核能的发现,对于人类能源发展具有里程碑的意义。近代以来,随着核裂变和核聚变原理的发现,核能进入了千家万户,被大量的应用于发电、军工等多个方面。

全球核废料每年产生20万立方米,并以7000吨逐步上涨,该如何处理

虽然核能被誉为新时代的清洁能源之一,但是你知道吗?全球每年因核能利用,就产生了20万立方米以上核废料,而且这一数字仍以每年增加7000吨的数字上涨。

核污染问题突出,这些带着辐射的废料又该如何处理呢?

对于这一问题的回答,我们首先就要了解,什么是核废料?

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令人头疼的核废料

核能的利用,有效的优化能源结构。但是核能的利用,却也带来了极大的问题,首先便是核废料处理。

人们在利用核能过程中,加工、生产以及核反应所产生物质,主要包含铀-238,钚239等,其中有一部分可以循环使用,例如钚239,但剩下的如铀-238等物质无法再次回收利用,他们统称为核废料。

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由于他们都有着强辐射,因此如果没有处理好,可能会导致环境污染等一系列的问题,严重的可能引发区域性的生物毁灭现象。

因此,核能使用固然是好,如何解决他的废料处理问题,成为了很多国家的心头大患。由于核废料的状态并不一定,可能是由多种物质混合而成的。

按照物理特性,可分为固态、液态还有气态三种类型。按照辐射强度可分为高放、中放以及低放三种。而无论是那种辐射强度,对于环境具有一定的影响。

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目前,科学界对于核废料的特征有以下几点总结:

第一,放射性。地球上很多东西都有一定的辐射,例如我们所常用的手机等电子产品,他们都在时刻对外释放辐射。

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但是不同于他们的辐射,核废料的辐射无法通过生物或者一般性的物理或化学方式消除,他们辐射是由于核废料中的放射性元素所造成的,这种元素的放射性会随着时间的推移,出现衰变而逐渐减少。

例如,我们所熟知的镭就是一种特别的放射性,他们的半衰期可以达到千年以上。

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第二,射线危害。尽管我们很多时候需要依赖射线的穿透性,例如X射线,可以帮助我们尽快的找到病灶所在,但是人们如果长时间的暴露在射线下,对于人体组织和器官将会产生不可逆的损伤。

而核废料所释放五花八门的射线种类,在穿过物质的时候,会发生相应的电离和激发的作用,这对于生物体将会产生一定的辐射伤害。

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第三,热能释放。由于核废料中含有大量的放射性元素,他们在对外释放能量的时候,也会导致整体废料的温度不断上升。

这种温度的上升,不仅持续时间长,而且效果惊人,他们可以使得自身的固体或液体出现融化或沸腾,可能引发爆炸,进而对周边环境造成二次伤害。

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但核能作为清洁能源,现如今却出现在大量的国家发电系统中,甚至在部分国家成为了发电的主力军。

研究显示,法国有超过70%以上均采用核能发电,而日本核电也占据国家供电系统的大部分。

而中国,相较于发达国家,对核能的平民化运用起步时间较短,1994年我国第一座大型核电站——大亚湾核电站宣告建设完成,同年并投入使用,并逐渐走上商业运营之路。

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尽管相较于发达国家而言,我国对于核电的使用起步较晚。

但由于核能的使用是当前所公认的一种清洁能源,体现了一个国家经济实力和工业科技发展水平,因此自1994年我国第一座大型核电站投入使用以来,我国便加紧对这一方面的研究和升级。

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目前,虽然我国的核电使用和应用范畴相较于发达国家而言,仍有一定的差距,但技术方面我们处于领先地位。我根据我国进出口记录显示,我们第三代核电技术已经开始出口海外,在他国稳健运营并取得良好的口碑。

现在所在研制的第四代核电技术,也取得了重大的突破。相信很快,就可以实现商业化运营,并出口海外。

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伴随着核能逐渐取代我国的火力等以往非环保的电能,我国也同样面临着核废料处理的问题。面对这一问题,中国又是如何处理的呢?

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核废料的处理方法

面对令人头疼的核废料,也并非全无办法。但是由于核废料不同于一般的废料,因此需要在特定的条件下,方能让废料得到妥善的处理。

一般来说,妥善处理核废料需要同时满足两大条件。

首先是容器。由于核废料的主要危害来自于内部的放射性元素,因此只要有能够保存千年、万年的容器,

防止核废料的泄露。等到放射性元素的半衰期结束后,里面的废料也失去危害性,到时候他和一抔黄土并无太大的区别。

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然而别看如此简单的小事,但是目前科学家还未找到可以保存千年万年的容器。部分容器可以抵御高辐射,却难以抵御放射性元素所释放的热量,进而发生爆炸。

到那个时候,爆炸所释放的能量对于周边的环境将带来致命的影响。

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其次,核废料具有一定的体积和质量,不仅需要妥善的容器,还需要一定空间用以存放。

然而同容器一样,这处空间得处于物理稳定的环境之中,免于水土、空气的侵蚀,还能扛得住地震、洪水、火灾等自然灾害的冲击。但是由于目前人们利用核能不过百年,核废料的储存地方处于科学家预判环境较为稳健的花岗岩、岩盐处,但百年后究竟如何,还处于未知数。

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然而现阶段,人们处理核废料的方式仍然以容器封装,而后掩埋为主要方式,但是事实证明,这些方式仍具有一定的风险。未来随着经济发展,相信人类会有更加妥当的处理方式。

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除却良好处理条件,同时还需要一定的处理方式。目前,主要有以下几种处理方式:

送入太空。这一想法自人类首次进入太空后,便已然产生。早在上个世纪六十年代,人类首次登陆月球,人们发现,将人类的垃圾,如衣物、排泄物等废弃品遗弃在月球上,几十年后并无任何的变化。这让人们开始射线,如果将核废料利用火箭发射到空间,可能是一种较为妥当的处理方式。

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然而,这种方式伴随着一定的风险,如何将他们发射到太空中,且保证一定成功是一难题。同时,其成本也是各国犯难的主要因素。

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深度钻孔。只要孔钻得够深,核废料埋得够深,他所产生放射就难以到达地表威胁人类正常生活。

然而这种方法同样所需要面对的是,地层的变化,可能导致核废料泄露。到时候所带来的危害将会变得难以控制。

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海底深埋。同深度钻孔的原理一样,由于海底存有粘土层可以有效的吸收放射性元素所释放的放射性能量。

然而这种深埋的方法具有一定的难度,同时墨西哥湾石油泄露也让不少国家对于这种处理方式谨慎再谨慎。

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此外,不少人表示既然地壳在变动,是否可以通过深埋,把核废料埋入这一区域,当地壳运动带来这些核废料转移,进入地壳深层,即地幔区。我们常称这种方式为埋入浅没区,但目前国际条约并不认可这种行为。

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不少人表示,现阶段的无法保证深埋的效果,主要原因在于核废料对外释放强大的热能,这导致了承载的容器即便可以吸纳他的射线,但是仍会因为过高温度发生爆炸。

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那么如果将他们放入钨制作的容器中,放置在冰原之上,这样可以保证温度不会过高,而放射性物质也会随着钨的运动,存于冰原之中。

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另外,还可以采用液压的方式处理核废料。目前核废料主要警防的是地下水的渗入,科学家设想如果在核废料周围构建三维深沟的水笼结构,则可以利用水压差,防止出现地下水泄露的问题。

目前这种方式在国际上已有了实践,但是同样由于成本较高,耗费人力物力大,因此并没有得到推广和普及。

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目前,各国对于核废料的处理也是千奇百怪,各显神通。但核能虽好,但是其所产生核废料确实也让各国头疼不已。

尽管上述方法看似行之有效,但是目前仍然主要采取埋得方式进行。为了防止各国贪图省事,草草处理核废料。

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联合国对此也出台一系列明文的条例,要求各国规范核废料排放,自觉承担各自的责任和义务。然而,不少国家对于反复强调的条例视而不见,完全不顾国际社会的舆论反响,执意妄为,这种行为必将遭致国际社会的强烈反案,对其相关的把控和制裁也更为严厉。

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作为一个负责任的国家,中国深切明白核能利用对于改变中国能源结构的重要性,同时也同国际社会一道积极寻求解决核废料这一难题的方法。

相信未来,在各国科学家的妥善处置之下,这一难题一定会得到最优解。

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标签: 科学

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