广义上的核废料是指从铀矿石分拣提炼一直到核燃料整个生产过程中所产生的没有利用价值放射性废料。也可以特指核反应堆用过的、提取回收Pu239等有回收价值的易裂变元素之后的乏燃料。 核电站运行过程中产生的核废料按照放射性大小和物理形态可以分为：低放气体废物、低放液体废物、中放液体废物、低、中、高放固体核废料。 气体放射性废物： 核电站运行过程中会产生带有放射性的碘、气溶胶、惰性气体，超过96%的放射性气体都是包围在燃料芯快中的，燃料芯块外围有燃料包壳包裹，这两道屏障有效的防止了反射性气体的外泄，少量排除的气体经过过滤床过滤后连续监测排放。 液体放射性废物： 液体放射性废物主要是经过蒸馏浓缩后的蒸残液。来自核电中去污水、实验室废水、一回路正常泄露等的水为了控制排放总量，需要预先进行浓缩、蒸馏，将其中的水蒸发出去，减少体积，蒸残液经过水泥固化、玻璃固化、沥青固化等方法后装桶运输到我国中低放放射性废物处理厂 。不同类型的废物采取固化的方法不同，要求固化后物理性质稳定，机械强度大。 固体放射性废物： 固体放射性废物也可以分为中低放，处理高放核废料和治疗脱发一样，一直是世界难题，重点说一下高放射性废物乏燃料。 燃料经过几个循环期后卸料出来就是乏燃料。一种方法是先回收利用 ，通过化学方法将铀和钚从裂变产物中分离出来，回收其中铀和钚制成混合燃料再循环使用。 一种想法是通过火箭送入太空 ，但是这种成本和发射失败后安全性两方面都有有欠妥的地方 还有一种方法是埋入海底 ，有的国家埋在了海洋里，依靠深海下面厚重的粘土吸收放射性衰变产物，美国曾经这样干过，但是目前这种方法已经被国家法禁止。 陆地永久性深埋 ，目前美国在内华达州沙漠地建设一个深地质核废料处理库，俄罗斯在西伯利亚无人区也建立了深地质核废料处置库，并且俄罗斯向世界上其他国家喊话：只要给我钱，我就让你放在我家 。 下图是深地质核废料处理库示意图 核裂变反应，既可以用来制造，对人类有害的原子弹；又可以用来制造，对人类有利的核电站。 截止到目前为止，全球一共有600多座核电站，而正在运行的有400多座。而这400多座核电站的发电量，在所有方式发电站的发电量中，所占的比例为10%。 由此可见，核能发电所占的比例还是太少了。即便加上风能，水能，太阳能等发电方式发出的电量，也无法与火电厂发出的电量相抗衡。 所以说，现在的发电方式，还是以火电为主。而火电厂又主要以烧煤炭和天然气为主。煤炭和天然气燃烧又会释放出二氧化碳，二氧化硫，最终加剧温室效应。 即便如此，煤炭和天然气仍然是人类的主要能源。关键是煤炭和天然气的储量是有限的，当用完之后，短时间内也就不再有了。据统计，全球已经探明的煤炭储量为10007亿吨，可供用139年。可开采当然天然气储量为230亿立方米，可供使用250年。 从目前来看，在139年之后，就没有可供发电的煤炭，在250年之后，就没有可供发电的天然气。 那迫在眉睫的就是，寻找新型的发电方式，来取代煤炭和天然气。在眼下看来，核反应堆发电是唯一的选择。相对于火力发电厂而言，核电站对大气的污染基本上为零。不过，核反应之后产生的核废料对环境还是有一定的污染。 核废料 在核电站产生的核废料中，还分为低放核废料，中放核废料，高放核废料。其中中低放核废料的占比高达95%以上，高放核废料的占比在5%以下。高放核废料又称为乏燃料，是对环境危害最大的核废料。 在对环境的影响上，乏燃料的危害占了所有核废料危害的95%，这也算是以小博大吧。 所谓的乏燃料就是含铀量非常少的，已经无法维持核电站，继续进行核裂变反应的燃料。而乏燃料中还含有增殖材料铀-238或钍-232，未烧完的和新生成的易裂变材料钚-239，铀-235，铀-233等吧。也就是含有以上这些材料，才使得乏燃料具有很强的放射性。 也就是说，在核电站产生的核废物中，对环境危害大的就是乏燃料。而对于乏燃料的处理要格外的注重。 一般来说，对于核电站核废料的处理方式，主要分为三档，是根据其放射性强弱来分的。也就是将低放核废料，中放核废料，高放核废料采用不同的方法进行处理。 对于放射性属于中低级别的核废料，也就是用混凝土建造一个放置场，以隔绝其放射性对人体带来危害。当然，核废料并不能直接放在混凝土放置场内，而是要经过压缩和固化之后，放入特定的容器中，最后运到核废料放置场，让其自身进行衰变。 而对于高放射性的乏燃料来说，处理起来就要特别谨慎了。 乏燃料的处理一般要经过三个步骤，分别是＂冷却，处理 终处理＂。冷却 由于乏燃料的比活度很高，所谓的比活度就是乏燃料的放射性与其质量的比值。此外，在衰变时还会释放大量的热。 如果将此时的乏燃料，直接装入特定的容器后，很容易烧毁容器，并导致乏燃料泄露。 虽然乏燃料含有的铀非常少，如果聚集在一起后，又达到临界状态，很有可能会发生爆炸，这里的爆炸也就和原子弹爆炸是一样的。 基于以上的种种原因，就必须将将乏燃料分开储藏一段时间后，等到放射性和余热降到一定的标准后，再进行下一步的处理。处理 处理的目的就要要分离出可以回收利用的燃料，将不可回收的乏燃料进行最后的处理。 为了分离出可以回收利用的核燃料，最常用的办法就是＂溶剂萃取法＂，也算是被世界各国，公认的比较安全的分离法。 具体的方法就是让乏燃料经过酸溶解，之后通过调节酸的浓度，在多级逆流萃取设备中分离出铀，钚，以及其他裂变产物，从而将有用的燃料回收利用起来。 终处理 终处理的目的就是：将不可回收利用的乏燃料永久的封存起来，避免其危害环境和人类。 为了达成这个目的，也就只有找到一个合适的地方，深挖洞，进行掩埋了。而是个掩埋乏燃料的位置，其地质结构必须极为的的稳定，不会受到地震，地下水，火山爆发等的影响。当找到这种位置后，就可以通过挖洞技术，挖出300米深的洞穴，将乏燃料埋藏起来。 经过以上的步骤，就可以将核废料分门别类的处理完成。毕竟乏燃料的半衰期太长了，即便是深埋在地下，也难免受到地质活动的影响。一旦发生泄露，那还是会对环境造成较为严重的危害。 当然，为了尽量减少乏燃料对环境的影响，也就只有两个办法。第一：研发新型的核反应堆。 随着技术的发展，核反应堆已经发展了四代，最新的就是钍基熔盐堆。该反应堆具备产生核废料少，安全性高，防扩散性能强，经济性更好的特点。随着时间的推移，在核聚变反应堆实现商业化运营之前，应该会大力推广钍基熔盐堆的。毕竟少产生一些核废料，就会对环境更加的友好。 第二：尽快突破核聚变反应堆的技术难点。 目前来说，距离实现核聚变发电，还有很长的一段路要走。无论是磁约束装置，还是惯性约束装置，所能够运行的时间都太短了。远远没有达到可以持续运行下去的程度。 我国建造的EAST装置，实现了可重复的1.2亿度，101秒等离子体运行和1.6亿度，20秒等离子体运行。这已经是托卡马克装置中，较为顶尖的存在。即便如此，还是远远不足以商业化运行。 也只有实现可控核聚变，人类的能源问题，才得到初步的解决。 合肥料的处理办法一般是稀释排放，浓缩处理和回收利用，以前曾经把核废料密封好扔到深海里，但是这个需要非常麻烦严格的系列处理，所以在成本上并不占优势，而且现在牵扯到一个公共环境领域，所以被禁止了，据说有的单位现在是被封在深山山洞里。 如果密封的好，处理得当，是不会对人类有威胁的，但是难免就会有一些泄露呀，处置不当呀，随着时间的推移，这种核废料的放射性慢慢变小，威胁也越来越小，有资料说让这种方式性消失后就会被当作一般的废料处理掉。 核废料一般是指反应对用过的乏燃料但是还是具有放射性，这种方式性只能靠它本身的核素慢慢变少，靠一般的化学，物理，生物等方法，是没有办法减少他的放射性的。 估计有人会说＂核废料可以给哥斯拉吃＂，当然这纯属玩笑，自从1945年全球第一颗原子弹引爆以来，人类就痴迷于这股强大到不可思议的能量，经过多年的研究，人类终于可以运用部分核能了。 核燃料的能量密度是传统燃料的几百万倍之多，同时又兼具清洁、高效、低廉等优点，所以目前大量国家都在搞核能发电。 那么问题来了，人类在享受核能红利的同时，却无法忽视核废料的处理问题，而核废料又跟其他传统废料不同，稍有不慎，人类文明都将受到严重影响，特别是最近日本打算将核废水排入海洋这一决策，纷纷遭到了其他国家的声讨。 2015年，我国合计产生约600吨核废料。 2020年，我国合计产生约1500吨核废料。 相比于日本对于核废料的处理方式，我国又是如何处理核废料的呢？ 核废料为什么要经过专业处理，随便排放不行吗？ 目前压水反应堆是主流，其原理就是利用核反应产生的巨大能量，使得核能转变为热能，热能将水变成水蒸气，水蒸气再通过汽轮机转化为机械能，机械能最终转化为电能。 虽然整个过程是安全无害的，但并不代表核废料也是如此。 核废料主要由铀238和钍232以及镎、镅、锔等超铀元素组成，这些核废料会产生电离辐射，也就是影响生物的DNA，如果辐射剂量较大，遭受辐射的生物轻则DNA异变，重则死亡。 如果将核废料毫无节制的排放在大自然中，大气、土壤、水等组成世界的基础物质都将受到污染，接着就是各种生物，而核废料的半衰期短则几百年，长则数十万年。 以我国2015年产生的150公斤高辐射核废料来举例，假如不经过处理，160公斤高辐射核废料的放射性会持续几十万年，如果要用加水法来稀释，那也需要1.2×10^10万吨水来稀释，也就是136年长江水流量的总和。 所以各国核废料不经过处理排放，必然会破坏自然生态环境，到时候人类文明也会受到冲击。 此外，目前人类科技对核能的利用并不充分，综合铀资源的利用率甚至低于1%，这就意味着，在核废料中仍然存在大量的能源物质，只是以目前的科技水平无法利用罢了。 但假以时日，随着科技的发展，人类在充分掌握核能技术后，可以对核废料进行二次加工，所以规范化集中处理核废料，不仅是为了保护环境，也是为了将来能更好的重复利用。 核废料有几种处理方式？ 核废料以放射性来分级，存在低、中、高三档，中低放射性核废料占总量的97%，高放射性核废料占3%。 低、中放射性核废料的处理方式 低放射性核废料危害不大，在处理前还会进行稀释、过滤等操作，争取将低放射性核废料的危害降到最低。 目前低放射性核废料的处理方式主要是深海掩埋，因为海床底部的泥土相比于陆地，更容易吸收放射性物质，通常300~500年左右就差不多了。 中放核废料跟低放核废料的处理方式差不多，都是先经过处理，接着再安置于指定地点。 高放射性核废料的处理方式 高放核废料的危害特别大，跟中低放核废料完全是两个级别，这些放射性元素的半衰期需要数万年到数十万年不等，倘若某个核能大国没处理好高放核废料，除了危害本国之外，还会对地球造成巨大影响！ 高放核废料的处理方式有两种，要么埋在4000米以下的海底，要么500~1000米深度的岩石层中。 至于选哪一种，主要还是看国家领土大小，因为陆地掩埋核废料的场所，需要满足一定条件，不是哪里挖个坑就行的。 高放核废料必须要考虑到地下水扩散的风险，所以处理地的选址必须考虑到气候、人口、经济等因素。 我国的核废料处理库在北山，此地位于西北部，人口不到1.2万人，经济落后且资源贫乏，整体经济价值较低。 北山全年降雨量约70毫米，但蒸发量高达3000毫米，几乎没有放射性元素随地下水扩散的危险。 而且北山的地质稳定性很高，处理地周围都是花岗岩，这种石头能有效阻隔辐射，所以经过多方考量，我国的核废料选址就是北山。 核废料的其他处理方式 1.运往太空 确实有人提出过＂把核废料扔到太空＂的想法，但只要仔细一想，就觉得不切实际。 通过上文得知，一般要认真处理的就是高放核废料，而目前以人类的科技水平而言，还做不到发射火箭100%的成功率。 可能有人说，中俄美这类强国发射火箭完全不是问题的，那在此就假设强国的火箭发射成功率为100%，然而现实情况是，地球上并非只有这些国家，如果强国纷纷把核废料扔到太空中，某些科技水平不行的国家也会跟着效仿，万一他们发射失败怎么办？ 到时候高放核废料就会四溢，值得注意的是，高放核废料的半衰期要几万年~几十万年，谁敢保证把核废料扔到太空中的过程中不会出现差错，地球是全人类的地球，这件事谁都马虎不得。 此外，目前全球核废料的处理均价为50.12万美元／吨，如果采用太空发射方案，其成本要高达500万美元／吨，通过数值就知道，太空发射方案不划算。 2.放在南北极冰川之下 也有科学家提过将核废料埋在南北极的冰川之下，他们的想法是将装有核废料的金属容器放在南北极，因为核废料具有热量，所以金属容器会慢慢下沉，接着冰面又会重新冻结，最后金属容易沉到冰底，这样就达到了＂与世隔绝＂的目的。 初看之下没什么问题，但仔细看看，却又存在较大风险。 还记得我国北山核废料处理地吗？ 除了干旱之外，北山的地质条件非常稳定，而南北极的冰川存在移动的可能性，如果核废料漂移两极，地球无疑会面临＂核危机＂，毕竟还是那句话，高放核废料的半衰期高达几万至几十万年。 结语 综上所述，目前各国处理核废料主要以陆地掩埋为主，海洋掩埋为次，最近日本打算把核废料排入海洋这件事，也引来了大家的关注。 虽然中低放核废料的危害远低于高放核废料，但只要跟＂核辐射＂搭边的，能好到哪里去。 如果真的如某些人口中说的没有危害，那怎么不倒入本国江河湖泊之中呢？ 假如核废料真的倒入海水中，除了大量海洋生物遭殃之外，人类文明也将自食其果，就拿最简单的逻辑来讲，核废料倒入海水中，鱼类必然会受到影响，用不着多久，部分鱼类又出现在人类的餐桌上，你说怎么办？ ——END—— 你觉得呢？ 会的！