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那么,需要多长时间,乏燃料才能冷却到与背景差不多的水平?答案是,地球不会存活到那一天。需要多少时间,才能冷却到比背景高1百万倍的水平?答案是几十万年(不考虑剩余93%铀的放射性)。
图2 主要燃料循环的乏燃料放射性衰减情况。普通热堆的乏燃料衰减是最上面那条黑线。也就是几十万年后,放射性才能降到铀矿石水平(横的虚线)。
上图是主要燃料循环乏燃料放射性毒性衰减情况。这里有一点需要说明:图上用的铀矿石特指加拿大的一种富集度特别高的铀矿石(15%)。纵轴上的1仍然代表背景放射性强度的一百万倍。1000年后,仅仅裂变产物的放射性仍然是背景的1万倍。
第八、正常情况下,核电站对环境的影响有多大?
放射性辐射方面,正常运行条件下,核电站周围的额外放射性辐射非常小,不高于背景的千分之一,可以忽略。
但核电站的热岛效应严重。仍以一座500万千瓦的核电站为例,发热量是1500万千瓦,散热约1000万千瓦。如果仅算用电产生的发热,相当于北京,上海这样的超大城市。在内陆,这些热都要通过冷却塔蒸发水带走。这么大的发热量,一秒钟的蒸发量是6吨多,一年是2亿吨,相当于一座百万人口大城市一年的居民用水量。长江中下游本来就闷热潮湿,散热条件不好,这么大的散热量和蒸发量无疑是火上浇油(沿海电站要好一些)。
第九、地方上为什么热衷发展核电?
以一座500万千瓦核电站为例,投资至少700亿人民币。核企与地方合资建核电站。地方政府出地,移民,准备厂址,普及核电知识,等,只需要几亿到十几亿元。核企出其它所有的钱和技术。一般给地方30%的股份。也就是说,地方出几亿元就得到了几百亿元的权益,还有建设时的经济拉动效应,发电后的地方税收,电厂发电收入的GDP数字,等。
第十,燃料闭循环可以实现吗?后处理能达到什么水平?
前面说到乏燃料潜在危害非常大,而里面的铀、钚其实还可以再利用起来,那么把乏燃料处理一下,回收有用的铀和钚等元素,并将没有用的裂变产物收集安全存放,不是很好吗?这就是乏燃料的后处理。
关于后处理,有下面一些事实:
1、乏燃料的放射性非常强,后处理的放射性防护很困难。反应在成本上,后处理厂的建设成本,生产成本,废料处置成本都非常高。
2、每一道工序都会产生额外的放射性废料。
3、到目前为止,后处理只能做一次。也就是处理过一次,回收的铀和钚放进反应堆再烧一次,就不能再后处理了。这是因为反应堆里面的裂变反应不干净。在普通的热中子堆中,铀235吸收中子后,每6个只有5个裂变,另外一个变成了铀236。而钚更糟糕,每3个里面就有1个不裂变,而是变成了钚240。钚240不会裂变,会继续吸收一个中子变成钚241,钚241的裂变率也不高,还会很快衰变为镅241,……。然后就会积累大量的超铀元素,这些超铀元素有的是β衰变,有的γ衰变,更多的α衰变。其中γ衰变穿透距离大,很难防护。因此回收利用过一次的燃料(MOX燃料)目前无法再后处理。
4、后处理不能减少放射性,只能将裂变产物的放射性分离出来。但是,铀和钚的回收利用,减少了首次在堆运行后乏燃料中长寿命超铀元素及其裂变链元素的放射性。然而,由于后处理只能做一次,并且后处理过的燃料使用之后超铀元素更多,因而总的超铀元素量减少非常有限。
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