核廢料(nuclearwastematerial),泛指在核燃料生產(chǎn)、加工和核反應堆用過的不再需要的并具有放射性的廢料。也專指核反應堆用過的乏燃料,經(jīng)后處理回收钚239等可利用的核材料后,余下的不再需要的并具有放射性的廢料。
核廢料可分為低放射性廢料與高放射性廢料兩種。低放射性核廢料是指醫(yī)院、工廠、研究機構以及核電廠等產(chǎn)生包含放射性物質的廢棄物,如衣物、紙類、試驗器具等。高放射性核廢料則主要來自使用過的核燃料。其中鈾235約占3%,其余97%主要為鈾238以及钚,這些鈾238及钚都是未來可回收利用的資源。核廢料都可能導致放射性污染,危害人類健康。
低放射性核廢料在處理起來較為簡單,主要是經(jīng)過焚化壓縮固化后,裝進大型金屬罐,以便在淺地層中掩埋。目前,國際上處理高放射性核廢料的方式主要有“再處理”和“直接處置”兩種選擇?!霸偬幚怼敝饕菑暮藦U料中回收可進行再利用的核原料,包括提取可制造核武器的钚等?!爸苯犹幹谩眲t是指將高放射性廢料進行“地下埋藏”,一般經(jīng)過冷卻、干式儲存、最終處置三個階段。美國政府一直采取地下掩埋的措施來處理核廢料。在內華達州北部的絲蘭山脈,已有1.1萬個30―80噸的處理罐被埋在地下幾百米深處的隧道里。
為了更安全、更長久的掩埋核廢料,世界其他國家都在開發(fā)新技術,以減少核廢料對環(huán)境的危害。
核廢料的管理原則
核廢料(nuclearwastematerial),泛指在核燃料生產(chǎn)、加工和核反應堆用過的不再需要的并具有放射性的廢料。也專指核反應堆用過的乏燃料,經(jīng)后處理回收钚239等可利用的核材料后,余下的不再需要的并具有放射性的廢料。
核廢料按物理狀態(tài)可分為固體、液體和氣體3種;按比活度又可分為高水平(高放)、中水平(中放)和低水平(低放)3種。
核廢料的特征是:①放射性。核廢料的放射性不能用一般的物理、化學和生物方法消除,只能靠放射性核素自身的衰變而減少。②射線危害。核廢料放出的射線通過物質時,發(fā)生電離和激發(fā)作用,對生物體會引起輻射損傷。③熱能釋放。核廢料中放射性核素通過衰變放出能量,當放射性核素含量較高時,釋放的熱能會導致核廢料的溫度不斷上升,甚至使溶液自行沸騰,固體自行熔融。
核廢料的管理原則是:①盡量減少不必要的廢料產(chǎn)生并開展回收利用。②對已產(chǎn)生的核廢料分類收集,分別貯存和處理。③盡量減少容積以節(jié)約運輸、貯存和處理的費用。④向環(huán)境稀釋排放時,必須嚴格遵守有關法規(guī)。⑤以穩(wěn)定的固化體形式貯存,以減少放射性核素遷移擴散。
國際原子能機構(IAEA)對于核廢料的處理和處置有嚴格的規(guī)定,要求各國遵照執(zhí)行。核廢料處理的基本方法是稀釋分散、濃縮貯存以及回收利用。核廢料處置包括控制處置(稀釋處置)和最終處置。核廢料的控制處置是指液體和氣體核廢料在向環(huán)境中稀釋排放時,必須控制在法規(guī)排放標準以下。核廢料的最終處置是指不再需要人工管理,不考慮再回取的可能。因此,為防止核廢料對環(huán)境和人類造成危害,必須將其與生物圈有效地隔離。最終處置的主要對象是高放核廢料。
核廢料很難處理與處置原因
首先因為他不純。廢料其中有各種各樣的元素,有各種各樣的半衰期,所以同樣對待就會浪費資源。但是如果想要分離各個同位素,對化學手段要求極高。
其次因為他放射性劑量很強。雖然廢料已經(jīng)無法再反應堆里提供能量了,但是他的放射性依然很強,大量的放射性粒子,使得對他的操作變得很艱難。如果需要移動,除非全機械化一。一旦需要人類靠近,就需要很重的隔離保護。轉移,運輸都成問題。
如何安全處理核廢料
1、題主可參考羅上庚編著的《放射性廢物處理與處置》一書,書內有較為詳細的介紹。
2、簡單的說是根據(jù)核廢料的狀態(tài)(固液氣)及放射性濃度來進行分別處理,這個過程極為復雜。
3、根據(jù)狀態(tài):需要對氣態(tài)及液態(tài)的廢物進行固化,就是說將其變?yōu)楣腆w。對固體廢物進行減容處理,使廢物體積減小。減容處理的方式常見的是進行焚燒、水洗去污和壓實。
4、根據(jù)放射性濃度:對極低放廢物進行豁免,使其清潔解控。對中低放廢物進行固化(常見的有:水泥固化、瀝青固化、塑料固化)。對高放廢物進行固化(常見的有:玻璃固化、巖石固化)。
6、然后將固化好的廢料裝于特制的鋼桶內存放一段時間。
7、過一段時間之后填埋于幾百米深的地下處置庫中。這便是目前核廢料處置的最后結果。
8、當然這其中還會涉及到核燃料的循環(huán)再利用、處理工廠的選取、輻射防護的三原則、地下處置庫的安全性、核廢料的余熱等多種因素。
9、就目前來看,全世界可以妥善處理中低放的廢物。但對于高放廢物,這是一個令各國都頭痛的難題,仍舊現(xiàn)有的技術難以妥善的處置。歷年產(chǎn)生的高放廢物大部分仍舊放置于倉庫中,只能等以后有了更成熟的技術再說。
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