1945年7月16日,世界上第一颗原子弹在美国新墨西哥州的阿拉莫戈多沙漠引爆。人类第一次体验到了原子核中蕴含的魔鬼般强大的能量。人们在感到颤抖的同时,也渴望能够控制这种能量。令人欣慰的是,经过不懈的努力,我们现在可以部分使用这种能量。
与传统化石燃料相比,核燃料的能量密度可以高出几百万倍,而且清洁、高效、廉价,因此利用核能发电是一个很好的选择。到目前为止,全世界已经建造了数百座核电站。但核电站虽然好,但产生的核废料却令人担忧。相信大家都很好奇,核电站产生的核废料是怎么处理的,最后都到哪里去了?今天我们将谈论它。
核废料的危害主要来自它们的放射性。根据放射性水平的不同,国际原子能机构将其分为低、中、高三个等级,如下图所示。
放射性极低的气体和废水很容易处理,用一般方法完全无害。但是处理放射性较高的固体和液体核废料比较麻烦,必须妥善处理,稍有不慎就会对生态环境造成不可估量的破坏。
目前,中低水平核废料主要通过陆地浅埋进行处理。简单来说就是包装好,然后放置一段时间散热。冷却到一定程度后,送往指定的核废料处理场掩埋。这种包装过程很复杂,尤其是液态核废料。要防止它到处渗透流动,需要先固化它。
一般来说,现有的中低放射性核废料的处置方法还是很安全的,因为这类核废料的放射性水平并不高,只要严格按照相关规范进行包装和掩埋,对外界不会有任何影响。但是,对于那些高水平的核废料,那就是另一回事了。
高放核废料不仅放射性极强,而且半衰期高达数万至数十万年,这意味着在处理这类核废料时,必须保证至少与外界隔绝数万年,这显然是很难做到的。其实直到现在还是一个很难的问题。
对此,有专家提出了一种一劳永逸的方法,即把高放射性核废料包装处理后,装上火箭送上月球,甚至更远的天空空。不得不说这确实是个好主意,但事实是人类发射火箭的成功率不可能是100%。如果发射高级核废料失败,将会在地球上造成难以想象的灾难,所以这个“聪明的计划”将会被否决。
根据人类目前的科技水平,处理高放核废物的最佳方法是将高放核废物分离出来,回收其中的有用物质,然后用特殊的加速器轰击剩余的核废料,使其发生嬗变反应。
在理想条件下,96%的高放核废料可以通过上述方法得到有效处理,但剩下的4%呢?或者只使用老方法——埋,但这种埋,并不是浅埋的土地。根据专家的假设,埋藏深度必须至少在500-1000米,而且在埋藏前必须固化成玻璃或陶瓷体,以最大限度地防止放射性物质的迁移扩散。
需要指出的是,到目前为止,处理高放核废料的相关技术还没有完全成熟,很多方面还在研究中。因此,世界上现有的高放核废物大部分仍暂时储存在各种核电站的硼池中,等待最终的处理方法。但是我们不用太担心。第一,因为高级核废料不多。第二,因为核电是人类非常关心的优质能源,世界各国都投入了大量的人力物力。相信用不了多久,这个问题就能完美解决。
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