，而液压笼的作用则是防止地下水污染的情况发生。在过去30余年的运行中，中国核工业系统积存了几万立方米的中、低放固体废物，以及目前每年会产生约150吨高放废料。另外，专家推测，中国核废料存储空间上的压力会在2030年前后出现，那时，仅核电站产生的高放射核废料，每年就将高达3200吨。

对于中低放射性核废料，无论是固体核废料还是液体核废料，首先需要进行固化处理，然后再封装到200升的特制不锈钢桶里，最后放在浅地层的处置库里。

（封装好的经过处理的核废料，及桶内固化好的核废料）

从上面可以看出，核废料处理的两大特点就是分离和固化。

分离有两步，首先是将核废料中无放射性的物质分离出来，将其体积缩小（高放射性废物的储存和化学方法玻璃化处理费用昂贵）。

对于有放射性的物质，需要利用化学手段，将其中长、短半衰期的元素分开。

半衰期短的元素，只需要让其自然衰减，就会变成无放射性的废料，再与正常的废料一起处理。

而半衰期长的废料，则需要分离出有利用价值的原料，并对于无法继续利用的废料进行固化，防止有辐射的物质泄漏，然后将其储存。

（核废料的分离过程要在特定装置内进行，以防放射性物质衰变产生放射性危害）

核废料的玻璃化就是将核废料固定到特殊的玻璃体内。玻璃体作为一种非晶态物质，对不同元素有着广泛的包容性，而且具有良好的耐久性，核废料中的大部分元素都可进入玻璃结构中，以原子尺度固化，这能有效保障其不向外界环境迁移，是目前安全处理核废料最有效的固化手段。

（玻璃固化核废料示意图：核废料均匀溶于玻璃结构体内和含有气泡和包裹物的玻璃固化体）

以往核废料的玻璃固化是直接在电加热炉中进行的，先将废料熔融，然后快速降温玻璃固化。玻璃固化能一定程度上减小废料的体积，降低核废料储存的空间成本。不过这种处理方法的成本较高，所以主要被用于高放射废料的最终处理。

而对于一个发电量100万千瓦的核电站，一年产生放射性废料在几十吨左右，超过99%的核废料是中低放射性废料。

一直以来，各核技术应用大国都在寻求一种更为经济有效的核废料处理方式，这种处理方式不仅可以安全处理高放射性核废料，也能更安全、经济、快速地处理中、低放射性核废料。等离子体处理技术应用于核废料处理的研究就是在这样的背景下诞生的。

（等离子体废物处理流程示意图：1、废物储存；2、进料装置；3、等离子体炬；4、玻璃体排出；5、绝热气体导管；6、副燃室；7、蒸发冷却器；8、鼓风机；9、进出水；10、布袋除尘器；11、热交换器；12、精细过滤器；13、泵; 14、引风机；15、烟囱）

这套装置是核电技术成功应用于民用环保领域的典型，非核废料经处理后的玻璃体还可以作为路基、建材等被使用（有害物质已经分解，不存在辐射和污染），不久的将来，以该项目为蓝本，等离子体固废处理技术将在全国推广使用。

四、磷酸锆处理核废料

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在去除放射性核废料的路途上，耀隆从未停止脚步，据研究表明，磷酸锆（α-ZrP ）可效仿太阳能燃料把电子从水分子中分离的做法，采用比分解水两倍多的能量将电子从镅中撕扯下来。在被剔除掉三个电子后，镅就像钚和铀一样，能用现有技术去除。

核燃料最初是以小固体颗粒装入长细棒中，将燃料溶解于酸以分离出钚和铀，镅可在此过程中与钚和铀一起去除，也可在此过程后再次分离！

从第一颗原子弹爆炸，到第一座商业核电站，再到现在的运用等离子技术处理核废料，中国的核技术实现从军用到民用，再到安全应用的一步步突破。中国的核技术起步虽晚，但发展后劲十足，相信随着更多关键技术的突破，中国对核能利用将更加环保高效。

磷酸锆，耀隆造！

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