核废料的处理与利用

核废料的处理与利用随着人类的日益发展，人们对能源的需求越来越大，传统的煤电和水电已经难以满足人类的需求，于是人们开始将目光投向效率更高的核电。经过及时年的发展，核电已经与水电、煤电一起构成了世界能源供应的三大支柱，在世界能源结构中有着重要的地位。目前世界上已有30多个国家和地区建有核电站。根据国际原子能机构（IAEA）统计，截至2010年10月底，全世界共有441台核电机组在运行，总装机容量约3.7亿千瓦。主要分布在北美、欧洲及东亚的一些工业化国家，其中美国有104台、法国58台、日本54台、俄罗斯32台、韩国21台。核电发电量约占全球总发电量的16%，其中法国高达75.17%，日本为29.23%，美国为20.17%，已有18个国家和地区核发电量占发电总量的比例超过20%。目前全球在建核电机组63台，装机容量为6080万千瓦，主要集中在亚洲的中国、印度和俄罗斯等国家。然而就如马克思主义哲学中所述，任何事物都有两面性，核电显然也不例外。核电拥有诸多优点，比如：1.核能发电不像化石燃料发电那样排放巨量的污染物质到大气中2.核能发电不会产生加重地球温室效应的二氧化碳。3.核燃料能量密度比起化石燃料高上几百万倍，故核能电厂所使用的燃料体积小，运输与储存都很方便，一座1000百万瓦的核能电厂一年只需30公吨的铀燃料，一航次的飞机就可以完成运送。4.核能发电的成本中，燃料费用所占的比例较低，核能发电的成本较不易受到国际经济情势影响，故发电成本较其他发电方法为稳定。然而其缺点也显而易见，首先核电站要求极其高的防护系数，一旦出现微小额疏漏，就会酿成难以挽回的巨大灾祸（如震惊世界的切尔诺贝利核电站爆炸事件）。而更让人头疼的就是核废料的处理了。核废料是核物质在核反应堆（原子炉）内燃烧后余留下来的核灰烬，具有极强烈的放射性，而且其半衰期长达数千年、数万年甚至几十万年。也就是说，在几十万年后，这些核废料还能伤害人类和环境。由于核废料已经无法发电，显然不能在把他作为原料投入核反应堆，但是有不能随便丢弃，因为其有极其强烈的放射性，一旦流入自然环境，将使一定范围内的自然环境造成毁灭性的打击，需经过几万甚至几十万年才可能恢复。核废料分为为高水平（高放）、中水平（中放）和低水平（低放）3种。现在世界上对于核废料的处理主要有以下几种方式：一．首先是高放核废料（即我们通常所说的核废料）1.深埋法。这也是现在世界上大部分国家采用的主流的处理方法，也成为深地质处置法。深地质处置是在深部地质体中建造洞穴,将放射性废物永久隔离的处置方法。包括深部钻孔处置和深部矿山式处置，前者处置深度达数千米，后者一般为300～1500米。处置库围岩包括花岗岩类、粘土岩、凝灰岩和岩盐等，被处置的废物为高放废物玻璃固化体、乏燃料和α废物等。对放射性废物进行深地质处置是一项复杂的系统工程。在技术上包括选址和场址评价、建造地下实验室及设计、建造、运行和关闭的处置库。被认为深地质处置是安全处置高放废物最现实可行的方法。2.海洋深埋法。这种方法是第一种方法的改版，这种方法是先经过冷却、干式储存，然后再将装有核废料的金属罐投入选定海域4000米以下的海底。二．其次是中低放核废料：（这种核废料危害较小，经过几十年即可衰变为无危害元素）中低放射性核废料危害较低，国际上通行的做法是在地面开挖深约10—20米的壕沟，然后建好各种防辐射工程屏障，将密封好的核废料罐放入其中并掩埋，一段时间后，这些废料中的放射性物质就会衰变成对人体无害的物质。这种方法经过几十年的发展，技术已经十分成熟，安全性也有保障。然而我在查阅相关资料后认为，对于中低放核废料的处理已经没有什么异议，因为其本身危害较小。但是对于危害最大的高放核废料的处理不尽满意。首先是深地质处置法，这种方法看似不错，但是不能一劳永逸，因为即使是在最稳定的花岗岩层、岩盐层以及粘土层里，虽然可以有效地保证核废料容器数百年内不遭破坏。但数百年后，这些存放地点会不会发生破坏是无法预料的。一旦发生破坏，那么对当地的环境就是毁灭的打击。其次是深海填埋。至于深海填埋道理也是一样，不能保证绝对的安全，而且地球上70%为海洋，一旦发生泄漏，那么危害的不只是某一地区的环境，而是对整个海洋的破坏，进而影响整个生态圈。所以我认为必须想出一劳永逸的方法，下面我提出我的几个思路：第一，现有的方法都是从处理出发，但是没用从回收利用出发的。我认为核废料也有利用价值，比如网上有资料显示，核废料中的某些元素可以作为治疗癌症的放射源使用，这就是一个很好的思路，如果能提取出这些元素，那么就可以减少不能利用的废料数量，同时回收利用，一举两得。再循着这个思路找下去，如果我们能够更加深入的研究这些核废料中的放射性元素并且找到相应的用途，那么废料就不会再称之为废料了，反而成为了新的资源。比如我觉得每年世界各国的科学实验室都要进行放射性元素的科学研究，那么是不是可以使用从核废料中提取的元素呢？放射性元素的用途还有：1.工业：探伤、测厚、测密度、称重、测液位、辐射灭菌等；2.农业：辐射育种、灭虫、保鲜等；那么这些放射性元素的来源是否可以使用从核废料中提取呢？如果可以，将成为又一渠道。第二，开发新的处理方法。现有的方法之所以不安全是因为不能保证环境的稳定，那么选取绝对稳定的环境就可以了。而地球上这种绝对稳定的环境是不存在的，那么就把眼光投向地球之外就可以了，如果有一天，我们可以将火箭发射的成功率提高到无限接近于100%,那么我们可以选择将核废料投向宇宙空间，而且不需要考虑动力，因为宇宙中没有空气，只要有初始速度，那么这些废料就会不断远离地球。第三，核废料之所以危害大，还因为其变为无危害元素时间过长。那么我们可以认为提高其衰变速度，使其在较短的时间内衰变为无害的元素。而且这种方法已经有了初步的进展，国外科学家已经能够研究出可以加快其衰变速度的方法，虽然效果并不明显，但是只要不断改进方法，我相信一定达到我们理想的效果。