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核能利用带来的核废料问题:如何处理令人头疼的辐射废料?

添加时间:2024-06-14

什么方法可以清洁核废料_清理核废水_核清洁有危害吗

虽然核能被誉为新时代的清洁能源之一,但你是否知道,全球每年因使用核能而产生20多万立方米的核废料,而且这个数字还在以每年7000吨的速度增加?

核污染问题突出,这些放射性废物该如何处理?#深度好文计划#

要回答这个问题,首先我们必须了解什么是核废料?

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核废料头痛

核能的利用有效优化了能源结构,但核能的利用也带来了很大的问题,其中首当其冲的就是核废料的处理。

人们在利用核能的过程中,加工、生产和生成核反应产生的物质,主要有铀238、钚239等,其中有些物质可以回收利用,如钚239,但剩余的物质如铀238等则不能再回收利用,它们被统称为核废料。

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由于它们都具有较强的放射性,如果处理不当,可能引起环境污染等一系列问题,严重时甚至会造成区域性生物毁灭。

因此核能利用虽然好,但如何解决其废料处理问题成为很多国家关注的一大问题,由于核废料的状态并不确定,可能是多种物质的混合物。

按物理性质可分为固体、液体、气体三种;按辐射强度可分为高辐射、中辐射、低辐射三种;无论何种辐射强度,对环境均有一定影响。

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目前科学界对核废料的特点总结如下:

第一,放射性。地球上很多东西都有一定的辐射,比如我们常用的手机等电子产品,它们都在不断地释放辐射。

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但与它们的放射性不同,核废料的放射性无法通过生物或一般的物理或化学方法消除,其放射性是由核废料中的放射性元素引起的,这种元素的放射性会随着时间的推移而衰减并逐渐降低。

比如我们熟悉的镭,就是一种特殊的放射性,它的半衰期可以达到一千年以上。

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第二,放射线的危害。虽然我们很多时候需要依靠X光等放射线的穿透力来帮助我们尽快的发现病灶,但是如果人们长期受到放射线的照射,就会对人体的组织和器官造成不可逆的损伤。

核废料释放出的各类辐射在穿过物质时会引起相应的电离和激发,对生物体造成一定的辐射损伤。

第三,热能的释放。由于核废料中含有大量的放射性元素,当它们向外界释放能量的时候,整个废料的温度就会不断上升。

这种温升不仅持续时间长,而且效果惊人,能使固体或液体熔化或沸腾,可能引发爆炸,对周围环境造成二次伤害。

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不过,核能作为清洁能源,如今已经出现在很多国家的发电体系中,甚至已经成为一些国家的发电主力。

研究显示,法国70%以上的电力由核电产生,核电在日本国家电力供应系统中也占据很大比重。

与发达国家相比,我国核能民用起步较晚,1994年,我国第一座大型核电站大亚湾核电站开工建设并于同年投入使用,并逐步走上商业运营之路。

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虽然与发达国家相比,我国利用核电起步较晚。

但由于核能的利用是目前公认的清洁能源,体现了一个国家的经济实力和工业技术发展水平,因此自1994年第一座大型核电站投入运行以来,我国就加强了这方面的研究和升级。

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目前,虽然我国核电使用和应用范围还落后于发达国家,但在技术方面我们处于领先地位。根据我国进出口记录,我们的第三代核电技术已经开始向海外输出,在其他国家运行稳定,获得了良好的口碑。

我们正在发展的第四代核电技术也取得了重大突破,相信很快就会投入商业运行,并出口到海外。

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随着核能逐渐取代我国此前火电等不环保的电力,我国也面临着核废料处理的问题,中国如何处理这个问题?

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如何处理核废料

解决核废料这一令人头痛的问题,有多种方法。但是,由于核废料不同于普通废物,因此需要在特定条件下进行妥善处理。

一般而言,妥善处置核废料需要同时满足两个主要条件。

首先是容器。由于核废料的主要危害来自于里面的放射性元素,只要有一个可以保存数千年或数万年的容器,

防止核废料泄漏,当放射性元素的半衰期结束时,里面的废料就失去了危害性,和一堆黄土没什么区别了。

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然而尽管如此简单,科学家们至今仍未找到可以保存千年之久的容器,有的容器可以承受高辐射,却难以承受放射性元素释放出的热量,从而引发爆炸。

到那时,爆炸释放的能量将对周围环境造成致命的影响。

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其次,核废料具有一定的体积和质量,不仅需要合适的容器,还需要一定的空间来储存。

但与容器一样,这个空间必须处于物理稳定的环境中,不受水、土壤和空气的侵蚀,能够抵御地震、洪水和火灾等自然灾害的影响。但由于人类利用核能才一百年,核废料的储存地点在花岗岩和岩盐中,科学家预测那里是相对稳定的环境,但一百年后会发生什么情况仍是未知数。

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不过目前人们处理核废料的主要方式依然是将其密封在容器中然后进行掩埋,但事实证明这些方法依然存在一定的风险。未来随着经济的发展,相信人类会有更加合适的方式去处理它。

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除了良好的治疗条件外,还需要一定的治疗方法,目前主要有以下几种治疗方法:

这种想法从人类进入太空开始就一直存在。早在上世纪 60 年代,当人类首次登陆月球时,人们就发现人类的垃圾,如衣物和排泄物,在月球上遗弃了几十年后,并没有发生任何变化。这让人们开始想到,如果用火箭将核废料发射到太空,或许是一种更合适的处理方式。

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但这种方法也有一定的风险,如何将它们发射到太空,并且保证成功是一个难题,同时其成本也是令各国感到为难的一大因素。

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钻得深。只要洞钻得足够深,核废料埋得足够深,其产生的辐射就很难到达地面,威胁人类的正常生活。

但这种方法也需要面对一个事实,即地层的变化可能会导致核废料泄漏,到时候造成的危害将变得难以控制。

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深埋在海底。和深钻的原理一样,因为海底有一层黏土层,可以有效吸收放射性元素释放的放射性能量。

但这种深埋方法具有一定的难度,墨西哥湾漏油事件也让很多国家对这种处理方法持谨慎态度。

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另外,也有很多人表示,由于地壳在变化,因此可以通过深埋的方式,将核废料埋藏在这一地区。当地壳移动的时候,这些核废料就会进入地壳深处,也就是地幔。我们通常把这种方法称为浅埋区埋藏,但目前国际条约并不承认这种行为。

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很多人表示,现阶段深埋的效果还无法保证,主要原因是核废料会向外界释放出强大的热能,也就是说即便容器能吸收其辐射,但还是会因温度过高而发生爆炸。

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所以如果把它们放在用钨制成的容器里,放在冰场上,这样既可以保证温度不会过高,而且放射性物质也会随着钨的移动而被保存在冰场中。

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此外,核废料还可以通过水力手段进行处理。目前核废料最令人担忧的就是地下水的渗漏问题。科学家设想,如果在核废料周围建造一个三维深沟水笼结构,利用水压差就可以防止地下水渗漏的问题。

该方法在国际上已有实践,但由于成本高,耗费大量的人力、物力,因此未能得到推广和普及。

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目前各国处理核废料的办法也是多种多样的,核能虽然好,但是其产生的核废料确实让各国很头疼。

虽然上述方法看似有效,但为了防止各国偷懒、草率处理核废料,埋葬仍是目前的主要方法。

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联合国也出台了一系列明确的规定,要求各国规范核废料排放,自觉承担各自的责任和义务。然而,很多国家对一再强调的规定视而不见,完全无视国际社会舆论,一意孤行。这样的行为必然会遭到国际社会的强烈反对,相关的管控和制裁也会更加严厉。

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作为负责任的国家,中国充分认识到核能在改变中国能源结构方面的重要意义,同时中国也积极与国际社会一道寻求解决核废料问题的途径。

相信未来在各国科学家的妥善处理下,这个问题一定能找到最好的解决办法。

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