核電站放射性固廢處置技術概述

沈海波 劉愛華

（中國核動力研究設計院 四川成都 610000）

引言

核電站廢物90%以上是固體廢物，假若處理不當會給生態環境和人類健康造成災難性的破壞。核電站放射性固廢的處置技術與整備是制約許多國家核電發展與產能擴大的重要因素，并且對核廢料的積壓情況有著直接影響，當前有些國家的核電機組就因為核廢料積壓問題而陷入減產或停產的困境。因此，研究核電站放射性固廢處置技術對于環境保護以及對我國核電事業發展都有著重要意義。

1 地表/淺埋處置法

地表/淺埋處置法是比較傳統和常用的核電站放射性固廢處置整備技術，處置場所建在陸地表面或者地表以下50米內（部分在130米內），放射性固廢整備桶必須與與水、大氣、土壤等自然介質隔離，要求處置場四周建設封閉的安全隔離防護層。根據處置場建設深度的不同分為地表式與淺埋式兩種，根據建設的特點又可分為地表混凝土堡壘式、淺埋簡易坑式、淺埋混凝土溝壕式、地下豎井式、大口徑淺鉆式、地下平巷式等方式。

2 廢礦井處置法

廢礦井處置法是利用開采完的廢棄礦井建為放射性固廢處置場，對廢礦井中的巷道與洞穴進行加固和改造，作為儲放放射性固廢桶的空間，然后對縫隙進行回填并把井口固封住。廢礦井中能夠進行改建成處置場的類型主要包括有鉛礦、鈾礦、鹽礦、鐵礦、石灰石礦等。不足之處是受廢礦井開采的路線的影響，其結構規劃不夠理想，導致井內空間穩定性較差，存在諸多安全隱患，比如塌方、透水、瓦斯爆炸等問題皆會造成放射性核素外泄；且由于礦山離沿海核電站較遠，從而增加放射性固廢的運輸成本及運輸安全問題[1]。

3 濱海處置法

該種處置方法指的是在與核電站不遠的濱海海底（類）花崗巖中建造處置場，選址大約在水下40~80cm，距離陸地直線距離1~2km處，主要借助構建的水下斜井保證與陸地的連接并通過該通道和轉運車完成放射性固廢整備桶到處置場的傳送。

4 海島處置法

對于一些無人居住、與陸地有一定間隔且地質較為不錯的小型花崗巖海島而已選用該種方法進行處置場的構建，其構建方法多為陸地淺埋法。例如，目前在距離臺灣約75km的島嶼上就選用這種方法構建了處置場，依照目前所統計的臺灣核電站年放射性固廢量來算，在島嶼上構建的存儲空間至少可以保證臺灣百年內不用再為放射性固廢物質的處理擔心。該技術目前在巴西和芬蘭等國家也獲得了應用。其優點主要表現在：1、目前世界上能滿足構建處置場要求的島嶼并不是很多；2、海洋作為一種天然的屏障能有效將其與人類生活圈隔離開來。3、盡管目前世界上有很多花崗巖海島，但是具備充足地下水的海島還較少見，其與海水滲透和交換的能力都很差，因此會對處置場產生一定的危害。

5 高放固廢的處置

高放固廢的特點主要表現在非常高的衰變熱和放射性，富含眾多放射性核素，但其在總體放射性固廢中占比有很少（約3%）。例如在核電站用過的乏燃料（Spent fuel）和乏燃料后處理（Reprocessing）所產生的一些膏狀濃縮液等等。針對這類廢棄物的處理相對來說對處置場和處置方式都有很高的要求，如，廠址多偏向于地下水活動極少，透水非常差，具備很長隔絕時間（低中放處置場按300-500年標準設計，高放處置場按10000年以上標準設計）的高穩定性巖石中。根據處置技術的差異可以將其劃分為地質處置和非地質處置兩種，其中在這些方法中當屬核嬗變處置法最為前沿，最為先進，在國內，該方法又被稱之為“ADS嬗變系統”（加速器驅動次臨界潔凈核能系統），這類方法的優勢主要體現在能有效降低建造的成本，提升安全性能。單也存在非常明顯的缺點，其技術性含量要求非常高且大多數目前都處在研發探索階段[2]。

結語

綜上所述，核電站放射性固體廢棄物的各種處置技術都有著自身的優點和缺點，核電站應結合實際情況選擇科學合理的處置技術。其中，“淺埋處理法”的低中放置方法具有比較明顯的優勢，比如適應力強、建設成本較低、存放量大對技術要求也不嚴格。“核嬗變”是今后處置高放固廢的首選技術。核電站放射性固體廢棄物的處置問題是關系著環境保護與人類健康的重大問題，因此，研究核電站放射性固廢處置技術對于環境保護以及對我國核電事業發展都有著重要意義。