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核废料处理形式
所谓核废料,是指核电站在运行中产生的含有放射性的物质。从技术层面来看,核废料主要分为高放射性、中放射性、低放射性三类。高放射性核废料主要包括核燃料在发电后产生的乏燃料及其处理物。中低放射性核废料一般包括核电站的污染设备、检测设备、运行时的水化系统、交换树脂、废水废液和手套等劳保用品。中低放射性核废料危害较低;高放射性核废料则含有多种对人体危害极大的高放射性元素,例如只需10毫克钚就能致人毙命,因此各种核废料处置方法是不一样的。
中国对中低放射性核废料的处理,按国家标准和国际原子能机构的要求处理,不论是固体核废料还是液体核废料,都要进行固化处理,然后装在200升的不锈钢桶里,放在浅地层的处置库里。
国际上对高放射核废料有两种处理方式,一种是直接把乏燃料当核废料,经过处理装在大罐子里直接埋到很深的地层下,像美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等幅员辽阔的国家目前都是这样做的。还有一种是将装有核废料的金属罐投入选定海域4000米以下的海底。中国对高放射废物采取的是后处理方式,即先把乏燃料送到处置场进行玻璃固化,之后再放到至少500米深的地层内埋掉。
将核废料埋在永久性处置库是目前国际公认为最安全的核废料处置方式。不过,在西方社会,由于环保人士的强烈反对,政府要找到一个不被反对的核废料永久存放地不是一件容易的事,因此更倾向在中低放射性核废料库中暂时存放,同时期待有更安全、更能被接受的处理技术和方案出现,再作最终处理。目前为止,全世界已经确定建设高放射核废料处置场厂址的国家只有芬兰。为了保证核废料得到安全处理,各国在投放时要接受国际监督。
广东大亚湾核电站、岭澳核电站及北龙中低放射核废料处置库地形图
中国核废料处置库现状
目前,中国已建有两座中低放射核废料处置库,并准备再建两座,但还没有一座高放射处置库。已建成两座中低放射核废料处置库,分别位于甘肃玉门和广东大亚湾附近的北龙。甘肃玉门西北处置场位于原核工业404厂厂区内,该厂为我国最早的核工业基地之一。广东北龙处置场始建于1998年,于2000年建成,位于大鹏半岛排牙山东侧的一条低缓的小山梁上,距大亚湾核电站5公里,距岭澳核电站4公里。占地近21公顷,设计总处置容量为8万立方米,工程造价约8000万元。主要接收和处置广东省核电站产生的低中水平的放射性固体废物。
这两个中低放处置场,占地20-50万立方米不等,附近还要设置几十平方公里的安全屏障。西北处置厂位于地表之下,距离地表有10-20米;北龙处置场建于地表之上,形成一个方盒子样子的封闭处。这个封闭处土埋之后形成山包,上面将种上植被,进行绿化。一个中低放处置场,一般需要与外界300-500年的隔离期。
与各地争上核电项目的冲动相比,地方政府对于在当地建设处置场却有着不小的抵触情绪。华东处置场的选址就是由于这一原因而一直没有能够定下来。有关方面认为,应该建在浙江。因为浙江的核电站建设起步最早,建设的也最多。据测算,现在建造一个中低放处置场,大约需要2亿元的资金。按照规划,除了已建好的华南、西北两处,还将在华东和西南建设两座区域性低放废物处置库。
中国目前核废料的处置监管由国家环保总局核安全与辐射环境管理司负责。该司也就是以前的国家核安全局,后来并到环保总局。2005年上半年,国防科工委专门开了一个处置高放射物质研讨会,着手进行中长期核废料处置规划,研讨会编制了一个指南,还组成了一个专家委员会,最后确定:中国将建设一座永久性高放射物质处置库,设计寿命10000年,容量要能储存100至200年间全中国产生的核废料,在满了之后就永久地封掉。即至少100年之后,大陆才会出现第二座永久性高放物处置库。
世界各国几十年来对高放射性核废料处理技术进行了广泛的研究,经过对各种方法评估比较后,深地质处置法成为最佳选择,即将高放射性核废料保存在深入地下几百米处的特殊处置库内。由于核废料的高度危险性,一旦处置库选址不当,将造成无法挽回的损失。因此核废料处置库选址必须非常慎重,需要综合考虑整个国家的经济发展布局、人口分布、交通设施、候选地的地质、水文和气候条件等因素。一般来说,世界各国的核废料处置库都建在经济落后、人烟稀少的地区。
根据中国核电发展规划,我国大约会在2015年至2020年左右,确定永久性高放射核废料处置库的库址。目前全国库址勘查共有六大片,即华东、华南、西南、内蒙、新疆、甘肃。华东以前曾考虑选址在江苏、浙江、安徽三省交界处,那里地质岩性比较好,但考虑到以后的经济发展,最后没有再去做更多的勘测工作。
西北地区甘肃敦煌北山的条件非常优越,这里位于敦煌莫高窟东南约25公里,是一片与海南省面积相当的戈壁滩,人烟非常稀少,整个地区人口不到1.2万人,可以说除了沙砾和枯黄的骆驼草以外,寂寞得连回声都没有。北山经济发展较为落后,周围没有什么矿产资源,建设核废料库对经济发展影响较小。这里气候条件也很理想,全年降雨量只有70毫米,而蒸发量却达3000毫米,因此地下水位很低,也就减少了放射性元素随地下水扩散的危险。北山还拥有便利的交通运输条件,库址距离铁路只有七八十公里。此外北山的地质条件非常优越,这里地处地壳运动稳定区,库址所在地有着完整的花岗岩体,而花岗岩是对付辐射的最好的‘防护服’。国际原子能机构的专家们在北山进行考察之后称,北山是世界上最理想的核废料库址之一。
核废料中有不少放射性同位素,其放射性完全衰减往往需要上万年甚至更长的时间。比如说,钚-239的半衰期为24000年,因此,处置库选址时首先考虑的就是地壳稳定,同时还要考虑地下水位的高低,避免多年后放射性同位素渗入地下水而随之扩散。具体说选址分成两方面,一是社会经济因素,二是自然条件。前一方面要考虑当地人口的分布,经济的发展,河流的分布,地上植被状况;后一点就强调地壳稳定,火山、地壳活动层等因素都要被充分考虑。因此,将中国永久性的高放核废料处置库放在西北是有科学道理的。
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