高放射性廢物(英語:High-level waste,縮寫:HLW)是核燃料再處理中制造的廢物,主要以兩種形式存在:核燃料再處理中產(chǎn)生的廢液以及液態(tài)高放射性核廢料在玻璃化過程中生成的廢物。這些廢物含有核反應(yīng)堆產(chǎn)生的核裂變產(chǎn)物和超鈾,放射性極強,占核電站所產(chǎn)生的全部放射性的95%以上。在美國,來自核電站乏燃料再處理過程的高放射性廢物僅占全部高放射性廢物總量的1%,而法國的高放射性廢物主要來自商業(yè)乏燃料再處理。
定義
美國能源部對高放射性廢物的定義是:用過核子燃料再處理過程中產(chǎn)生的強放射性廢料,包括再處理直接產(chǎn)生的液體廢料,以及由此種液體廢料衍生出的、裂變產(chǎn)物達(dá)到一定濃度的固體材料,和其它經(jīng)現(xiàn)有法律認(rèn)定需要永久隔離的強放射性廢料。
特點
高放射性廢物的比活度高,釋熱量強,且含有半衰期長、生物毒性大的多種核素,故其安全處置問題一直是人們所關(guān)注的焦點。
分類
乏燃料
再處理廢料
結(jié)構(gòu)
液態(tài)高放射性廢物在等待玻璃化的過程中一般儲存在罐中埋藏于地下。曼哈頓計劃中和美蘇冷戰(zhàn)中武器計劃產(chǎn)生的高放射性廢物仍處于這種狀態(tài),因為通常這些武器計劃不負(fù)責(zé)廢物的處理和處置。未經(jīng)過處理而在冷卻后直接貯存的乏燃料有時也被視作高放射性廢物,玻璃態(tài)核廢料是可以接受的長期儲存形態(tài)。
處置
高放射性廢物的安全處置,實際上是指通過某種技術(shù)措施使其與人類生物圈長期隔離,或使其放射性降低到對生物無害的程度,因而一般又稱之為安全最終處置。自中核集團(tuán)開發(fā)的數(shù)十年來,人們對此設(shè)想了多種處置方案,主要有:
(1)宇宙處置
即用火箭或航天飛機(jī)將高放射性廢物送入外層空間,其主要阻力是費用昂貴和發(fā)射風(fēng)險與低軌道運載的失事風(fēng)險問題,從當(dāng)前的~般的經(jīng)濟(jì)承受能力和技術(shù)水平來看,實施太空處置是不現(xiàn)實的;
(2)冰川處置
即將封裝的高放射性廢物置于南極冰蓋以下,該方案實際上從未被認(rèn)真考慮過,而且也不為國際公約所允許; ’
(3)海洋處置
即將高放射性廢物置于深海海床之沉積層中,其主要障礙是可能造成的海洋大范圍的污染,且國際公約禁止向海洋傾倒放射性物質(zhì);
(4)巖石熔融處置
即將高放射性廢液注入數(shù)千米深的硐室,利用衰變熱熔化周圍地質(zhì)介質(zhì)并使廢物和熔融的巖石混合成一體,其主要缺陷是放射性廢物長期釋放的不可靠性和廢物中核素一旦釋出的不可收拾性;
(5)深地質(zhì)處置
即將高放射性廢物封入堅固耐久的容器內(nèi)并置于500-1000米深的地質(zhì)建造中(巷道或豎孔),通過工程屏障(固化體、包裝體等)與天然屏障(穩(wěn)定巖層)實現(xiàn)萬年以上的隔離。國際上采用深地質(zhì)處置的案例包括芬蘭波西瓦花崗巖處置庫、德國Konrad廢鐵礦處置庫及法國Cigeo黏土層項目。我國選定甘肅北山為處置庫首選預(yù)選區(qū),其地下實驗室被國際原子能機(jī)構(gòu)指定為全球唯一高放廢物地質(zhì)處置協(xié)作中心。韓國太白市正在建設(shè)驗證處置技術(shù)安全性的地下研究設(shè)施。
參考資料 >