我們可以利用核裂變來發(fā)電惰渐，但同時(shí)也會產(chǎn)生核廢料款腥。這些核廢料可以安全地儲存惰采，直到最終衰變，然后安全處理综翠。

盡管有人曾預(yù)言栋锣，世界最終將因核戰(zhàn)爭而毀滅，但在現(xiàn)實(shí)生活中涤墙，核能正發(fā)揮著越來越重要的作用谍竿。然而，和其他工業(yè)一樣妒槐，核電站也會產(chǎn)生廢料止骨，即放射性廢料。我們應(yīng)當(dāng)妥善地處理放射性廢料吮铭，以避免有害輻射泄漏到環(huán)境中时迫。

什么是核電站？

全世界大約10%的電力來自核電站谓晌。這些核電站的核心便是核反應(yīng)堆掠拳，可以進(jìn)行并控制一系列核裂變事件。核裂變是一個(gè)將大質(zhì)量原子核分裂成較小原子核并釋放能量的過程纸肉。原子核不斷分裂成更小“碎片”的過程——稱為裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)——會產(chǎn)生大量的熱溺欧，可以將水煮沸產(chǎn)生水蒸氣，進(jìn)而推動渦輪葉片產(chǎn)生電力柏肪。除了核裂變姐刁，還有另一種能釋放巨大能量的核反應(yīng)——核聚變，即小質(zhì)量的兩個(gè)原子核聚合形成一個(gè)較大的原子核烦味，在這一過程中釋放能量聂使。目前，科學(xué)家們正在努力研究如何控制核聚變谬俄，但仍有相當(dāng)長的路要走柏靶。

什么是核廢料？

任何利用放射性物質(zhì)的活動都會產(chǎn)生放射性廢料贼匾，因此铛田，核電站產(chǎn)生廢料并不奇怪。不過瞪栋，相比燃煤電廠產(chǎn)生的廢料嚣历，核電站產(chǎn)生的廢料體量要小得多。核廢料可按物理狀態(tài)分為固體荷焦、液體和氣體三種盟挤；按照放射性水平凰染，核廢料又可分為低水平（低放）、中水平（中放）和高水平（高放）三類忘拧。通常而言，核廢料指的是高放廢料凿芦，即反應(yīng)堆中使用后的核燃料溃擒，又稱乏燃料；中铝框、低放廢料則來源于核電站使用過的廢棄退役的儀器設(shè)備叮洋，以及核燃料生產(chǎn)加工中產(chǎn)生的廢料等。

核裂變鏈?zhǔn)椒磻?yīng)會產(chǎn)生多種產(chǎn)物

在核電站中褒侧，核燃料每12到18個(gè)月更換一次良风，以保持反應(yīng)堆的高效性能。這些乏燃料具有很高的放射性闷供，溫度也很高烟央。乏燃料產(chǎn)生的高放廢料只占放射性廢料總量的3%，卻具有放射性總量的95%歪脏。相反疑俭，低放廢料占地球上放射性廢料的90%，但只含有放射性總量的1%婿失。核電站中使用的工作服和工具甚至也被認(rèn)為是低放廢料钞艇。

核燃料中未裂變的原子，以及核裂變的產(chǎn)物豪硅，如新生成較小的原子核哩照，構(gòu)成了大部分的放射性核廢料。核裂變產(chǎn)物通常包含元素周期表中的元素懒浮，如氪和銫飘弧，以及鐵、鋅等元素的同位素沃羽。用過的反應(yīng)堆燃料是固體形式的捺膳，看起來幾乎與新燃料相同，都是包裹在金屬管中的固體顆粒鉴膝。盡管表面上看起來差不多诵两，但二者的乏燃料含量卻不盡相同。

核廢料去了哪里李晾？

放射性廢料不能像其他廢料一樣傾倒在垃圾填埋場渔茉。儲存核廢料是一項(xiàng)危險(xiǎn)的工作，需要非常周密的計(jì)劃恕且。這些廢料具有很高的放射性牡违，可能對生態(tài)系統(tǒng)構(gòu)成嚴(yán)重的威脅阎揪，因此成為許多人關(guān)注和擔(dān)憂的問題。與其他會產(chǎn)生長期危險(xiǎn)的工業(yè)廢料（比如鎘和汞等重金屬）不同蛛最，核廢料的毒性會隨著時(shí)間的推移而降低海庆。只有約3%的核廢料是長壽命且高放射性的，因此需要數(shù)千年的隔絕處理磨镶。

低放射性水平核廢料的處理

大多數(shù)中低放廢料會被壓縮并固化裝桶溃蔫，然后送到淺地層的處置庫安全貯存。還有一些中低放射性的廢料琳猫、廢液會通過工廠的多道工序進(jìn)行處理伟叛，使其達(dá)到規(guī)定的排放標(biāo)準(zhǔn)，然后排放掉或循環(huán)重復(fù)利用脐嫂。

這種處理造成的輻射只影響現(xiàn)有自然本底輻射的一小部分统刮。核電站和再處理工廠也會向大氣中釋放少量的惰性氣體氪-85、氙-133和微量碘-131账千。在任何生命周期的分析中侥蒙，它們的影響都極其微小。

相比之下蕊爵，處理乏燃料（高放廢料）可能就非常棘手了辉哥。當(dāng)乏燃料從反應(yīng)堆中取出時(shí)，其溫度和放射性都很高攒射。因此醋旦，乏燃料需要被保存在水下5到8年，直到輻射減弱到可以在沒有水的情況下冷卻会放。通過這一過程俗耗，對廢料的回收和處理就更加容易。

冷卻后匈惑，這些廢料要么被回收缝聋，要么被轉(zhuǎn)移到一個(gè)干燥的桶中，桶的外部是混凝土或裝有惰性氣體的多用途罐庇鸭。這些桶在設(shè)計(jì)上都可以長期使用废徙，并且足夠安全，甚至你都可以走近觸摸狂嘉。法國爵孔、日本、英國等國家采取后處理方式來回收乏燃料询蚊，高放廢料中的裂變產(chǎn)物如銫-137神阔、鍶-90等，也可用回收用于工業(yè)和醫(yī)療應(yīng)用因震，包括血液輻照吩捞、食品保鮮和污水處理等鳞编。不過，這種方式的缺點(diǎn)是難度大渐扮、費(fèi)用較高论悴，同時(shí)因可生產(chǎn)出高純度的钚，有核擴(kuò)散風(fēng)險(xiǎn)墓律。

通過回收乏燃料來重新利用這些有價(jià)值的同位素意荤，使得放射性廢料更像是一種資源而不是負(fù)擔(dān)。另一種處理核廢料的方式是直接處置只锻，以加拿大、德國紫谷、芬蘭齐饮、瑞典為代表的國家主要采用這種方式。在這種方案中笤昨，廢棄核燃料會先在反應(yīng)堆冷卻池中冷卻一段時(shí)間祖驱，然后轉(zhuǎn)移到臨時(shí)存儲廠，在至少存放50年后瞒窒，經(jīng)過固化捺僻、封裝等處理過程，最后進(jìn)行地質(zhì)深埋崇裁。一旦封裝好的廢料桶被固定住嚼讹，一層層的巖石和黏土就會將它們密封在適當(dāng)?shù)奈恢谩＿@種處理方式可以固定放射性元素并將它們與大氣隔絕波耗。

有什么辦法可以防止核電站產(chǎn)生廢料脊腺？

乏燃料池

如前所述，核能有兩種來源——核裂變和核聚變休敛。目前世界上所有的核電站都使用核裂變發(fā)電茉园。核裂變會產(chǎn)生不穩(wěn)定的原子核，這些原子核在數(shù)千年里都保持著放射性史糕。相比之下汁讹，核聚變不會產(chǎn)生任何放射性廢料，而是會產(chǎn)生氦——一種對生命無害的惰性氣體锤知。如果能實(shí)現(xiàn)核聚變發(fā)電棋裳，就將大大減少放射性廢料的形成。

然而羊湃，利用核聚變發(fā)電的技術(shù)仍處于初級階段舵牛。核聚變反應(yīng)堆的原型預(yù)計(jì)將在2040年投入使用∪蛔撸或許到本世紀(jì)的下半葉援制，核聚變發(fā)電才會迎來最激動人心的突破戏挡。