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核废料的危害和处理
上海精博工贸有限公司   2016-11-09 07:31:29 作者:SystemMaster 来源: 文字大小:[][][]

核废料

核废料问题是核能可持续发展的关键制约因素已经毋庸置喙,一座百万kW的压水堆(PWR)核电站,每年卸出乏燃料约25t;其中含有可循环利用的铀约23.75t, 钚约200kg, 中短寿命的裂变产物(FPs)约1000kg;还有次锕系核素(MAs)约20 kg,长寿命裂变产物( LLFPs)约30kg。

什么是核废料?核废料,是指带有放射性的废料,它不仅产生于核电站中,也产生于核燃料生产加工、医院、同位素生产等领域。

核辐射的危害

1、对空气环境、水源、土壤造成辐射性污染;

2、核泄漏一般的情况对人员的影响表现在核辐射,也叫做放射性物质,放射性物质可通过呼吸吸入,皮肤伤口及消化道吸收进入体内,引起内辐射,y辐射可穿透一定距离被机体吸收,使人员受到外照射伤害。内外照射形成放射病的症状有:疲劳、头昏、失眠、皮肤发红、溃疡、出血、脱发、白血病、呕吐、腹泻等。有时还会增加癌症、畸变、遗传性病变发生率,影响几代人的健康。一般讲,身体接受的辐射能量越多,其放射病症状越严重,致癌、致畸风险越大。

泄露出来的是哪种类型的辐射?

报道说在核电厂附近检测到铯和碘的放射性同位素,专家认为有氮和氩的放射性同位素泄出也是很自然的,目前还没有明确的迹象有铀或者钚泄露。

核泄漏造成辐射危害:

核辐射对人体健康的危害:各个微西弗(mSv)单位级别的辐射对于人体的影响

对日常工作中不接触辐射性工作的人来说,每年正常的天然辐射(主要是因为空气中的氡辐射)为1000-2000微西弗。

一次小于100微西弗的辐射,对人体无影响。

一次1000-2000微西弗,可能会引发轻度急性放射病,能够治愈。

福岛核电站1015微西弗/小时辐射,相当于一个人接受10次X光检查。

日常生活中,我们坐10小时飞机,相当于接受30微西弗辐射。

与放射相关的工人,一年最高辐射量为50000微西弗。

一次性遭受4000毫西弗会致死。

注:西弗,用来衡量辐射对生物组织的伤害,每千克人体组织吸收1焦耳为1西弗。西弗是个非常大的单位,因此通常使用毫西弗、微西弗。1毫西弗=1000微西弗。

为什么核废料很难处理

1.后处理是一个旨在分离裂片元素、回收铀钚的化学工艺过程,它针对的对象是乏燃料,属于高放废物。

2.而地质处置是对放射性物质进行整备后,用符合要求的容器贮存到地下的过程。不同条件的处置场可以收贮不同程度放射性的废物。

如我答评论中所述,404是一个中试规模的后处理厂,它的技术基础是基于萃取化学,它有一整套化工生产线和分析系统,目前乏燃料的年处理量约60吨。可以把它想象为你们见过的化工厂。

西北中低放处置场是一个地质处置的场址,它的设计寿命300年,它的地址和建造设计,允许它接收中低放射性的废物,但不可以存乏燃料,具体什么样可以存,查《 低中水平放射性固体废物的浅地层处置规定GB9132》。可以把它想象为你们里见过的地下仓库。

这两个设施地理位置上紧挨着,地图上很难分清。但它们是两个不同法人的不同单位来运营的。

很多初入行的核工业人也以为他们是一个单位,所以常问:到底接不接高放,接不接乏燃料?怎么才300年?

分清这两个单位的运作内容就知道啦。

另外,你们问的可以存上万年、深度500~1000米、可以接收乏燃料这样的高放废料的深地质处置场,在我国还没建好,还在选址决策和研究实验阶段,还得好几十年等。

你们问的每年能处理几百吨乏燃料的后处理大厂,也没建好。可能自主建,可能和阿海珐合作建,也可能404扩建,很快要着手建了。

两者是不一样的。不知道我说清了没。

核废料的一些处理形式

以下是美国《大众科学》杂志列举的针对核废料处理的七大解决方案。

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。

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。

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。

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。

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。

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。

7.使用液压笼 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。

本文转自微信公众号核与辐射安全

 
 

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