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8月24日,日本福岛核电站开始向海中排放核污染水。 期间引发了本国公民和世界各国的反对。 因为核污染水不仅危害福岛当地渔业,还将进一步威胁全球生态和人类健康。
这也引发了疑问。 我国还拥有许多核电站等设施,每年产生3500吨核废料。 如此巨量的核废料如果用水净化,长江水至少需要213年才能净化。 那么这些核废料在我国是如何处置的呢?
核废料令人头疼
全球每年产生的核废料数量取决于核发电规模以及核武器的制造和维护。 作为全球最大的能源消费国之一,我国目前拥有商用核电机组54台,在建核电机组24台。 核能发电量已居世界第二位。 至于核武器的制造和维护,具体数量属于国家机密,但只要足够国家使用,数量就不会太少。
据国际原子能机构(IAEA)估计,截至2021年,全球核废料库存总量约为25万吨。 全球每年产生约1万吨核废料,其中中国就占3500吨,占三分之一以上!
核废料的危害主要源于其放射性特性和长期生物效应。 核废料含有铀、钚和锕系元素等放射性同位素,它们的放射性衰变释放出α、β和伽马射线等高能辐射。 这些辐射对人类和环境有潜在危害。 高剂量的辐射会损害细胞结构和功能,导致急性放射病,甚至致命的放射病。 长期低剂量辐射暴露可能会增加患癌症、基因突变和其他慢性疾病的风险。
核废料的不当处理和储存也会导致环境污染。 如果核废料没有得到适当的隔离和控制,它可能会渗入土壤、地下水和供水系统。 这种污染可以在地理范围内扩散,对生态系统和生物多样性造成损害,并对人类饮用水供应构成威胁。 此外,核废料的长寿命也是一个严重的问题。 一些核废料的放射性半衰期长达数万年甚至数十万年,这意味着它将对子孙后代构成持续威胁。
如何处理核废料,成为各国头疼的问题。
核燃料循环技术
美国是最早掌握核技术的国家之一,但他们早期并没有意识到核废料处理的问题。 当时的核武器在退役前直接引爆,其他核废料也像日本一样直接运上货船倾倒到海里。 然而,他们很快意识到出了问题,附近的海域很快就被污染了。 大量水生生物死亡,附近鱼类也检测出放射性超标,就连负责排放的工作人员也受到辐射影响,健康出现问题。
此后,美国再也不敢随意向海洋排放核废料。 通过进一步研究,他们发现了一种更安全、更有效的方法——核燃料循环技术。
核燃料循环技术是对废旧核燃料进行处理和回收,以提取可重复使用的核材料并减少废物的技术。
将新鲜核燃料(例如铀或钚)装入核反应堆进行核裂变反应后。 它成为废核燃料。 这种用过的核燃料还含有未燃烧的核材料和产生的废物。 通过不同的回收技术进行加工,可以提取可重复使用的核材料。 常见的回收方法包括化学处理和物理分离,从废物中分离出可重复使用的核材料(如铀和钚),并对其进行后处理以制备新的核燃料。 这些核燃料可以在专门设计的反应堆中重复使用,实现核材料的回收利用。
在回收过程中,总会产生一些核废料,因此各国会采取成本较低的方法。
深层地下法
隔离和储存是核废物处置最常用的方法之一。
核废料被放置在专门设计的储存设施中,以确保其与环境和人类隔离。 封存方式主要有两种:浅层地质封存和深层地质封存。 浅层地质储存通常将核废料储存在地下数百米深处。 这种储存方法通常针对辐射剂量较小、有害影响较小的核废料。 深层地质储存将核废料储存在地下更深处,例如数千米深。
需要想到的是,这种方法通常是在地质稳定、无水且不易受到人类干扰的地下岩层中进行。 目的是安全隔离核废料,以减少对人类和环境的潜在风险。 这种方法依赖于多层保护和监测措施,以确保核废料不会污染地下水、土壤和生态系统。
深入地下的方法对人类和生态的影响很小,但对于我国来说,这种方法仍然不是很经济实用。 于是我们国家就研发出了一项震惊世界的技术。
启明星2!
早在2016年,我国就公布了名为“维纳斯2号”的零功率铅基核反应堆装置。 该装置的具体原理和结构过于先进,尚未向公众公布。 但仅从公布的数据来看,我国核废料处理水平已远远超过世界其他国家。
金星二号应用后,我国核燃料利用效率将提升至95%,而世界传统核电站燃料利用效率普遍在3%至5%之间。 这是一个巨大的突破,这意味着在相同条件下,我们产生更少的核废料。
金星2号有一个重要功能:处理核废料。 其特点在于利用铅冷物质,不仅使核废物失去放射性,而且将核废物释放的能量转化为电能,实现废物处理和利用。 铅冷物质在此过程中发挥着关键作用,既保证了核废料的安全处理,又有效地回收了能源。 这种全面的应用设计使核废料处理更加高效和可持续。
那么问题来了,即使日本没有金星二号的技术,他们也能把它深埋在地下。 为什么他们要把它排放到海里来危害全人类?
核污染水不等于核废水
日本排入大海的是核污染水,与核废料或核废水完全不同。
传统的核废水是核电站产生的具有一定放射性的水,通常用于清洁、除尘或冷却。 核废水与核污染水最大的区别在于,核废水没有直接与核反应堆即堆芯内的放射性物质接触,因此核废水的放射性和危险性很低。 经过处理后,可以将放射性物质剥离出来,形成放射性固体废物和排放水,其中排放水对环境影响很小。
然而,日本的核污染水却完全不同。 福岛核事故后,日本直接向反应堆注入大量淡水和海水进行冷却。 多年来,地下水和雨水不断渗入反应堆。 这些水直接与反应堆堆芯内的核污染水接触,其放射性和危险性非常高。 核污染水中含有64种放射性核元素,如铀、钚、铯、锶、碘、钴等。有些元素的半衰期很长,如铀238,其半衰期很长。 45亿年。
核污染水的处理相对比较复杂。 它需要多个步骤来减少其放射性和体积,从水中剥离放射性元素,以便安全地储存和处置它们,这相当于昂贵得多的成本。
据了解,相关专家已向日本政府提供了五种解决方案。 其中,固化和填埋预计耗资2431亿日元; 电解释放预计耗资1000亿日元; 蒸汽排放量约为349亿日元; 注入地下至少180亿日元; 仅排入海洋是最便宜、最快的,只要34亿日元。 然而,最便宜的也是最贵的。 日本政府或者东电确实花费最少,但代价是全世界都要为此买单。
结论
核技术的应用给人类带来了福祉,使人们更容易获得低成本能源。 然而,在享受利益的同时,也必须承担风险。 当事故发生时,积极处理是最好的办法。 如果只追求自己的短期利益而忽视风险,未来必将付出更大损失的代价。
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