注明：本文转载财新网，文章发表在《中国改革》2022年第2期，由作者提供的word版本

作者按：最近乌克兰核电站成为被攻击目标，引发全球担忧。日本资深核电专家小仓志郎早就撰文《在核电厂林立的国土上无法打自卫战争》，指出“拥有核电，等于自己装了核弹，而按钮却在敌人手里”。中国大陆目前已有60多座核电站，数量高居世界第二，亟需从这次俄乌战事引以为鉴。

“我国要实现碳中和，非大干核电不可，核电站数量还应再增加10倍”等观点最近一年来频频见诸媒体。鉴于国内关于核电优势的各种宣传，和当前国际社会经过几十年实践后对核电的认知，反差甚大，也不符我国国情和资源家底，因此特别写作此文，澄清几个似是而非的关键问题。只有科学认知，方能科学决策。

王亦楠

简历：王亦楠，1971年生，1996年于清华大学取得工程硕士学位，2001年于北京大学取得哲学博士学位，现为国务院发展研究中心研究员。自2002年开始从事中国能源环境可持续发展战略和政策研究，相关建议多次得到决策层的高度重视，产生积极反响。最近十年关注重点：核安全、水安全、低碳能源转型与碳中和。

事实证明，可再生能源是实现气候目标最安全、最清洁、最经济、最快捷的选择。世界核电产业正迎来不可逆转的大型电站关闭退役潮。

当前国际上呈现出明显的减核、弃核趋势（小标题）

应对气候变化、实现低碳能源转型，是当前世界各国共同面对的核心议题，包括中国在内的很多国家都提出了碳中和时间表。其中一个趋势值得注意，上世纪六七十年代曾大力发展、对发达经济体实现碳达峰也发挥了重要作用的核电，如今却在很多国家和地区的“碳中和路线图”中成了被抛弃的选项。

1、国际能源署2021年强调“水电是全球能源转型的基石”,呼吁各国要加速水电开发部署

2021年6月30日,国际能源署（IEA）首次发布《水力发电市场报告》，特别强调：“水电是全球能源转型的基石、低碳发电的支柱。水电是最经常被人们忽视的清洁电力巨头。如果全球各国想如期实现气候目标，各国政府应尽快解决水电发展的绊脚石，将水电纳入到能源和气候议程之中。”

IEA报告指出：2020年水电占全球电力总量的1/6、低碳电力的1/2。水电既可产生大量低碳电能，又具有无可比拟的灵活性和储能优势，能有效抵消风电太阳能随机波动的不良影响，对电力系统灵活性、安全性做出了重大贡献。2030年以前，全球水电增速应在目前预测基础上翻倍，达到40%以上。目前，全球有经济开发潜力的水电资源还有1/2尚未开发，主要集中在中国、印度、土耳其、埃塞俄比亚等国家，水电的多重社会效益对发展中国家的经济发展尤为重要。对于发达经济体而言，由于水能资源早在上世纪六七十年代就已基本开发完毕，其水电站平均运行年龄已超过45-50年，设施老化、年久失修是未来水电装机增长的一大挑战，未来十年发达国家将花费1270亿美元用于老旧电站的翻新改造（而不是关闭退出），使其灵活性最大化。

特别值得注意的是IEA对于水电和核电的不同态度。世界核电产业的年发电量、占全球电力比重及在运、在建核电站的数量，分别于2006年、1996年、2002年、1979年达到历史峰值后，就一路下降，福岛核事故更加速了整个产业的衰落。目前，发达经济体的核电站平均年龄已超过36岁（设计寿命一般是40年），即将迎来退役潮。按IEA统计，全球核电装机到2025年将减少25%、2040年减少2/3。尽管这会明显损失减排能力， IEA却并未呼吁“各国政府应尽快解决核电发展的绊脚石、加快新核电站开发部署”。

被誉为核能领域最权威最全面、每年都更新的《世界核能产业现况报告》（WNISR），近年来不断指出“国际核能行业面临严峻挑战，核能发展太慢太贵，难以解决气候问题。”西屋公司、阿海珐集团等欧美核电巨头已先后宣告破产。2018年，可再生能源占欧洲所有新增发电装机的95%。2020年，欧盟可再生能源的发电量已超过化石燃料而成为最主要的电力来源，且非水可再生能源的发电量也首次超过了核电。2021年，全球可再生能源的总投资是核电的17倍之多。基于对核能行业60多年的历史经验和关键指标的走势分析，WNISR报告首席作者、国际核能政策独立分析师Mycle 直言不讳地指出，“核能将会消亡，这只是时间问题。”美国普林斯顿大学核子未来实验室M.V.教授也在媒体上公开表示：“仍有些人相信核能会在相当短时间内神奇地大规模扩展，但目前所有的证明都指出，这是一个错误的期待。如果我们想要严肃处理气候变化问题，最好的方式之一就是放弃核能。”

2、很多发达国家和发展中国家已将“减核、弃核”付诸政策和现实行动

2011年，福岛核泄漏再次震动了全世界。连科技强国日本都难以避免重大核事故，让德国内部争论了几十年的挺核派与反核派迅即达成了共识，原来一直支持核能且已经决定将核电站延寿的时任总理默克尔，在福岛核事故后率先宣布弃核，意大利、比利时、瑞士、西班牙紧随其后，丹麦、爱尔兰、葡萄牙和奥地利决定继续保持无核电状态。

核电占比最高的法国，则是采取逐步缩减核能的政策。2015年，法国出台《能源过渡法案》，计划“到2025年将核电比重从75%降到50%，到2030年将可再生能源占能源总量的比重提高到32%。”2019年，法国正式放弃了已投入大量人力物力财力的第四代核反应堆研究，环境部长 Borne表示：“从长远战略看，法国可能会考虑弃用核电、100%使用可再生能源发电。”虽然马克龙总统2022年2月10日在演讲中表示“要重启核电建设计划”，但同时强调“必须大规模发展可再生能源，因为这是满足我们电力需要的唯一办法。必须老老实实承认，我们已经落后。”

1979年三里岛核事故让美国的“核电大跃进”紧急刹车，100多座核电机组订单被取消，随后长达30多年时间里，美国本土再未建设一座核电站。虽然2012年批准新建四座核电机组，但其中两座在2017年建到半截儿时就因技术和经济风险太大而终止，余下两座工期一再延长，至今未完工。与此同时，美国在运核电机组提前关闭的进程在加快。

2017年韩国全面取消了新建核电站的计划，2019年越南取消了东南亚地区的首座核电站项目，印度、巴西暂缓核电建设，原本想发展核能的非洲也转向了用可再生能源代替煤炭。弃核的国家越来越多，其中既包括发达国家，也有发展中国家。

需要强调的是，决定减核、弃核的国家并非因为该国其他能源资源富足、不必依赖核电，也不是电力需求已基本饱和、供电压力小，更不是其核电技术不够先进和安全。比如：德国核能研究起步很早，与法国并称为欧洲两大核电巨头，2000年世界十大最安全核电厂的权威评选结果中，德国就独占六个，其核电技术的先进性、安全性举世公认。值得注意的是，德国、美国都是长达30多年时间不建核电站，但其高端制造和科技创新能力从未衰退，可见发展核电并非是“培育高科技战略产业”所必需。越南煤炭、天然气资源不足，近年来经济快速发展，导致电力需求激增，虽然发电量年均增长13%，但仍供不应求，且缺口还在迅速扩大。尽管发展核电能轻而易举地填补电力缺口，但2019年底越南政府却毅然取消了和日俄两国合作、已斥资准备了十多年的核电项目，并宣布不再进行任何核电项目建设、通过其他途径解决缺电问题。

另外，在很多减核弃核国家的电力结构中，核电并非可有可无，反而有着较高比重。比如，比利时是55.2%、瑞士是33.5%、韩国是32%、德国是30%、西班牙是22%、美国20%。虽然核电对这些国家的减排贡献举足轻重，还能显著降低对进口化石燃料的依赖，但即使是在欧洲几次遭遇电力危机、天然气价格暴涨的情况下，德国、比利时等国关闭核电站的行动也未受影响。

虽然目前捷克、匈牙利、波兰、罗马尼亚等十个欧盟国家仍有意发展核电，欧盟委员会2022年2月2日也公布了“将天然气和核能归为可持续能源”的提案，然而，这并未解决欧盟内部对于核电的严重分歧，核电支持方也承认“核废料处理和环境污染问题尚未澄清”。面对诸多质疑，欧盟委员会表示“核电项目必须证明具有较高的环境和安全标准才能获批，使用国必须有明确计划和资金来处理核废料”，并强调“将天然气和核能列入绿色投资只是暂时的，其持续时间取决于可再生能源在欧盟各地的部署速度。”这一提案能否最终落地并逆转核电投资疲软的局面，尚不明晰，因为欧美在建核电站目前都处于成本和工期严重超支的困境中，技术风险、监管风险和经济风险高已是不争的事实。

核电被抛弃的四个原因（小标题）

在缺电、减排、降低能源对外依存度等多重压力下，很多国家依然减核弃核，甚至不惜打破已经碳达峰的局面，并非是过于激进、自废武功，而是经过五六十年的实践，已深切体会到，核电具有令人头疼、难以解决的四个瓶颈。

1、不清洁：核污染是最棘手且尚无办法解决的污染源

目前，全世界所有的核电站都是通过核裂变能转化为电能，这一过程必然产生大量放射性核素，并有大规模向环境释放的风险且后果非常严重：长寿命、高放射性且毒性大的核素没有任何物理化学方法能消除，只能等其衰变至无害水平，而这一过程的时间尺度可长达几万到几十万年。放射性外泄事故的发生，并不仅限于核电站反应堆，还包括乏燃料中间贮存、乏燃料后处理、反应堆退役和高放射性废物最终处置等高风险环节。所以，尽管核电厂产生的废物量比同等发电规模的化石燃料电厂要少得多，却最受全球关注。如果说切尔诺贝利和福岛那样的重大核事故只是偶发风险的话，那么，核废料处理、核电站退役则是所有核电站都必然存在的、无法摆脱的危险重负。

全世界迄今已积累了几十万吨高放射性核废料，没有一个国家找到了核废料安全处置方法，核泄漏事故更是时有发生。比如，美国汉福特核废料场的1/3存储仓已出现泄漏，2017年内部塌方险酿大祸。德国虽已决定弃核，但2.8万立方米的致命核废料该如何处置，仍是烫手山芋。如何找到合适场址掩埋核废料、如何运送和包装核废料、如何告知未来的人类在几十万年内都不要打开这些致命的存储容器，一直是无解的世界性难题。

核电站退役耗时漫长、耗资巨大，目前还没有成熟技术。过去40年间，全球关闭了189座反应堆，只有19座完成退役，且大多是小型展示堆或实验堆，还没有运行够40年的大型商业核电站完成退役的经验，而且已发现退役的技术难度、所需时间和资金都远远超过了预期（因为不知道该如何退役，一些已到寿期的核电站不得不通过延寿办法来继续运行）。早在2012年《联合国环境署年鉴》就指出“数量不断增长的反应堆退役，正成为令全世界担忧的问题”。更令人担忧的是，未来20年全球在运的400多座核电站，大部分都要退役。

所以，国际资深核电专家指出，核电的本质是“请神容易送神难，人类使用核电等于透支未来”。福岛核事故后，欧美科学界不断提醒那些想积极建设核电站的国家，“不要忽视核电站退役和核废料处理等遗患无穷的重大问题，发展核电的前提是想好这些问题该怎么处理，否则它们终将成为挥之不去的梦魇。”

2、不安全：目前所有核电技术都无法确保不发生核事故

当前核电无论二代、三代还是四代（尚处研究阶段，因难点颇多、前景渺茫，欧美多国已经放弃），无论压水堆、沸水堆还是高温气冷堆，原理都是核裂变能发电，都无法确保不发生核事故，因为“大规模放射性外泄的风险”是核裂变能不以人的意志为转移的自然属性。

多年来，核电技术不断改进，但并无革命性突破。所谓“三代核电比二代核电的事故概率降低100倍”，国际学界早就指出是靠不住的主观先验结论。三代核电是否真的更安全可靠，尚需实践考验。核事故后果不可逆，核电行业无法通过“破坏性试验”来检验技术创新的有效性，所以，技术先进并不代表更安全更可靠。就像切尔诺贝利和福岛，其重大缺陷都是核事故之后才暴露，事前也都是技术先进、安全可靠的代表。

特别值得注意的是，国际核电专家在总结福岛教训、反思整个行业时，深刻指出“核电还有太多事无法控制，安全无虞的核电站是不可能建造出来的，核电站是国防安全的软肋”。因为核电站从施工建设、运行维护到关闭退役的每个环节，都有着不同于其他行业的独有安全隐患，其中四大问题很容易被忽视：

一是图纸上“绝对安全”的核电站设计方案，无法在施工和运行中完全实现。所谓“核电站有多重保护系统，若发生什么事故就会自动停止、绝对安全”，只是设计阶段的美好构想，是以工人技术顶尖、设备无丝毫差错为前提。然而，施工建厂才是大问题，设计上意料不到的很多事情都会在施工现场发生，从而导致安全隐患层出不穷。福岛核事故再次证明，即使核电站有多重保护系统，仍可能全部系统同时损坏而无法发挥功能。

二是无法做特别抗震设计的配管网络，是核电站最岌岌可危的工程环节。核电站内部配管错综复杂、总长度达数十公里，只要有一条破损，就可能导致重大核事故。而这些配管却处于随时可能坠落的状态，因为电站运转使之不停震动，固定支架会逐渐松脱。人们总强调“核电站建在坚固岩石上、抗震等级多么高”，殊不知地震来时最容易出问题的并非安全壳和反应堆，而是各种配管，因为无法专门针对配管做抗震设计。

三是乏燃料池是被忽略和淡化的更危险之地，相当于毫无遮掩的原子炉。福岛核电站4号机组的乏燃料池爆炸震动了世界，因为所有核电站从设计上就没有考虑乏燃料池也会发生核反应，也没有足够安全措施，一旦发生意外工况，完全束手无策。因人类还无法解决核废料永久处置问题，目前乏燃料基本都暂存在核电站内，存放密度越高就越容易出事。然而，核电企业通常只关注反应堆的安全，几乎不提核岛厂房里还有如此危险的乏燃料池。

四是核电站运行老化后必然面临更多难以控制的问题，原子炉寿命无法诊断。虽然核电站设计寿命为40年，但长期辐照会让金属零部件严重老化劣化、原子炉钢体内部结晶脆弱化，以致会毫无前兆地像玻璃般突然破碎损毁。目前诊断原子炉的寿命还非常困难，里面到底在发生什么，只能通过计测仪器来推断。但是，运转中的很多问题（如水泵震动异常、配管发出摩擦杂音等等）是仪器测不出来的，何况机器也会老旧。

3、不经济：通过核电脱碳是成本昂贵且效果缓慢的选择

上世纪六七十年代的欧美国家核电大发展，背景是当时水能资源已充分开发完毕、风电太阳能还太昂贵。如今的风电太阳能早已今非昔比。即使不考虑核废料处理和核电站退役这两大技术难题未解、也不知费用天花板在哪儿的巨大经济负担，并假设运行期间也不会发生核事故，核电的经济性也已无法与其他能源竞争。

一是目前核电成本已是风电太阳能的3到4倍，且差距将继续扩大。核电的安全性和经济性无法兼得。随着安全标准不断提高，欧美国家的核电成本急剧上升，以致一些电站的证照还未到期就因入不敷出而提前关闭。2016年底原子能科学家公报的数据显示：在美国，关闭一个不具竞争力的核电站，并将省下来的营运成本用于能效改进，结果是每少生产1度核电，就可节省2-3度电，减碳量是关闭一座煤电厂的1-2倍。不论有没有碳定价，核电都已大大失去了经济优势。核电发展障碍常被归咎于切尔诺贝利和福岛核灾难后的公众反对，其实，成本越来越贵才是核电自20世纪80年代以来订单急剧减少的更重要原因。

二是新建核电站的工期平均时间长达15年左右，减碳速度太慢。欧美国家在建核电站的糟糕记录表明，要真正符合安全标准，核电建设的成本和进度都很难控制（比如，法国的EPR核电站造价已从34亿欧元升至190亿欧元，工程已拖期11年之久），不仅投资风险巨大，且无法满足减碳的迫切需求。2019年美国TFIE战略公司首席战略官 发文指出：美国若用核电来替代来所有煤炭天然气电厂，需30年时间；若用风电太阳能来替代，则15年内就能全部更换；比较30年内的减排效益，风电太阳能的减排量是核电的3倍。

上述分析还是在没有重大核事故发生的理想情况下。实际上，国际社会已经认识到，无论如何看待核电的利弊，都必须在能源决策过程中充分考虑灾难性事故发生的可能性。2021年3月9日《自然》杂志刊文《核电并不是碳中和的选择》，指出“任何投资核电的国家都必须准备拨出在发生核灾难时可以释放的巨额资金，无论这个灾难是源于人为错误还是自然灾害”。据日本经济研究中心估计，福岛核事故的去污成本高达4700亿-6600亿美元（还不算50多个反应堆和其他核设施退役处置所需的大量费用），超过了日本所有核电站自投运以来的收入总和，换言之，一场核泄漏就让整个日本核电产业成了负资产行业。文章最后强调，“发展核电是负担不起的，如果世界要实现零碳排放，重点必须放在可再生能源上。”

4、不可靠：现实中核电站的正常运行时间总比预期要短

核电经常被支持者宣传为“能一年四季全天候发电，是目前唯一可大规模代替煤炭、提供稳定可靠电力的能源。”然而，欧美国家的多年核电实践证明，现实并非这么乐观。

《2018年世界核能产业现况报告》指出：反应堆通常无法一直平稳运行到设计寿命的重点，其正常运行时间总比预期要短。很多案例表明，一座核电站的维修工作一旦开始，人们就会发现还有更多预料之外的问题需要维修，停机时间常常会从预计的两三个月，延长到六个月、九个月甚至一年。比如，2018年法国58座反应堆平均有三个月的停机状态，而比利时7座反应堆的平均停机时间则高达半年。Mycle 指出：“难以置信，这样的能源能有多可靠？反而是可再生能源更可靠。人们通常认为可再生能源无法持续供应，但实际上太阳每天都会升起，只是阳光强弱而已，现在要预测这种变化也很容易。”

国际上很多基于实证的研究显示：在欧美和中国，大规模或全部使用可再生电力是可以维持其可靠性的；2014年四个水力资源并不丰富的欧盟国家，在未增加任何储能设施或降低用电需求的情况下，已做到高达50%的电力来自可再生能源，打破了“只有核电才能大规模替代火电”的假说。实际上，因核电不具备调节能力，其在电力系统中占比越大，电网调峰调频、削峰填谷的压力也越大，并不利于风电太阳能大规模发展。

近十年来，德国能源观察集团（EWG）、芬兰拉彭兰塔理工大学（LUT）、美国斯坦福大学等国际权威研究机构都在开展“2050年实现100%可再生能源”的可行性研究，基于全球100多个国家（温室气体总排放量占全球99%以上）的能源应用和资源禀赋状况，全面模拟电力、热力、运输、海水淡化到2050年的能源需求情况，研究结果均显示：“与目前基于化石和核能的能源系统相比，实现100%可再生能源，不仅技术可行，且更具经济竞争力，2050年的世界完全可以摒弃化石燃料和核能，将能源系统的温室气体排放降为零。”

结语和启示（小标题）

“大规模放射性外泄的风险”是核裂变能不以人的意志为转移的自然属性。福岛核事故后，为避免强放射性物质对生态环境和公众健康的直接伤害与长期潜在威胁，以G7为代表的发达国家确立了“2050电力100%可再生能源化”的能源转型路线图，并在过去十年取得了显著成效，事实证明，可再生能源是实现气候目标最安全、最清洁、最经济、最快捷的选择。世界核电产业正迎来不可逆转的大型电站关闭退役潮,发展方向正转向以军事领域、海洋舰船、深空探测等特殊应用为主的小微型反应堆研发。

当前，我国正在研究设计“碳中和路线图”。作为世界上最大的发展中国家，能源需求总量大、化石能源比重高，要用短短30年时间实现从碳达峰到碳中和，是前所未有的挑战。

我国目前已有核电站60多座，数量位居世界第二，然而，我国却是贫铀国。虽然目前核电在我国电力结构中占比仅为5%，但天然铀资源的对外依存度已高达90%以上，受制于人的程度远超过油气资源。同时，我国是世界上可再生能源资源最富集的国家，正如《第三次工业革命》的作者杰里米·里夫金所言，“中国在可再生能源方面的地位，正如沙特在石油产业中的地位一样。”但是，目前我国水能资源只开发了1/2，风电太阳能更是潜力巨大。

在这样的资源家底和时代背景下，我国的能源低碳转型是转向大力发展核电还是可再生能源，不仅决定着我们能否把“能源饭碗牢牢端在自己手里”，还决定着经济社会能否可持续高质量发展。2060年实现“碳中和”并不是奋斗终点，我们还要考虑2060年之后，给子孙后代留下的是什么。对每一个国家来说，如果不明确核废料存储数十万年、核电站退役数十年所必需的经费保障、安全管理责任，那么，当代建设的核电站数量越多，给子孙后代留下的安全风险和经济负担就越大。

习近平总书记强调：“我们必须从国家发展和安全的战略高度，审时度势，借势而为，找到顺应能源大势之道。”察势者智，驭事者赢。只有准确识变、科学应变，方能赢得主动、赢得未来。

[本文为马克思主义理论研究和建设工程项目“高质量发展研究”（项目号）的阶段性成果。]

END

日本的核废料池 中低放废物的处理

在核燃料循环中的每一步都可以产生放射性废物。在前段，例如铀的冶炼和浓缩，在废物中放射性元素只包含矿石中已经有的放射性核素种类。这些元素主要是铀和它的衰变产物；在反应堆运行中，燃料中的核反应（主要是裂变反应）能够产生很多种不同放射性物质，以及中子活化堆芯中的各种结构材料。产生的放射性物质有以下几种去路：（1）在核电厂里衰变；（2）释放到环境中；（3）作为放射性废物来储存和处理；（4）核燃料循环再处理。

高中低放射性废物仅仅是用来广泛划分放射性废物的专业术语。超过95%的放射性都包含在乏燃料中或者在高放废物中（如果进行后处理），剩余的放射性将会在日常反应堆运行、储存厂和再处理厂的日常活动中产生。与高放废物不同的是中低放废物产生的衰变热很少，因此在储存期间不需要冷却。低放废物的处理甚至不需要特别的保护，然而处理中放废物还是要采取一定的保护措施，而且其中可能含有相当数量的长寿命放射性核素。

这只是一个简化的描述，关于核素的细节当然会比较复杂像堆型、核电厂运行模式、乏燃料的处理、废物处理都会对放射性的产生、数量和类型有影响。

本文不对这些问题进行深入讨论，仅限于处理含放射性核素的中中放废物的。

矿山尾矿

铀矿开采的尾矿产生的放射性物质体积在整个核燃料循环中是最多的（体积是其他放射性废物的50-100倍）。这些废物通常是稳定的，基本没有处理。而这些废物包含有长寿命放射性核素，因此必须采取某些措施来减少它们对人类和环境的长期危害。

反应堆产生的废物

在反应堆运行期间，中低放废物是以液体和固体的形式存在。液体废物是反应堆系统和核电站其他系统产生的污水。把这些污水纯化或浓缩，然后和水泥或者沥青混合以做成稳定形式的废物。

固体废物是任何潜在的放射性材料（反应器中的系统或者设备），如过滤器，阀门，管道，垃圾等。大多数固体废物是在维护和修理工作中产生，被压缩，焚烧或简单地装在桶。封装在混凝土中可以做成稳定的废料包。

再处理产生的废物

在后处理中，乏燃料中铀和钚被溶解分离回收。主要的废物是能产生大量热的高放废物（乏燃料中的大量裂变产物）。某些再处理废物包含了大量的长寿命放射性核素，即所谓的超铀元素，这些核素同样需要同自然环境隔离起来，就像高放废物和乏燃料一样。

再处理厂也会产生中低放废物，处理方法与反应堆废物的处理是一样的。

退役废物

核设施的退役也会产生放射性废物。核设施除了在运行过程中会产生与工厂运行类似的废物外，其他类型的废物也会产生，特别是反应堆中某些内部结构材料和其周围的结构材料，都会有感生放射性。

其他类型的中低放废物

科研单位，放射性核素的工业用途和医疗用途也会产生中低放废物。在没有核电的国家，这构成放射性废物的大部分，而有核电的国家，这种废物只占5-30％的放射性废物总量的5-30％。

由于核电规模的继续扩大，可以预计放射性废物的数量将不但增加。

与全社会处理的总的有毒物质相比，放射性废物的量还是很小的。

中低放废物一般是压缩后装在钢桶里，一般就在产生地点的附近。然而，某些类型的废物需要运输到集中处理厂房，例如在某些国家，低级别的可燃垃圾就在中央站点焚化。了解废物的化学和物理性质是对它们的管理是必不可少的。在废物的分类中，废物放射性活度和主要核素的含量及半衰期是两个基本的考虑因素，这对废物的进一步处理、储存、运输和处置都至关重要。

在处理、储存和运输废物的过程中，要采取特别的屏蔽措施来保证安全，并达到国际标准。

把废物倾倒在海里，这很大程度上依靠核素稀释和分散到环境中，但这是现在禁止的，所有关于中低放废物的处理方法都是封存，直到放射性衰变到辐射水平满足安全标准为止。为此设计出了多重屏蔽防护系统，大多数国家都已经制定或者补充了这方面的政策法规。

封存期的长短取决于有毒放射性废物的比例，特别是核素的半衰期；长寿命核素的含量将决定长期封存的方式。

浅埋的废物通常认为是短寿命、低辐射水平的。在核设施关闭后，要安装一些现场监控措施以防止人为的入侵。然而，必须清楚的知道监控机构的长期维持（例如任何形式的监督由责任监管部门的监督下进行）都不能依靠超越有限的时间，通常认为300年在这方面已经是一个足够大的尺度了。

相反，深埋的放射性核素被认为是一个完全被动的系统，通常被认为是长寿命废物。在这种情况下，没有必要考虑长久精确的监控系统来保证长期的完整性，因为自然事件和人为的破坏的概率是很低的。这个道理很简单，但是，不排除对短寿命废物进行地质深埋的可能性。

实际中，处理中低放废物主要遵循的：（1）地面处理，对于有大规模核电的国家特别有效。法国、美国和英国都已经建立了处理短寿命核素的工厂；（2）地质埋藏，具有在处理前可以避免分离长寿命和短寿命核素的优点，特别是浅地表埋藏。废弃的矿井或者专门挖的深穴都可以拿来处理废物，做的比较好的有芬兰、德国、瑞士等。

在所有国家放射性废物处置库的选址，建造，运行和关闭受严格的授权和控制程序，当然对其他放射性废物产生源头（核设施，科研单位，放射性同位素的生产和应用设施）和在放射性物质整个装卸，运输和储存的过程中的都有严格监管。这些监管程序能够确保废物的产生在可靠控制之下。

处置废物的处置库，废物验收标准必须达到。这些标准可能涉：（1）限制放射性核素的浓度；（2）限制放射性核素的总活度；（3）对废物体和废物包，某些性能标准也要达到标准，例如，机械，物理和化学稳定性。这些标准很大程度上基于国际和国家放射卫生防护标准，但实际的量化标准也将取决于每一种处置场实际情况下的类型。

一个处置点的详细特征是在进行最后的选址和建设处置库之前进行确定。例如，测量和确定地质特征，地下水流动和地球化学条件的模型。在很多情况下，详细的特征还包括额外包括工程屏障，例如厚的混凝土拱顶和回填的密实的土。这将加强对废弃物的保护，防止地下水过度或过早侵入，并会尽量减少或者延迟废物核素向环境的迁移。

中低放废物的长期安全性可以通过系统的设计屏障逐渐失效的预测模型来评估。一个完整的安全评估还包括潜在的地质环境变化对预选地点的破坏，例如，在预选点地质可能发生断裂或冰川，以及人类侵扰的动作。在发放许可证中，监管部门会进行评估安全分析的结果和他们固有的不确定性。

在施工过程中，处置库的操作和关闭，将严格按要求操作，以确保是按照计划执行。

核废料及其管理

2014年11月8日乏燃料后处理

按照放射性强度，核废料可以分为高放、中放和地方废物。高放废物主要来自核反应堆中使用三年左右的乏燃料；低放废物是由运行电厂所使用的工具和工作服等轻污度染物组成的，低放废物在放射性废物中占有较大比重。用过的过滤器，反应堆内的钢制部件以及后处理中产生的废水等都属于中放废物。

表1 各种核废料所占比例核废物类型按体积按放射性含量

高放废物

3%

95%

中放废物

7%

4%

低放废物

90%

1%

在核电产生的废物中，高放废物只占总体积的3%，但它们含有95%来自核能所产生的放射活性。低放废物占放射性废物总体积的90%，但仅含1%的放射活性。

乏燃料的管理

乏燃料会继续发生衰变反应，放出热量，且伴随有放射性。只要将其冷却，并将使用致密材料如混凝土、钢材或几米的水进行防护，以屏蔽辐射，可达到安全处理与贮存的要求。

水可以提供便捷地冷却和屏蔽保护，因此，一个标准的反应堆会将其燃料在水下拆除并转移至贮存池中。经过五年左右的时间就可以转移到干燥通风的混凝土容器中，否则，就必须在贮存池中安全地长期存放，通常达到50年。

乏燃料贮存池

目前，大部分乏燃料处理是“一次通过式”，不回收再利用，但从乏燃料中回收铀（可称为铀的再处理，或RepU）和钚（Pu），可以避免资源浪费。在核废料中，有约96%的铀，1%是钚，其余3%为高放废物。回收的铀和钚会循环进入新的燃料中得以利用。钚和铀分别以自身的氧化物形式混合被称为混合氧化物燃料（MOX）。

高放废物（无论是经过50年冷却的核废料，还是经过铀钚分离后的3%的高放废物）将会被放置于深埋地下的地质储存库中。

中放和低放废物

处理中低放废物所建立的储存库更接近于地表，低放废物处置场所都是特质的，但与普通城市的垃圾厂并无太大区别。

核电并非唯一产生放射性废物的行业。仅仅举几个其他产业的例子，如医药、粒子和空间研究、石油、天然气和采矿等。这些行业所产生的放射性废物并非产生于反应堆内，而是天然放射性材料自然集中形成的。

在过去50年中，民用核电站产生的核废料从未造成任何影响伤害或造成环境危害。它们的管理及最终处置都十分简单。

位于芬兰TVO’s 的低中放废物贮存车间

所有放射性废物与其他更大数量级的有毒产业废物相比，区分的显著特征是它的放射性在不断地衰变和减少，例如，从反应堆中卸载的核废料经历40年的时间它的剩余放射性仅为初始的1‰，是极易处理处置的。

处理处置

对放射性废物进行高中低放分类，有助于确定如何处理以及最终如何处置。高放废物需要屏蔽以及冷却，低放废物可以较为简单的在无屏蔽下进行处理。

为了降低环境的放射性水平，所有的放射性废物设施都设计有多重防护，以确保工作人员安全。低放、中放废物的掩埋较为接近地表，低放废物的处置与普通城市垃圾填埋场并无太大区别，高放废物可以保持高放射性数千年，它们需要深埋在地质结构稳定的地下设施建筑中。建造高放废物处理设施是可行的，目前一些国家正在设计流程并开始建造。

核废物处理：概论

2014年11月8日乏燃料后处理

核能的特点是很少量的燃料可以释放巨大的能量。废料的量相对来说是很小的。然而，大多数核废料是放射性的，所以必须要很谨慎的管理核废物。

由于放射性核废料本质上是由核反应堆产生的，所以使用核燃料发电国家处理它们是不容推卸的责任，这点是得到全世界公认的。为了保护人类和环境的安全，放射性废物通常会根据不同组成成分会采取不同的管理措施。根据废物放射性的种类和大小，通常会将放射废物分为高放、中放、低放废物。在处理废物中另外一个影响因素是废物保持危险性的时间，这很大程度上取决于废物当中放射性核素半衰期的大小。不同物质的半衰期不同（范围从零点几秒到几十亿年），随着这些核素衰变至稳定同位素，放射性在逐渐减弱。

同位素的衰变率与它的半衰期成反比，因此，对于每一种辐射来说，辐射强度越高，同样多的材料中，它的半衰期就越短。应用于放射性废物管理的三个一般原则如下：

前两个原则也适用于非放射性废物的管理。废物一般会被集中或者孤立起来，或者稀释到可以接受的程度然后排放到环境之中。第三条原则是放射性废物处理独有的，它是指废物被储存起来，然后通过其中的放射性核素的天然衰变减少其放射性。

低放的废物来自于医院、实验室和工厂，也有一部分来自于核燃料循环链。它由纸、抹布、工具、衣服、过滤器等组成，含有少量的短寿命的放射性。处理这种废物并不是很危险，但是要比平常的垃圾处理的更加小心一些。通常它被浅埋在垃圾处理厂。为了减少体积，通常在处理之前将其压缩或者焚烧置于密闭容器之中。低放废物站废物总体积的90%，但是其放射性只占废物总放射性的1%。

中放废物含有大量的放射性并且可能需要特殊的保护。它通常包括树脂、化学污泥和反应堆组件,以及从反应堆退役中受污染的材料。中放废物体积占所有放射性废物体积的7%，它的放射性占废物总放射性的4%。它需要混凝土或者沥青固化处理。通常短寿命的放射性废物（主要来自于反应堆）被掩埋，但是长寿命的废物（来自核燃料循环后处理）通常都是深埋于地下。

高放废料主要是使用后的核燃料本身。虽然只占放射性废物体积总量的3%，高放废物的放射性占总放射性的95%。它包括一些高放的裂变产物和一些长寿命的重核元素。它一般会产生大量的热并且往往需要冷却，并且在处理和运输过程中需要特殊的屏蔽。如果使用后的核废料再被加工，分离后的废料通过压缩成硼硅酸盐陶瓷化并且密封于不锈钢的容器之中，并且最终深埋于地下。另一方面，如果反应堆燃料不再处理，那么所有的高放射性同位素都会留在它里面，所以整个燃料组件都会被视为高放的废料。使用过的核燃料的体积大概是在再处理中分离玻璃化的高放废料的九倍。使用过的核燃料在视为核废料处理的时候必须密封起来。

高放废料和使用后的核燃料都是具有高放射性的，人们在处理它们的时候必须与它们的辐射隔绝开来。这种核废料是在特殊的容器中运输的，这种容器会隔绝辐射并且不会在事故中破损。

不管使用过的核燃料是否经过再处理，高放废料的体积是适度的，对于一个典型的大的反应堆来说，大约每年3立方米的玻璃花废料，或者25-30吨的使用过的核燃料。相对较少的量使得它在处理之中可以相对独立的进行。

高放的核废料处理通常为了降低它的放射性会延迟40-50年后进行处理，经过这样一个延迟之后，它的放射性变为原来的千分之一左右，这样就更加容易处理了。所以被陶瓷化的废料容器，或者已经使用过的燃料组件，在这段时间里会先储存在特殊池子中的水中，或者干燥的混凝土结构或者桶中，陶瓷化废料和没有再处理的使用完之后的燃料组件最终处理要求它们与环境隔绝相当长的时间。最常用的方法就是将其掩埋在地质条件稳定的结构中地下500米左右，一些国家正在考证公众和环境都能接受的地址。一个特制的为长寿命核废料建设的地下贮藏室（虽然目前只是用于军事目的）已经开始在新墨西哥州运行的。经过1000多年的掩埋，大多数放射性物质已经衰减了，剩余放射性总量相当于相当于铀矿自然开采出来时的放射性含量，虽然它会更加集中。

为了确保处理核废料之后很长的一段时间中放射性没有明显的泄漏，一个多重屏障的处理概念被使用了。高放废物（甚至一些中放废物）的放射性核素被固定起来并且安全的与生物圈隔离起来。主要的屏障是：

将废物固定在不溶性基质之中，如硼硅盐等等。

用耐腐蚀的容器密封起来，如不锈钢等。

如果地下的贮藏室可能是湿润的话，用膨润土包裹着容器来防止任何的地下水活动。

选择稳定的岩石结构进行深层掩埋处理。

日本乏燃料的处理

2014年10月26日乏燃料后处理

核能发电量约占日本电力总量的三分之一，通过处理乏燃料形成铀钚循环来提高效率，这是日本在能源方面最大化利用的资源的一个缩影。日本实现了在2010年前让它的53座反应堆中的三分之一使用铀钚混合氧化燃料（MOX)。

分离核废物，特别是几乎包含了乏燃料中的所有放射性的高放废物（放射性很强），把其中的铀和钚提取出来做成新的燃料。尽管如此，分离过的高放废物中依然存在约3%的乏燃料。

1977年到1978年，总共有十家日本企业与法国公司阿海珐签署了再处理乏燃料的合同，同时也与英国核燃料有限公司签订处理乏燃料的合同，现在由英国政府的核退役管理局执行。约40％乏燃料的再处理是由阿海珐承担的，其余由核燃料有限公司承担。

从1969到1990年，约有2940吨、4100吨的乏燃料分别海运到了法国和英国进行处理。到2007年中期，超过2600吨的乏燃料已经被处理了。

法国在2004年完成了这些日本乏燃料的处理，处理过程中分离出的高放废物被运回日本做终处理前的长期存放，英国预计会在2016年前完成处理。

目前，日本已经有一个小型再处理厂（210吨/年）在Tokai运行，一个更大再处理厂（800吨/年）已经在修建好了，目前正在调试中。一个年产130吨的MOX燃料制造厂在建立，并于2012年进入运行。

运回高放废物

1995年2月，第一批装满12艘轮船的玻璃化高放废物从法国运回了日本，最后一批是在2007年。这些废物属于保管和进行终处理的10家日本企业。这12艘轮船装有1310个罐子，包含了约700吨的玻璃化高放废物。这些罐子是由很结实的轮船运送的（详见海洋运输部分）。

从英国运回日本的玻璃化高放废物最早开始于2010年，大约要花8-10年的时间海运11艘装有900个罐子的轮船。在玻璃化废物返回计划中，为了减少运输的体积，在放射性总量守恒基础上，一部分较大体积的中放废物被浓缩成高放废物。从法国船运回日本的废物正在按计划进行，第二批到达日本是时间是2011年2月，第三批是2013年2月。

这些废物被的处理工厂所接收，该工厂能够存放2880个罐子的废物，截止2013年底，该工厂已经有1442个罐子，其中的1319个来自La Hague.

回收钚和使用氧化燃料

1993年，第一批来自再处理回收的核材料生产的新燃料运达了日本。这些新燃料包含了30%的Pu-240,它只可以用作核能发电，不能用来造核武器。

钚被回收来制作混合氧化燃料，钚和贫化铀混合在一起造出新燃料元件来放入反应堆发电。混合氧化燃料已经在多个反应堆中用来发电了。其中1999年的部分混合氧化燃料由于质量原因在2002年退还到英国。

在1999和2001年，有60组混合氧化燃料组件在Tepco’s I-3和- 3 BWR 反应堆中使用；2009年，有24、28和16组混合燃料组件，分别在’s Ikata 3、 Chubu’s 和’s 3.反应堆中使用；2013年来自法国的20组混合燃料组件在’s -3 反应堆中使用。

被分离废物的玻璃化

为了安全储存和运输，再处理过程中的被分离出来的高放废物需要玻璃化处理，即将废物和硼硅玻璃熔液混合倒入1.3m高的不锈钢罐子中，冷却后，这些废物就被封在玻璃基质中，然后把不锈钢盖子焊接牢靠。

每个罐子重达400千克，包含150L的废物和玻璃的混合物，其中约14%是高放废物，这些14%的高放废物是再处理中2吨乏燃料浓缩的。储存数年后，这些混合物的热功率会降低到1.5千瓦以下。

海洋运输

这些装有高放废物的不锈钢罐子被装在特殊设计的大桶里，这个大桶具有很强的屏蔽能力。一个桶能够装下28个罐子的玻璃化废物。这些桶与从日本运往欧洲装乏燃料的桶是相似的。

运输用的船是专门为运输核材料设计的双层船，有104米长，5100吨重。这些船属于英籍的太平洋核运输公司，已经被签约用于运输玻璃化废物，它符合相关的国际安全标准。它能够运输高放材料比如高放废物、乏燃料、混合氧化燃料和钚。截止2007，在30年间太平洋核运输公司已经安全运输了170次，总路程达到800万公里。该公司目前被三家企业控股：国际核服务集团（62.5%）、日本公用事业（25%）和阿海珐（12.5%）。