核廢料該如何處理，奧特曼發(fā)話了

日本政府將以海洋排放方式處理福島核電站的核污水！4月13日消息一出，全球都炸了，恐怕奧特曼聽了都生氣。眾所周知，大海是連在一起的，隨著核污水的擴(kuò)散，全球生態(tài)都可能會(huì)受到影響。那么核廢料到底該如何正確處理呢？

核電站與傳統(tǒng)火力發(fā)電站相比，有著十分顯著的優(yōu)勢(shì)，例如，沒有廢氣排放、不加重溫室效應(yīng)、能量密度大（大概是化石燃料的幾百萬倍）等。但是如果不正確處理核廢料，帶有高強(qiáng)度放射性的物質(zhì)釋放到外界環(huán)境中，會(huì)對(duì)生態(tài)及民眾造成傷害。不過我們也不用談核色變，合理地利用核能、正確地處理核電站產(chǎn)生的核廢料，核能仍是一種很優(yōu)秀的能源。

核電站的工作方式，就像是燒水，只不過是用核能燒水，利用核裂變將核能轉(zhuǎn)變?yōu)榇罅康臒崮?，再由水把熱能帶出，產(chǎn)生高壓蒸汽，從而驅(qū)動(dòng)渦輪機(jī)，最終利用電磁感應(yīng)定律轉(zhuǎn)化成電能。

核能發(fā)電的確大多需要以去離子水作為冷卻劑和慢化劑。但福島核電站事故核廢水與核電站在正常運(yùn)行下排放出來的冷卻水根本不是同一種水。由于地震和海嘯引起的福島核電站事故，被定為7級(jí)特大事故，這意味著大型核裝置（如動(dòng)力堆堆芯）的大部分放射性物質(zhì)會(huì)向外釋放，而且福島核事故初期為緩解后果，向其4臺(tái)機(jī)組內(nèi)注入了大量海水和淡水，雖然對(duì)燃料進(jìn)行了有效冷卻，但由于其與損毀堆芯直接接觸，產(chǎn)生了有大量放射性的廢液，這些廢液雖然已經(jīng)被處理過，但還是比普通冷卻水有更高的放射性，這便是這次日本決定排放的核污水。而核電站排放的普通冷卻水幾乎沒有放射性。

核廢料可以根據(jù)其物態(tài)分為固態(tài)、氣態(tài)和液態(tài)，也可以根據(jù)其輻射量的大小分為低、中、高級(jí)別。高級(jí)別的核廢料主要來源于從反應(yīng)堆芯中換下來的燃料。低級(jí)別的核廢料主要是在核電站運(yùn)行期間除堆芯以外的其他廢物，比如，正常產(chǎn)生的廢水、工作人員的衣物、廢棄零組件等。核廢料與日常生活中的廢料相比起來更加危險(xiǎn)，其放出的射線會(huì)對(duì)生物體造成輻射損傷，產(chǎn)生不可逆的傷害。而且，核廢料的放射性不能用任何物理、化學(xué)和生物等人工方式消除，只能靠其自身衰變減少。一些高級(jí)別的核廢料的半衰期極長，對(duì)人類的威脅甚至可以持續(xù)幾萬年甚至數(shù)億年。

因此，人類處理核廢料有兩個(gè)基本的原則：減少遷移擴(kuò)散和保證長期穩(wěn)定。占到所有核廢料99%的低級(jí)別核廢料，半衰期一般為幾十年，危害相對(duì)較低。以我國的廣東北龍中低放處置場(chǎng)為例，首先要建造好可以隔絕輻射的混凝土結(jié)構(gòu)。然后將核廢料壓縮或者固化之后放入特定的金屬桶或者混凝土容器。再將密封好的容器移入建設(shè)好的混凝土結(jié)構(gòu)中，有時(shí)候根據(jù)情況需要，還會(huì)將容器放入一個(gè)個(gè)的處置單元內(nèi)，然后在容器之間填充混凝土或者沙石，進(jìn)一步隔絕輻射，降低泄漏風(fēng)險(xiǎn)。最后，需要在處置單元上面澆灌混凝土，并且設(shè)置可移動(dòng)的防雨帳房，防止由于雨水滲入導(dǎo)致的有害物質(zhì)泄漏。

對(duì)于極少量高級(jí)別的反應(yīng)堆燃料廢料，與中低級(jí)別的廢料不同，我們不能挖個(gè)更深的坑將其填埋了事，從廢料的產(chǎn)生到最終填埋，中間還需要經(jīng)過復(fù)雜的流程，歷經(jīng)數(shù)年的時(shí)間。

這種廢料的放射性很高，還會(huì)釋放大量的衰變熱，直接裝入容器，會(huì)造成容器的熔毀并產(chǎn)生泄漏，甚至發(fā)生鏈?zhǔn)椒磻?yīng)引起爆炸，后果不堪設(shè)想。因此，必須將其儲(chǔ)存一段時(shí)間降低溫度。

之后通過處理，分離出各種有用的核素進(jìn)行循環(huán)利用，并且去除長壽命和不穩(wěn)定的核素，以便只對(duì)含相對(duì)短壽命核素的放射性廢料進(jìn)行填埋處理。在這個(gè)過程中，放射性元素的回收比例可以高達(dá)98.5%～99%，不僅可以減少核廢物污染的可能性，也可以提高自然資源的利用率。但是，這個(gè)過程并不能將所有核素都提取出來，還會(huì)有許多殘留在核廢物中，同時(shí)處理過程本身也會(huì)產(chǎn)生大量的低等級(jí)核廢物。經(jīng)過以上的步驟，剩下的頑固分子人類暫時(shí)還拿它們沒有辦法，只能封裝好深深地埋入地底。

這種處理方法的基本概念是尋找到一個(gè)廣大的、地質(zhì)結(jié)構(gòu)穩(wěn)定的領(lǐng)域，通過挖掘技術(shù)挖掘到地下300米以下的地方，來儲(chǔ)存高放射性廢棄物。目的是將其與人類環(huán)境永久隔離。但是這對(duì)當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)要求非常嚴(yán)格，要求物理環(huán)境特別穩(wěn)定，長久地不受水和空氣的侵蝕，并能經(jīng)受住地震、火山、爆炸的沖擊?？茖W(xué)家實(shí)驗(yàn)證明，在花崗巖層、巖鹽層以及黏土層可以有效地保證核廢料容器數(shù)百年內(nèi)不遭破壞。

雖然數(shù)百年后，這些存放地點(diǎn)會(huì)不會(huì)發(fā)生破壞仍然是無法預(yù)料的。但奧特曼只想說：直接排海里，是嫌哥斯拉們還不夠多嗎（奧特曼的老對(duì)手哥斯拉就是被核輻射變異的）……海洋是我們大家的，無論怎樣，我們都不應(yīng)該讓大海受到污染吶！

//摘自中科院物理所百家號(hào)，本刊有刪節(jié)/