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加拿大的核廢料處理辦法

時間:2012-04-11

來源:網絡轉載

導語:自從去年日本福島核電站發生泄漏事故后,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、加工和核反應堆運行過程中產生的放射性“垃圾”,也成為全球各國頭疼的大事。

  自從去年日本福島核電站發生泄漏事故后,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、加工和核反應堆運行過程中產生的放射性“垃圾”,也成為全球各國頭疼的大事。

  對于核廢料的處理,許多使用核電的國家多年來一直都采用的是陸地深埋法。然而,這種方法其實僅在一些幅員遼闊、人口密度低的國家才更具可行性,如加拿大、美國等國。對于像法國、日本這樣的面積相對較小、人口密集的核電國家來說,核廢料的存放絕對是傷腦筋的問題。

  事實上,即使是面積廣闊、人口稀少的加拿大也逐漸意識到,一味地采取深埋存放核廢料,并不是個可持續的方法。美國就曾在這上面吃過大虧。早在1988年,美國曾計劃建成專用于高放射性核廢料的處置庫,但是,由于技術難度過高,盡管投入了大量財力人力,該項目最終還是不了了之。這直接導致了美國40多個核電站產生的核廢料無處可放,所有儲存核廢料的水池全部爆滿,造成了巨大經濟損失和安全危機。

  其實,對于極具風險的核廢料處理方法,業內曾提出過多種構想。例如,運送到太空、深埋至南北極,或是拋入深海溝等,但是這些方法不是費用太高,就是技術上暫時無法實現,因此最后都成了紙上談兵。

  “比起費用和技術上的困難,更重要的是,這些方法都無法確保絕對的安全性,而這恰恰是核廢料處理的最基本要求。”加拿大喬克河國家實驗室(ChalkRiverLaboratories)的科學家杰里米·惠特洛克表示。作為加拿大原子能公司(AECL)核能研究“心臟”的喬克河實驗室,多年來一直都在致力于處置核廢料的研究。“我們正在朝著這個方向努力,而且建立了原始模型,目前進度不錯。”惠特洛克說。

  資料顯示,加拿大目前有5個核電站,其中3個在安大略省,1個在多倫多以東百公里范圍,另一個是位于多倫多西北方的布魯斯核電站。因此,加拿大產生的核廢料大多出自安大略省,如何處理這些核電站產生的核廢料,已經成為加拿大的重要課題之一。

  安大略省發電公司(OntarioPowerGeneration)一直致力于核廢料處理的研究工作,該公司已經擁有40年處理核廢料的經驗,對待這個問題也一直十分慎重。公司的一位發言人表示:“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生的廢料也不應被忽視,因此即使我們關閉了所有的核電站,核廢料也仍然會存在。”

  對于上述情況,加拿大提出了一個大膽的設想:既然填埋核廢料花費十分昂貴,并且存在安全隱患,那么為什么不能試著把核廢料轉變成一種“新”的燃料來加以利用呢?要知道,如果這個方法可行,那么將可以解決很多問題,包括減少放射性物質的長期儲存量;減少鈾資源的勘探開發力度,緩解對環境的影響;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原子能研究所成立了一個調查研究小組,主要研究應用核廢料的可行性。該小組研究發現,加拿大的坎杜(Candu)核反應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的裂變產生大量熱能的原理來產生蒸汽發電。坎杜反應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堆產生的核廢料作燃料,歸其原因不外乎濃縮核廢料內尚含約0.9%的鈾235,而天然鈾中鈾235的含量只有0.7%,因此完全可以實現再利用。

  事實上,與輕水反應堆相比,重水反應堆的中子密度更大,因此坎杜反應堆可以用來“再次反應”各種核廢料,甚至包括大量被拆下來的核彈頭。

  此外,喬克河實驗室還提出了另外一個較為昂貴的方法,即利用強酸溶解乏燃料,以此把易裂變物質從核廢料中分離出來,轉變成固體物質,然后通過加工把其變成可用燃料。但是,這一化學處理過程也存在缺陷,不僅十分骯臟,還會再產生有待處理的液體廢物。

  由此可見,加拿大目前對于核廢料的處理已經具備了一定的想法,不過具體實施起來效果如何,還有待時間的證明。

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