地下400米!高放射性核废料是如何处理的?

小双聊国际 2025-01-20 18:34:42

核废料一般分为三种,根据其放射性水平的高低被分为高放射性核废料、中放射性核废料和低放射性核废料。其中,高放射性核废料因其强烈的放射性和极长的半衰期,成为了核废料处理中的重点。

随着核能使用量的增加,核废料的产生量也在不断攀升,如何妥善处理这些高放射性核废料,确保环境安全?

一般而言,对于高放射性的核废料,国际上的通用方式是深埋,因为相比于其他方式而言这个花的钱要少一些。

在深埋核废料以前,首先要看看“风水”。

选址需要综合考虑地质结构、水文条件、地震活动等多个因素,以确保所选地点具有足够的稳定性和安全性。

地质调查是选址过程中的重要环节,没选好和在自家水龙上抹砒霜没啥区别。因为地球岩层里很多水都是连通的,选择一处往地下挖几百米都没有水的地方,这种地方是很难找的,总之不,能与外界接触最好。

接着是建造处理坑,处理坑的结构设计融合了多项先进技术,以确保其能够承受核废料的重量和可能产生的辐射。坑体本身由坚固的岩石或特殊工程材料构成,岩石层的选择要求具有高稳定性和低渗透性。对于岩石层不满足要求的地点,会采用特殊工程材料加固,浇筑混凝土或打上特殊合金来构建坑体。

坑体的形状和大小根据存储需求而精心设计,通常采用圆形或椭圆形,以分散压力并减少应力集中。

为了防止核废料泄漏,处理坑内设置了多重屏障系统。这些屏障包括钢筋混凝土结构、特殊密封材料以及地下水位控制系统等。

钢筋混凝土结构作为第一层防护,具有高强度和耐久性。特殊密封材料一般是高分子聚合物或者是硼陶瓷基复合材料,形成连续的密封层防止辐射泄漏,地下水灌入控制系统则确保地下水不会渗入处理坑内。

看到这里,你是否已经觉得头皮发麻了?这太麻烦了,而且处理坑建造好之后,怎么把核废料放进去的过程也是很繁琐的。

核废料在存储前会被装入特制的容器中,这些容器通常由高密度、耐辐射和耐腐蚀的金属制成,一般选用镍基合金或钛合金。容器内部还设有缓冲材料和吸收剂,通常是硼硅酸盐玻璃或陶瓷材料,以进一步减少辐射泄漏的风险。

为了保持处理坑内适宜的温度和湿度条件,减少核废料的衰变速度并降低辐射水平,坑内还配备了冷却和通风系统。冷却系统通常采用液氮或制冷剂循环,而通风系统则通过风机和管道网络将新鲜空气引入处理坑内,排除热量。

为了确保处理坑的安全运行,还需要安装一系列监测和控制系统,这些系统能够实时监测坑内的辐射水平、温度、湿度等关键参数,并在必要时自动启动应急措施。这些措施可能包括启动冷却系统、封闭通风口等,以防止事态恶化。

当然,现在还有一种更加先进的处理高放射性核废料的方式,就是利用人为制造的中子源补偿,让放射性核废料继续发热,这样能把它们最后的热量也压榨出来,用来发电。

很多核废料并不一定是发电站用完废弃的,提炼厂是核废料产出的大户。具备放射性的铀同位素被炼完之后,会产生贫铀,这些贫铀依旧具备放射性,它属于铀-238,里面含有0.7%以下的铀-235。

这种也算核废料,但是它其实有很大的价值,比如套在氢弹外面可以用来制造三相弹,一枚氢弹百万级当量,有它的加持以后能轻轻松松突破千万吨TNT级别。可是架不住这玩意太多了,因此某些国家就不干人事,用贫铀来制造穿甲弹,这种弹药的密度大,具有自锐性,穿甲效果不比钨合金差。但是打爆装甲后,碎屑掉入土地里很难清理,种出的毒庄稼也没有人敢吃。

一直以来,人类为核废料的处理伤透了脑筋,甚至有专家建议用火箭将其射向太阳,太阳就是一个超大版的氢弹,在高温高压的情况下人类的核废料会被完全反应掉。这也是一个不错的建议,但是成本有点高。

其实,当下的核电站技术太差,很多核废料不一定就是废料,深埋过后等到人类技术升级了还有使用价值。

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