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相比传统能源,核电具有高效能、低污染、占地面积小等特点,不少国家都希望用上这种清洁高效的能源,但不少国家也许具备建设核电站的能力,不一定具备处理核废料的能力。
核电大国如日本,他们在经历了福岛核危机之后,因为受限于国土面积狭小,在全世界的反对声中将大量的核废水排放入太平洋,希望通过海水将放射性物质稀释干净。此举毫无疑问会对海洋生物造成非常大的危害。
那么问题来了,如果没有办法将核废料埋入地底下,也不能倾倒进海洋,那么能不能倒入火山口,让火山将核废料烧尽,让地球吞掉呢?(毕竟地球内部的放射性物质就很多,再加一点也无所谓啦……)
那可真是个坏主意!
活火山不会吞噬任何物质。活火山,可不是一座山顶上有一个岩浆湖的简单的高大山峰,其内部充满着岩浆,压力极大,就像一瓶被摇晃了很久的汽水,只要有一个薄弱的突破口,里面的物质都会喷涌而出。(从最近的汤加火山爆发事件中我们可以了解到,一座超级火山爆发起来有多吓人!)你很难往一座活火山内部注入核废料。
就算你能够将核废料注入火山内,未来伴随火山喷发的灾难将是毁灭性的。火山熔岩的温度可以达1200℃,在这个温度下,很多放射性物质实际上会沸腾,它们的放射性并不会被消除,相反的,它们会形成一团极热的放射性气体,然后进入大气层,被风吹走。一旦冷却,这些放射性气体将会凝结成有放射性的雨滴降落在周围地区,对那里的生物造成危害。
如果真的想利用地质力量来处置核废料,或许你可以考虑将其放入俯冲带。俯冲带是指大洋板块俯冲于大陆板块之下的构造带,因为海洋板块较重,会沉入大陆板块之下,俯冲带的岩石圈、水分等物质会被吸入地幔深处。
如果将核废料放到俯冲带中,核废料会在板块的运动中逐渐被吸入地幔深处,人们就可以高枕无忧了。但你必须确保放置核废料的地点周围没有活火山,因为如果有活火山,它的一部分可能会在火山喷发的灰烬中卷土重来,进入大气层。另外,为了避开地下水位,你必须确保放置核废料的位置足够深。
实际上,在今天,大部分的核废料,我们称之为“废料”只是一个相对的说法,它们大部分本身并不“废”,它们仍然具备很高的利用价值,只是我们今天的技术没有办法很好地使用它们而已,我们更应该将其保存起来,以备将来使用,而不是一毁了之。
今天,我们从地下开采的每250吨铀矿中,就有215吨变成贫化铀(可安全长期储存),只有35吨成为核燃料。而在这35吨燃料中,只有1吨的铀235(其余主要是放射性较低的铀238)被分裂,分裂过后会形成半吨由钚和其他超铀元素组成的物质和半吨分散的铀235。你很难将贫化铀、钚等物质定义为“废物”。
今天所说的大部分核废料,其主要成分是铀和钚。这些物质仍然是核燃料,只是使用成本很高而已,将来有了更好的反应堆,我们还能提取它们所有的能量。铀和钚的裂变产物,比如是氙和氪,对太空探索非常有价值;还有一些是锶90,其放射性很强,可以用来取代空间探测探测器电池组中的钚238。
俄罗斯与美国是最早建立核电站的国家,他们有着一套成熟的核废料处理程序,从处理方式上,这些国家一般会将核废料装到特制的储存罐中,并深埋于地下。这种处理方法的隐患是如果未来发生重大地质灾害,核废料可能会泄露,会给周围环境带来更深的灾难。
中国的处理方法更上一层楼,建立永久性放射性物质处置库来保存核废料。处置库的内层是抗辐射材料,外层是坚实的花岗岩,能够抵御地震等灾害,其设计寿命长达10000年,能够储存200年间核电站产出的核废料。
总而言之,把核废料扔进火山中,试图将其一烧了之,绝对是个坏主意。核废料本身并不“废”,具有很高的利用价值,我们要做的是将其保存起来,以备将来使用。