【前言】

自从2021年，日本将福岛第一核电站核污水排入大海后，世界各国就开始高度关注核废料的处理，毕竟这东西处理不好的话，那带给世界的可是毁灭性的打击。

现如今，核能作为一种高效清洁的能源，在我国能源结构中也是占据着重要地位。

数据显示，中国每年产生的核废料约 3200 吨，占世界核废料总量的三分之一。

那么我国是如何处理这些核废料的呢？核废料的具体危害又是怎样的呢？

【中国核废料处理现状】

随着我国生活质量和军工防御的提升，每年产生约 3200 吨核废料，占比世界的三分之一，核废料处理任务艰巨而紧迫。

核废料处理不仅关系到环境保护，更关乎人类的生存与发展，并且核能在我国的广泛应用，核废料的产生不可避免，其放射性和潜在危害使得妥善处理成为当务之急。

核废料的处理难度在于其辐射特性和理化特征，对储存技术要求极高，若处理不当，可能对环境和人体造成严重危害。

同时核废料的处理也面临着巨大的经济压力，从储存设施的建设到处理技术的研发，都需要大量的资金投入。

目前，我国在核废料处理方面采取了多种措施，一方面，对核废料进行分级处理，按照不同等级进行分级管理，分别储存和处理。

另一方面，积极探索新的处理工艺，如 “湿式处理法” 和 “干式处理法”，通过固化或稀释等方式降低核废料的危害。

除此之外，我国还在不断加大研发投入，提高核废料的资源利用率，努力实现变废为宝。

我国的 “启明星 - 2” 项目就是核废料处理工艺的重点项目，该技术能够将核废料资源化利用，利用率从原来的 1% 提高到如今超过 95%，不仅解决了全球多年来未能提高核燃料利用的问题，也解决了废料处理的难题。

那么我国为何如此重视核废料呢？它的危害又是怎样的呢？

【放射性危害】

核废料的放射性对环境和人类健康，都有着巨大的潜在影响，对土壤而言，核废料的辐射会破坏土壤的结构和生态系统，使得土壤肥力下降，影响农作物的生长。

长期接触受污染的土壤，可能导致农作物吸收放射性物质，进而通过食物链进入人体。

据统计，某些放射性物质在土壤中的半衰期可长达数十年甚至上百年，这意味着土壤可能在很长时间内都无法恢复正常。

对于水资源，核废料的放射性污染可能会使水体中的生物死亡或发生变异。

核辐射可能导致鱼类畸形、繁殖能力下降等问题，同时受污染的水如果被人类饮用或用于农业灌溉，会增加患癌症、白血病等疾病的风险。

有数据显示，长期饮用受核辐射污染的水，患癌症的几率可能会提高 30% 以上。

除此之外，核废料的辐射还可能影响生态平衡，破坏生物多样性。

核废料的处理还面临着诸多技术、经济、环境和社会方面的挑战。

核废料的放射性需要特殊的容器和防护措施来防止泄漏，同时不同类型的核废料需要不同的处理方法，这增加了技术的复杂性。

高放射性核废料需要特殊的隔离辐射容器，并深埋在地下 500 至 1000 米的处置库中，这对工程技术和地质条件都有严格要求。

从储存设施的建设到处理技术的研发和运行，也都需要大量的资金投入。

据估算，建设一个核废料处置库可能需要数百亿人民币。此外，长期的监管和维护也需要持续的资金支持。

还有核废料处置库需要选择在地质结构稳定、地下水流速缓慢且没有丰富煤炭资源等的地区。

而这样的地区往往难以寻找，而且即使找到了合适的地点，也可能面临当地居民的反对。

现如今，自从日本将核污水排放进入大海后，各国都开始高度重视核废料的处理了……

【世界各国核废料处理方法】

核废料处理是全球面临的共同难题，世界上常见的处理方法主要有分类收纳、贮存和熔融法等。

分类收纳法，也被称为 “垃圾分类”，是通过对核废料的成分进行研究，将其中有价值的物质提取出来，对有放射性、有危害的物质单独处理。

对于常见的放射性元素，可以使用适当的化学物质降低其活跃程度，减少对环境污染。

处理后的放射性物质可以封存好等待技术进步再处理，或者深埋在地底。

这种方法能提高核废料的利用效率，但需要较高的技术水平和成本，且处理过程较为复杂。

贮存法相对简单，只需将核废料包装好，找个合适的地方埋起来。

但对埋存地点要求严格，要选择地质结构相对稳定、没有地下水或地下水流速缓慢的地方，以防止核废料泄漏污染环境。

这种方法成本较低，但需要长期对核废料贮藏点进行监管，监管人员的工资是主要成本。

而一个国家的国土面积有限，随着核电站的持续使用，核废料储存上限迟早会饱和。

印度为处理核废料，就花了 6410 亿建造基地，将核废料冷却后深埋地底，掩盖土壤达百米之深，但仍对地下水和环境造成了迫害。据估计，按照印度现在的核废料处理进度，只需五年就将没有多余土地储存核废料。

熔融法是把核废料和玻璃形成剂在高温下融化混合，冷却后形成坚固的玻璃状物体。

这种方法处理后的核废料深埋地下无需时时监管，适用性广泛，但处理过程需要极高的温度，对能源需求高，还需要特定设备，成本较高。

美国在核废料处理方面，曾采用将核废料制成贫铀弹的方式。

冷战时期，美国拥有上万枚核弹，核废料处理成本过高，于是将核废料制成贫铀弹。

在海湾战争和阿富汗战争中，美国大量使用贫铀弹，虽然增强了打击敌方坦克的能力，但也给当地人民和参战士兵带来了严重的辐射影响。

除此之外，美国在处理核废料问题上也面临困境，华盛顿州的汉福德厂区，留下了大量有毒的放射性废料。

为处理这些废料建造的化学处理厂花费 40 亿美元后于 2012 年被叫停，目前美国储存的核废料已超过 10 亿吨，且储存量还在不断增加……

【中国核废料处理创新技术】

现如今，启明星 1 号采用 “快热耦合” 技术，迈出了中国核废料处理技术创新的第一步。

虽然具体的技术细节暂未有更多公开资料，但可以想象，它为后续的启明星系列装置奠定了基础。

启明星 2 号是我国第一座铅基核反应堆零功率装置，也是世界上第一座专门针对 ADS 系统中子物理特性所研究制造的临界装置，采用 “双堆芯” 设置。

其中铅堆里面的铅冷物质，不仅能让核废料失去放射性，减少核废料的污染性，还能把释放出的能量再次转化为能量，实现回收再利用。

其核燃料利用率高达 95% 以上，处于世界领先地位。

启明星 2 号创新性地采用水堆和铅堆 “双堆芯” 结构，通过控制系统选择灵活切换，达到双堆芯的分别快速启动。

以不同富集度的固体铀棒栅作为核燃料，以水或铅为介质的多功能反应堆物理综合实验研究平台，具有固有安全性、堆芯灵活可变性、操作控制可视性、测量准确性等特点。

启明星 3 号在启明星 2 号的基础上更进一步，它是我国首座铅铋合金零功率反应堆。

具有沸点高、熔点低的特点，相较于过去的核反应堆，在防御性、安全性、运行周期和能量密度等方面都有所提升。

启明星 3 号还可以设计出一种小型模块化电源，既可以用作大型发电站，也可以作为汽车的核动力能源，为未来的能源利用方式提供了新的可能。

【结语】

我们中国在核废料处理的道路上，始终秉持着科学、安全、可持续的原则，不断探索创新，为未来的核废料处理勾勒出了一幅充满希望的蓝图。

目前来看，随着科技的不断进步，我国在核废料处理方面，确实采取了多种措施和先进技术，既保证了核废料的安全处理和处置，又实现了资源的有效利用……

世界各国核废料 全球核废料分布及处理情况分析

从上世纪人类开始利用核能起，就在研究如何为高辐射核废料善后，然而直到现在，全球41个有核能设施的国家中，只有芬兰和瑞典两个国家已经确定了高辐射核废料的最终储存地，各国民众对核废料处置的争议持续了数十年。

在1993年达成国际协议禁止之前，直接向大海倾倒核废料成了各国的常见方式之一。1946-1993年之间，英、美、法、日等13个国家相继往太平洋、北冰洋、大西洋等上百个地点倾倒过核废料，其中8个欧洲国家共倾倒了13.7万吨，美国只记载了容器数量，而前苏联包括高辐射废料在内的倾倒总量至今还是谜。

1994年开始公约禁止直接向大洋倾倒后，深埋地下成了各国核废料主流存放方式。在深埋之前根据是否有回收原料的步骤分为直接处理和再加工两种处理政策，前者以美加为代表，后者以英法为典型。英国、法国和俄罗斯等国还会帮其他国家处理核废料，以获取商业利益，比如1979年以来日本至少有140船核废料运往欧洲再加工，经玻璃固化后的废料再运回本国处理。

核废料按放射性强弱通常分为3个等级，高放射水平、中等放射水平和低放射水平。根据国际原子能机构IAEA的公开数据，目前核废料经固化封装后以立方米计算体积，2015年全球共有489万立方米核废料在存放状态，其中38万立方米为高放射水平废料。以单纯数据看，加拿大最多，共230万贮存核废料，超过7成是清理废弃遗址产生的，来自反应堆运行的共35万立方米。中国部分未显示高放射废料的数量，中低水平处于贮存中的核废料总体积是2.4万立方米，已处置体积为1万立方米。然而这些数据由各国自行统计，实际上由于分类标准不一，信息公开程度也不一致，有些国家将用过的燃料、废弃遗址清理产生物等不视作核废料，有些国家在高中低三档之外还将辐射水平非常低的废料也统计在内上报，最后的数据结果只能是粗略计算。

根据世界核能协会提供的数据，每年全球大约产生20万立方米的中低辐射水平的核废料，1万立方米的高放废料。一个典型的的轻水反应堆每年约产生200-350立方米中低放射性废料，20立方米废弃燃料，按此粗略计算，中国目前正在运行的核电站总机组容量是30，，每年大约产生6千-1万立方米左右的中低水平核废料，600立方米的废弃燃料。

中低辐射水平核废料一般由各国集中在地表浅层掩埋，而最成问题的高放废料目前除了深地质掩埋，暂时还没有更安全的合适方式。然而显然没有民众愿意与核废料为邻，各国都在考察建立高放废料处置地，却鲜有付诸应用。1987年批准建设的美国内华达州高放废料处置地，结果于2010年被取消，目前美国联邦政府已经为了长期堆积在核电站的高放射废料花费了45亿美元，如果建设计划继续搁置，大概还要继续花费200亿美元来维护这些废料的安全。

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