说说核废料的变色——说说放射性废料的危害

20世纪40年代初，美国开始研制原子弹。 1945年向日本投下原子弹后，人们开始关注核武器遗留的放射性废物造成的诸多危害。

癌症是放射性辐射最可怕的后果。 从广岛、长崎原子弹的辐射数据可以清楚地证实，人或动物在受到辐射的情况下，经过一段时间的延缓——只能延缓，却无法逃避，就会爆发凶猛的癌症。 。

大多数受过辐射的人都会经历平均十年的延迟，首先出现白细胞增多，然后在接下来的二三十年里继续患上其他组织的癌症，这是一把软刀磨肉。 过程：糖尿病、白血病、肺癌、甲状腺癌、不孕不育、胎儿畸形……这些可怕的后遗症在日本肆虐，在美国惨痛。

1957年，美国第一座核电站建成并投入使用。 这些问题越来越突出。 科学家们开始关注核废料对人类生存环境造成的危害。 欧洲、美国、日本的科学家发现了一个令人震惊的事实：自从美国投下原子弹以来，核废料十多年来一直没有得到妥善处理。

核电站在提供持续电力的同时，也产生大量放射性废物。 这些放射性废物对人类健康和环境安全的危害不亚于当年的原子弹。

放射性废物通常被定义为包括两大类：

一是中低放放射性废物，占所有放射性废物的99%，主要是指核电站发电过程中产生的一系列放射性废物和废液； 二是高放射性核废料，主要是指核电站反应堆产生的放射性废料。 燃烧后的核燃料及其加工物中含有超铀元素和核裂变产物，其放射性比前者高得多。

核电厂产生的放射性废物中，低放射性废物占主要部分。 主要来自核电站使用的废弃仪器和设备、价值数十亿美元的废弃放射性医疗设备、手套和工作服以及核燃料生产和加工过程中产生的废物。

中高放废物虽然占放射性总量的比例较小，但占核电厂产生的全部放射性的95%以上。

1967年，一家公司在美国宾夕法尼亚州卡南斯堡购买了18英亩土地建造工厂。 前几年，负责人还为以如此实惠的价格购买这块土地而沾沾自喜，但就在几年前，几年后，工厂工人出现了疲劳、脱发、溃疡、呕吐等一系列症状。 ，其中少数被诊断出患有白血病。

后来，经过多方调查，发现这片“价廉物美”的土地实际上是1960年退役的铀废料倾倒场。最终，几年前建成的12栋建筑不得不被夷为平地，施工队在地下挖掘了超过20万吨危险物品。

这样的例子在美国不胜枚举。 有建筑工人表示，他们曾经用铀精炼厂外的沙子与水泥混合建造房屋，但当时并没有引起人们的注意。 没想到，十二年后，铀精炼厂外用沙子建造的3000多间房屋及周边其他建筑和设施都出现了放射性。

这些建筑的最终命运是不言而喻的。 让它坐着吗？ 等待解决？ 不幸的是，放射性废物产生的辐射不是甲醛，它会在短时间内降解。

由于核材料在核反应堆中燃烧后留下的核灰烬，放射性废物中含有两种长寿命的裂变产物——锝99和碘129。 前者的半衰期为22万年，后者的半衰期为1700万年。

试问，哪一座房子能经得起沧桑，数十万年仍洁净如新？ 到时候恐怕连一粒沙子都无法安定下来——但核辐射就像地狱里的幽灵，无处不在地跟着我们。

美国“放射性屋”事件曝光后，相关工作人员进行不完全统计，发现美国13个州的31栋建筑含有放射性物质。 这些核废料不仅产生于核电站，还产生于核燃料生产加工、同位素生产和医院等领域。

美国的核废料不仅引起了本国人民的抗议，也引起了世界人民的关注。

在核废料处理机制尚未系统发展的时代，美国因铀提炼30年产生了2500万吨有害物质和50万吨高放射性废料。 它们要么被埋在地下，要么暂时存放在工厂附近的水池里。 他们的态度极其随意。

进退无路，身陷核废料：美国核废料处理的困境

核电是一种高度集中的能源。 1公斤铀裂变产生的热量相当于1公斤煤燃烧时释放的热量的270万倍。 也就是说，燃烧1公斤铀235相当于燃烧2700万吨标准核能。 煤炭。

按照目前煤炭资源储量和能源消费水平，世界煤炭储量仅够开采300年，天然气仅够开采60年，石油仅够开采100年。

化石燃料作为不可再生资源，在不久的将来就会枯竭。 因此，核电的存在和发展引起了全人类的关注。 曾被誉为“人类智慧结晶”的核能，却因极其危险的核废料而被铸成厚厚的核云。

这在一定程度上说明，任何一种能源的产生都会对环境造成一定程度的破坏。 煤、铁、石油如此，核能亦如此。

如何处理核废料，有效减少核辐射对人体和环境的危害，已成为迫切需要解决的问题。 在德国，深埋仍然是处理核废料最现实的方式，即将核废料深埋到粘土、盐和岩石层中，并利用人工屏障将其隔离。

对于低辐射核废料，德国直接将其放入高湿炉中焚烧，并将骨灰和水泥倒入桶状容器中；

对于高辐射核废料，德国首先采用玻璃固化技术。 高辐射核废料被熔化并用玻璃固化成半透明圆筒，然后装入钢制容器中。 最终，无论是高辐射核废料还是中低辐射核废料，都会被混凝土覆盖并深埋。

德国下萨克斯州的戈尔莱本和康拉德等地区人口密度低，地壳活动稳定，降雨量少，蒸发量大，地下数百米处有大片盐层，可以有效保障核废料储存库。 它长期处于干燥环境，被选为核废料的最终处置库。

至于拥有全球最大核废料储量的美国，前期也建设了核废料储存基地，埋藏高放核废料。 早期，美国广泛使用的核废料储存方法是将完全冷却的核废料从反应堆及时转移到干燥的木桶中。

随后，这种粗暴的方法被进一步发展，即将核废料暂时储存在远离核电站的集中地点，将冷却后的核废料放入干燥的木桶中，然后将木桶运到远离核电站的地方。核电站进行加工。 严格检测、防护。

此外，美国、日本等欧美主要国家也曾向大海倾倒核废料。 美国和西欧国家在国际原子能机构的监督下，从1946年到1970年向大西洋和太平洋沿岸的深海区域倾倒了大约10.7万桶废物，尽管这种廉价的处置方法受到了其他国家的批评在世界上。 全国抗议。

近年来，美国开始投资先进的核废料回收技术和核燃料循环技术，希望将核反应堆处理技术提升到更高水平，对使用过的核废料进行回收和处理，重新利用。 来再生电力。

不过，核废料回收和核燃料循环技术在美国仍在进步。 为了弥补这项技术的不成熟，核废料被埋在地下数百米的隧道中，完全丢弃核废料并将其与地表隔离。 这意味着这些核废料永远无法再次回收。

尽管存在诸多缺点，但这仍然是美国处理核废料的主要方法。 此方法不是一次性解决方案。 虽然埋葬者可以暂时遮住耳朵和眼睛，但子孙后代将无法逃脱核云的阴霾。

美国华盛顿大学近两年一直在进行锝99的化学研究。 作为武器级钚生产的副产品，锝被认为是美国环境净化的巨大挑战。

汉福德核设施位于华盛顿，曾经专门生产钚。 虽然汉福德生产的钚已经装备了6万多枚核武器，为美国国防和军事做出了突出贡献，但在储存和监控方面，美国不得不强硬强硬。

美国能源部和华盛顿州立大学希望将核废料固定在玻璃中。 然而，由于锝99的特性，成功被推迟了。

锝元素易溶于水。 当它以某种形式存在时，很容易在环境中循环。 因此，并非所有的 Technetium-99 都可以装入玻璃容器中。 当一些以挥发性气体形式存在时，它根本不能再循环到熔化系统中。

难怪美国如此急切。 在谈论汉福德核设施时，我们应该记住，汉福德核禁区的地下核废料容器曾多次发生泄漏。

汉福德工厂位于美国华盛顿州中南部。 汉福德遗址的沙土下，埋藏着177个巨大的储罐。 不过，这些储物罐里并没有什么稀世珍宝。 仅过去四年，放射性物质就参与了核材料的生产，历时十四年。

2013年，华盛顿州州长办公室宣布汉福德核设施发生核废料密封液体泄漏。 一年内，泄漏液体总量约为570毫升至1,135毫升。 汉福德核废料区的储罐内储存有钋238、铀235、锶90等多种危险放射性物质。 一旦泄露，后果不堪设想。

此后，每年都会有美国汉福德核废料区发生核泄漏的报道，但直到2018年，另一份监测报告才披露，华盛顿汉福德核废料区的一座旧双壳放射性废料美国州储罐——AY-102储罐存在严重的点蚀问题，对罐区及其他储罐的安全构成极大风险。

事实上，汉福德核废料区最古老的储罐可以追溯到1968年至1986年，这还不包括1942年至1964年间建造的139个单壳储罐。放射性核废料对人体造成的损害在上面已经提到过，那么汉福德核废料处理厂的工人遭受了什么样的伤害呢？

华盛顿商务部下属的汉福德健康能源工人委员会的一份调查报告显示，在汉福德核废料场工作的所有现任和前任员工中，有32%表示他们长期接触放射性有害物质， 57% 的人表示他们曾接触过放射性有害物质。

这是令人遗憾的。 美国花费了6400亿美元在偏远地区建立了一个处置库，以检测和处理这些高放射性废物。

核电站的寿命一般为30年左右。 自20世纪90年代初的核电站退役浪潮以来，已经过去了20多年。 可以预见，一些反应堆将在未来几年内停止运行。 到时候这些反应堆该如何处理呢？ 危害人类健康和环境安全的放射性废物怎么办？

彼岸荣耀与当下同样伟大：《维纳斯二号》上线

中国对核废料的监管一向严格——甚至可以说是严酷的标准。 也是老核武器研制基地，从汉福德核废料区到中国西北海北藏族自治州首府西海镇地区：

这个西北名镇研制出了中国第一颗原子弹和氢弹。 它被称为中国的“原子城”，其历史地位甚至比美国汉福德核禁区还要大。

但如果将西海镇地区“原子城”放射性废物埋藏地的后续发展与汉福德核废料区进行比较，可以说是天上地下一样。

与美国前期对汉福德核废料区置之不理、中期放任不管、泄漏后才采取措施不同，中国花费巨资对当地核废料区进行了轰轰烈烈的去污处理。 -核基地即将退役前几年，地面受到污染。 污染整治；

同时，对周边地区进行了综合环境治理，核废料填埋场、放射性液体、固体和气体废物等多个领域的安全管理严格按照国家和国际标准进行。

即使在西海镇金银滩全面退役后，十多年来，青海省环保部门也从未停止过对核设施放射性废物填埋场的监测和管理。

正是由于国家相关部门的有效治理，周边土壤、牧场、水质等环境指标完全符合国际标准。

然而，随着世界各地核电站数量的不断增加，核废料对环境安全的威胁越来越大。 尽管中国产生的核废料远少于美国、西欧和日本，但从长远来看，如何安全、有效、永久处置核废料将是周边国家面临的共同问题。世界。

上天会赋予这里的人们很大的责任。 在这样的情况下，维纳斯2号果然是最好的。 作为中国科学院研制的核废料处理装置、我国首台铅基核反应堆装置，

金星2号可以最大限度地将核废料二次转化为无害物质，实现核废料的循环利用。

这个设备刚问世的时候，美国就听说了，并派代表向中国了解金星二号的相关数据。 同时希望与中方进行技术交流。 最好的结果自然是——希望中国能为世界人民服务。 为了公司的利益，我们主动公开了Star 2的核心技术。

在深入了解金星二号的诸多内置信息后，美国技术代表连连称赞，并多次表示中国应无条件公开这项核心技术。 且不说老美酒鬼不爱喝酒的言论，我们来看看功能强大的维纳斯2如何凭借其复杂精良的工艺跻身世界前列。

金星2号是一个拥有两种堆芯的装置，即以铅为介质的铅堆堆芯和以水为介质的水堆堆芯。 它是一种立式双层小型反应堆，用控制棒调节。 多功能关键设备。

金星2号仅由一套仪表和控制系统控制，且由于两个堆芯分工不同，开关控制切换并非同时进行，充分考虑了控制方法的集成性和通用性。

金星二号让美国印象深刻的一点是，它在运行过程中从不产生任何核废料。 同时，还可以实现曾经只是一个理想，将原本非放射性物质转化为核燃料，实现核燃料产量和价值的自我增值。 。

这意味着，

金星2号反应堆仅需要极少量的核原材料，并且可以连续运行，不会产生核废料。 相关数据称，金星2号反应堆可将燃料利用率提高至95%。

这是历史性的突破。 美国并不是唯一要求中国披露技术细节的国家。 西欧、日本等许多国家多次公开对中国喊话，采取恐吓、胁迫、利诱等手段。 可以说，他们用尽了一切可能的手段。

大约有20个国家立即前来询问中国金星二号的核心技术，美国甚至开出了6000亿的天价——比该国核废料储存的投资还多。

然而，截至2021年中国仍然无法公开更多技术的主要原因是中国还没有能够彻底突破这项技术。 金星2号理论上具有上述独特能力，但目前仍处于实验反应堆阶段。 至于将其投入实际发电，还需要对该技术进行进一步的研究。

金星二号只是中国团队铅铋合金零功率反应堆研究的开始。

2019年10月，金星3号首次变得临界。 它在中国原子能科学研究院的正式启动，标志着我国在铅铋快堆领域又迈出了更大的一步，标志着我国在铅铋快堆发展领域崭露头角。 国际领先者。

据《中国核废料处理行业速度调查报告》显示，我国将从2020年起五年内建设5座中低放核废料处置场。截至2020年12月，甘肃玉门西北处置场广东北龙处置场已竣工。 这两个处置场仅限于接收区域性或军用型中低放核废料。

截至2021年，四川飞凤山核废料处置场仍处于建设阶段。 西南的821飞凤山处置场，原本是一个使用了几十年的军工基地。 与甘肃玉门西北处置场一样，飞凤山核废料处置场在选址时也遭遇了巨大争议。 如今，四川省仍然只批准接收省级核废料。

2022年1月，德国最后三座核电站宣布退役。 默克尔已经告诉全世界，德国将于2022年12月31日彻底停止核电发电。对于一个核电发电量占总发电量13%的国家来说，这个决定并不容易。

一方面，德国需要尽快扩大新能源发电规模，弥补核能退出电力结构后的空缺； 另一方面，德国也需要尽快处理装满核废料的数千吨核电站。 它被存放在临时仓库中，最终被掩埋，这个过程花了五年时间。

未来五年、十年、二十年，毫无疑问，以中国为代表的处于铅铋快堆发展前沿的国家将全力攻克核废料再利用技术。 无论晨星照耀大地需要多久，追逐梦想、筑梦的脚步从未停止。

参考：

“核废料的威胁”； 《世界知识》； 1983年第03期

“金星二号零功率装置主堆堆芯首次物理启动”； 《原子能科学与技术》； 2021年第04期

3、“中国金星二号诞生，可以“变核废料为宝”！”； 《中国核电网》； 2021年8月9日