自從去年日本福島核電站發(fā)生泄漏事故后,核電的安全問題再次被擺到了全世界面前。不僅是核電站自身的安全保障,在核燃料生產(chǎn)、加工和核反應(yīng)堆運(yùn)行過程中產(chǎn)生的放射性“垃圾”,也成為全球各國(guó)頭疼的大事。
對(duì)于核廢料的處理,許多使用核電的國(guó)家多年來一直都采用的是陸地深埋法。然而,這種方法其實(shí)僅在一些幅員遼闊、人口密度低的國(guó)家才更具可行性,如加拿大、美國(guó)等國(guó)。對(duì)于像法國(guó)、日本這樣的面積相對(duì)較小、人口密集的核電國(guó)家來說,核廢料的存放絕對(duì)是傷腦筋的問題。
事實(shí)上,即使是面積廣闊、人口稀少的加拿大也逐漸意識(shí)到,一味地采取深埋存放核廢料,并不是個(gè)可持續(xù)的方法。美國(guó)就曾在這上面吃過大虧。早在1988年,美國(guó)曾計(jì)劃建成專用于高放射性核廢料的處置庫,但是,由于技術(shù)難度過高,盡管投入了大量財(cái)力人力,該項(xiàng)目最終還是不了了之。這直接導(dǎo)致了美國(guó)40多個(gè)核電站產(chǎn)生的核廢料無處可放,所有儲(chǔ)存核廢料的水池全部爆滿,造成了巨大經(jīng)濟(jì)損失和安全危機(jī)。
其實(shí),對(duì)于極具風(fēng)險(xiǎn)的核廢料處理方法,業(yè)內(nèi)曾提出過多種構(gòu)想。例如,運(yùn)送到太空、深埋至南北極,或是拋入深海溝等,但是這些方法不是費(fèi)用太高,就是技術(shù)上暫時(shí)無法實(shí)現(xiàn),因此最后都成了紙上談兵。
“比起費(fèi)用和技術(shù)上的困難,更重要的是,這些方法都無法確保絕對(duì)的安全性,而這恰恰是核廢料處理的最基本要求。”加拿大喬克河國(guó)家實(shí)驗(yàn)室(ChalkRiverLaboratories)的科學(xué)家杰里米·惠特洛克表示。作為加拿大原子能公司(AECL)核能研究“心臟”的喬克河實(shí)驗(yàn)室,多年來一直都在致力于處置核廢料的研究。“我們正在朝著這個(gè)方向努力,而且建立了原始模型,目前進(jìn)度不錯(cuò)。”惠特洛克說。
資料顯示,加拿大目前有5個(gè)核電站,其中3個(gè)在安大略省,1個(gè)在多倫多以東百公里范圍,另一個(gè)是位于多倫多西北方的布魯斯核電站。因此,加拿大產(chǎn)生的核廢料大多出自安大略省,如何處理這些核電站產(chǎn)生的核廢料,已經(jīng)成為加拿大的重要課題之一。
安大略省發(fā)電公司(OntarioPowerGeneration)一直致力于核廢料處理的研究工作,該公司已經(jīng)擁有40年處理核廢料的經(jīng)驗(yàn),對(duì)待這個(gè)問題也一直十分慎重。公司的一位發(fā)言人表示:“不光是加拿大,全球各地都有大量核廢料正等著被處理,核廢料的管理問題也是急需解決的。另外,雖然大部分核廢料都是核電站帶來的,但是核武器制造過程中產(chǎn)生的廢料也不應(yīng)被忽視,因此即使我們關(guān)閉了所有的核電站,核廢料也仍然會(huì)存在。”
對(duì)于上述情況,加拿大提出了一個(gè)大膽的設(shè)想:既然填埋核廢料花費(fèi)十分昂貴,并且存在安全隱患,那么為什么不能試著把核廢料轉(zhuǎn)變成一種“新”的燃料來加以利用呢?要知道,如果這個(gè)方法可行,那么將可以解決很多問題,包括減少放射性物質(zhì)的長(zhǎng)期儲(chǔ)存量;減少鈾資源的勘探開發(fā)力度,緩解對(duì)環(huán)境的影響;另外還能幫助全球減少化石燃料的使用,從而減少碳排放量。
早在1991年,加拿大政府就和韓國(guó)原子能研究所成立了一個(gè)調(diào)查研究小組,主要研究應(yīng)用核廢料的可行性。該小組研究發(fā)現(xiàn),加拿大的坎杜(Candu)核反應(yīng)堆基本可以滿足部分要求。
目前的核電站,不論是使用重水或輕水,都基于鈾235的裂變產(chǎn)生大量熱能的原理來產(chǎn)生蒸汽發(fā)電。坎杜反應(yīng)堆可直接使用天然鈾作為核燃料,不需昂貴的濃縮鈾235核燃料,而且還可以使用壓水型反應(yīng)堆產(chǎn)生的核廢料作燃料,歸其原因不外乎濃縮核廢料內(nèi)尚含約0.9%的鈾235,而天然鈾中鈾235的含量只有0.7%,因此完全可以實(shí)現(xiàn)再利用。
事實(shí)上,與輕水反應(yīng)堆相比,重水反應(yīng)堆的中子密度更大,因此坎杜反應(yīng)堆可以用來“再次反應(yīng)”各種核廢料,甚至包括大量被拆下來的核彈頭。
此外,喬克河實(shí)驗(yàn)室還提出了另外一個(gè)較為昂貴的方法,即利用強(qiáng)酸溶解乏燃料,以此把易裂變物質(zhì)從核廢料中分離出來,轉(zhuǎn)變成固體物質(zhì),然后通過加工把其變成可用燃料。但是,這一化學(xué)處理過程也存在缺陷,不僅十分骯臟,還會(huì)再產(chǎn)生有待處理的液體廢物。
由此可見,加拿大目前對(duì)于核廢料的處理已經(jīng)具備了一定的想法,不過具體實(shí)施起來效果如何,還有待時(shí)間的證明。