核污染处理

核废料是在核燃料生产、加工和核反应堆用过的不再需要的并具有放射性的废料,是核物质在核反应堆(原子炉)内燃烧后余留下来的核灰烬,具有极强烈的放射性,而且其半衰期长达数千年、数万年甚至几十万年。也就是说,在几十万年后,这些核废料还能伤害人类和环境。所以如何安全、永久地处理核废料是个重大的课题。安全、永久地处理核废料有两个必需条件:首先要安全、永久地将核废料封闭在一个容器里,并保证数万年内不泄露出放射性。为达到这个目的,曾经设想将核废料封在陶瓷容器里面,或者封在厚厚的玻璃容器里面。但科学实验证明,这些容器存入核废料在100年以内效果还是很理想。但100年以后,容器就经受不住放射线的猛烈轰击而发生爆裂,到那时,放射线就会散发到周围环境中,后果不堪设想。

然而,要寻找到一种能够在几万年内,都忍受得住放射线辐射的物质,仍然是努力的方向。其次,要寻找一处安全、永久存放核废料的地点。这个地点要求物理环境特别稳定,长久地不受水和空气的侵蚀,并能经受住地震、火山、爆炸的冲击。实验证明,在花岗岩层、岩盐层以及粘土层可以有效地保证核废料容器数百年内不遭破坏。但数百年后,这些存放地点会不会发生破坏是无法预料的。建议最好的方法是先在这样一个稳定地点挖一个数百米深的坑道存放核废料,待将来科学发达了,再寻找更好的办法处理这些“人类杀手”,处置世界难题。

过去几十年,如何处理核废料一直面临的一个悬而未解的难题。例如美国就已经在该问题上进行了长达20年的研究,并耗费了上百亿美元的支出。美国在1987年首次提出了在内华达州山脉中的深层地址结构中存放核废料的计划,但时至今日,该计划的实施仍然没有任何的进展。对于有”万年恶灵”之称的高放射性核废料,截至目前能想到的处理方法

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。

8.有人曾提出用火箭把高放废料送到宇宙空间。可是这种方法费用极高,而且火箭发射还有失败的风险,所以这种方法仅停留在设想阶段。

9.冰盖处置 就是把高放废物放置在南极或北极的冰盖上,由高放废料本身产生热量融化冰层,使废料桶最后沉到冰层底部,从而被永久隔离。但是由于冰盖路途遥远,冰盖的地质演化具有不确定性,这种方法也只能是纸上谈兵。除此之外,还有科学家提出将核废料抛入深海沟等方法,但这些方法不是费用太高,就是在技术上无法实现,最重要的是它们都无法确保绝对安全。现在美国公司用一种技术将核废料在几个小时内完全处理核废料的问题,可以达到高放废料处理的基本要求。同时可以将核废料处理后作为工业电池使用,可以永远不充电。减少社会电池污染