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中核集团安全处理核废料 选址难!每年上百吨高放射性核废料究竟何处安身?

添加时间:2025-04-02

中国核电重启后,当前在建核电站数量高居世界首位。按照“十三五”规划,到2020年我国运行核电机组装机容量将达到5800万千瓦,在建机组装机容量将达3000万千瓦。然而,在核电大力发展的同时,放射性废物的处理和处置也是社会公众关心的话题。

近日一项核废料处置装备引发外界普遍关注:中国核建集团公司所属中核华兴自主研发的“球墨铸铁高整体容器样件”通过专家鉴定。

终结球墨铸铁类放废贮运容器制造空白历史

球墨铸铁高整体容器,究竟是一件怎样的“神器”?据悉,其具有材质稳定、耐久性好、强韧性高及辐射屏蔽能力强等特点,能在各种处置条件下保持300年及以上的完整性,可以更加安全、可靠地处理处置核电站放射性废物。该容器制造工艺复杂,对内部缺陷要求严格,中核华兴制造的球墨铸铁高整体容器样件经超声检测,达到铸件超声检测的欧洲标准要求,这也结束了我国没有制造球墨铸铁类放废贮运容器的历史。

业内专家认为,球墨铸铁高整体容器在放射性废物处理、处置的安全性方面具有其它容器无可替代的优势。

而这,也引申出当前社会关注的一个话题——核安全。国际上,核泄漏、核废料和核退役是应对核安全的三大难点。

三代核电主泵解决核泄漏困扰

中核集团安全处理核废料 选址难!每年上百吨高放射性核废料究竟何处安身?

核泄漏最主要的原因是核子反应炉的核心冷却系统故障,导致控制辐射的相关设备失常。一旦发生核泄漏,后果不堪设想。切尔诺贝利核事故和福岛核事故是历史上最严重的两起核电事故,这两场事故造成的经济损失达到2000亿美元。

要想解决核泄漏,最主要途径就是不断提高核技术。那么,我国建设的核电站安全吗?目前,我国在建和计划建设的核电站将主要采用三代核电技术,主推的第三代核电技术自主品牌华龙一号和均直接或间接吸收了的核心技术。 主泵由美国西屋公司与主泵厂商美国EMD公司负责研制与生产,哈尔滨电气集团与沈阳鼓风机厂负责技术引进与消化吸收,目前已经通过国家核安全局审查。

的主泵是“全封密无泄漏”的屏蔽主泵,能最大程度排除核电站核泄漏的可能性。而且,主泵技术的攻克将助推我国核电进一步发展,并助推内陆核电建设。

高放射处置库选址迟迟未定

核废料是指核电站在运行中产生的含有放射性的物质,按放射性高低可分为高、中、低三类。国际上对于核废料的处理主要有两种方式,一是直接把乏燃料当核废料,经过处理装到特殊容器,深埋地下,美、俄、加、澳等国主要采取此种方式。另一种方式,是将装有核废料的金属罐投入4000米以下的海底。

我国对高放射废物采取的是后处理方式,即先把乏燃料送到处置场进行玻璃固化,之后再放到至少500米深的地层内埋掉;对中低放射性核废料的处理,不论是固体核废料还是液体核废料,都要进行固化处理,然后装在200升的不锈钢桶里,放在浅地层的处置库里。

目前,我国在甘肃广东两省已建有两座中低放射核废料处置库,并准备再建两座,但还没有一座高放射处置库。

中核集团安全处理核废料 选址难!每年上百吨高放射性核废料究竟何处安身?

其实,早在1985年我国就开始选高放废料库,曾经一度传言选定了甘肃北山。简单来说,废料库就是挖个坑把核废料埋了,但这个坑要考虑密封性、水文状况、抗腐蚀等因素。但北山也受到争议,比如,甘肃缺水,而处置库对用水、用能有较高要求;同时,甘肃地理位置虽好,但我国已建或在建核电站基本都在东南沿海,如果都运到甘肃,跨度大、成本高,所以希望可以在东南沿海选址。然而,选址在东南沿海最大的挑战就是如何避开密集的人群。

“十三五”规划纲要中明确提出,要建设5座中低放射性废物处置场和1个高放射性废物处理地下实验室。数据显示,目前我国核废料年产量达650吨,累计产量约3000吨,而随着装机容量的不断扩大,预计2020年我国核废料年产量将超过1000吨,累计产量接近1万吨。特别是如今每年上百吨的高放射性核废料,都静静的躺在核电站的硼水池里,等待被"安葬"入土。按照计划,我国要在2015年至2020年确定高放射性处置库的选址。

未雨绸缪成立核电站退役技术中心

按照国际原子能机构规定,核电站退役分为三个阶段。第一阶段为监护封存期,主要是等待放射性衰变,即在核电厂停止运行后将乏燃料元件从堆芯取出置于厂内存放一段时间,然后运出厂外进行处置。第二阶段为局部拆除期或厂址限制性使用。在此阶段,先拆除污染屏障内易于解体的部件,去污后如辐射安全允许,可以拆除安全壳建筑物或允许进入核建筑物。第三阶段为最终处置期或厂址可无限制利用,将会拆除所有放射性的材料、设备与部件,厂址可无限制使用或恢复成绿化地带。

浙商证券核电分析师王鹏研究发现,随着大量早期民用核电反应堆陆续结束运行,全球核工业预计将在未来15至20年内迎来历史上第一轮退役高潮。到2030年,全球核电反应堆退役市场规模预计将超过1000亿美元。

我国核电站的设计使用寿命一般在40年以上。秦山核电站是我国第一座核电站,1991年建成并投入使用,目前运行25年,短期内国内不会有核电站退役的实践。不过在这方面,我国早已未雨绸缪,2015年成立核电站退役工程技术研发中心,并且中广核也与比利时的集团签署合作协议,将在核能、可再生能源以及核电站退役等业务领域开展合作。“十三五”规划纲要中也明确提出,加快建设早期核设施退役、历史遗留放射性废物处理处置工程。

核废料四万年 我国每年产生3200吨核废料,占全球三分之一,最后是怎么处理的?

核能:高效清洁,但也面临着核废料的难题。

全球每年产生大量核废料,我国就占了全球三分之一以上,这种情况令人担忧。

核废料的放射性影响极为持久,必须进行隔离和管理,期限可能长达数万年至数百万年。

在发展核能的同时,各国尤其是中国是如何处理核废料的难题的?为何我国明知发展核能存在风险,却依然坚持推动其发展呢?

随着人们对环保意识的不断提高,许多国家正在逐步淘汰核电站,因此,中国持续发展核电的必要性更加突出。

尤其是核电站具备一定的安全风险,一旦发生事故后果极为严重。

1986年的切尔诺贝利核泄漏事故以及2011年的福岛核泄漏事故是最具代表性的两次核事故,给周围环境带来了严重的损害。

一系列的事故使得西方国家开始关注核电站可能带来的风险。

德国政府决定,从2022年开始,将逐步关闭全国所有的核电站。最近的进展显示,到今年四月份,德国将彻底关闭最后的三座核电站。

美国正在逐步淘汰过时的核电站,包括加州仅剩的最后一座,计划在2025年关闭。

日本政府在福岛核泄漏事故发生后,立即展开了全国核电站的安全检查,要求电力公司加强防灾减灾能力;与此同时,英国也宣布将在2025年前关闭所有的核电站,以确保公众的安全。

尽管西方国家的做法不同,我国依然持续致力于核电发展,目前拥有约60座核电站,仅次于美国和法国,排名世界第三。

在许多西方国家都决定放弃核电的时候,我国依然坚持发展核电产业,这背后有着多重的考虑。

我国的电力供应并非严重不足,部分地区的局部供电紧张主要是由电网调度和地区分布不均导致的。

虽然中国拥有庞大的人口基数,但其电力需求仍然十分庞大。

原有的能源形式已经无法满足日益增长的能源需求,而在众多能源中,核电因其高效、可靠的特性,成为了理想的能源补充。

根据统计数据显示,我国火力发电厂在运行一个工作周期时所消耗的煤炭量,大约是同等发电量的核电站使用核燃料的十万个单位。

这表明核电的能源利用效率远高于传统的燃煤发电。

其次,从环保角度来看,核电被视为清洁能源,因为它不会消耗像煤炭这样的化石燃料,并且不会产生温室气体的排放。

通过使用可再生能源,我们能够有效地减少火力发电对环境产生的负面影响,包括雾霾等问题。

此外,我国的核电技术相对较晚,商业化运营直到上世纪90年代才开始。

故而,对于我国国情而言,发达国家淘汰核电的立场并不完全适用。

核废料四万年 我国每年产生3200吨核废料,占全球三分之一,最后是怎么处理的?

我国正积极推进碳中和,目标在2060年实现,发展核电是达成这一目标的重要途径之一,它能够提供稳定且环保的电力资源,为我国的脱碳进程贡献一份力量。

考虑到能源安全问题,我们应该避免过度依赖从国外进口的化石燃料。

推动核电发展,能够提升我国自行供应的清洁能源比例,减少对外部资源的依赖,对于确保国家战略安全具有至关重要的意义。

中国核电技术已经取得了长足的进步,其第三代核电技术的安全性已经达到了国际领先水平。

在确保安全的首要前提下,我们有能力且有必要进一步扩大核电项目的规模。

近年来,中国核电站建设不断迈进,一系列重大里程碑项目相继落成并投入运营,如台山、阳江和福清核电站等。这些项目的成功实施,为中国核电业的发展奠定了坚实的基础。

在综合考虑保障电力供应、应对减排需求以及维护能源安全等多重要素后,我国需要积极推动核电事业的发展。

我们不会仅仅依赖核电,也不会对核废料置若罔闻。

随着中国核电站的快速发展,核废料处理已经成为一个紧迫的问题。据专家预测,到2030年前后,仅核电站每年产生的高放射性核废料将达到3200吨,如何有效处理这些核废料,已成为我们必须面对的挑战。

中国的核废料处理是一个亟待解决的问题。

中国采用了差异化的处理方式,以有效应对各种类型的核废料。

在处理高放射性废料时,我们通常会采用玻璃固化技术。这种技术能够将高放射性核废料与玻璃原料混合并熔化,然后冷却固化成坚硬的玻璃体,从而实现对核废料的有效处理。

同时,玻璃拥有出色的化学稳定性和抗辐射性能,能有效地将核废料长期封存,而固化后的高放射性废物通常需要进行长期的保管。

国际标准认为,将核废料储存在深层地质中是最安全的长期解决方案。我国也正在规划并建设一座能容纳未来100-200年内所有核废料的地质储存库,以确保这些废料的安全存储。

这个储存库运用了多层技术和自然防御体系,有效地阻隔了核废料对环境的侵害,而且其储存期可长达10万年。

中国已成功建立了处理中低放射性废料的体系,相较于高放废料,中低放射性废料的辐射危害程度相对较低。这套体系包括了预处理、固化、包装以及浅层固化处置等多个环节。

遍布全国各地核电站附近的这些处置场,根据中低放废料的不同特性进行分类固化处理。例如,针对泥浆状废料,我们采用的是水泥固化技术;而对于过滤液,则运用混凝土固化方法进行处理。

处置设施配备了先进的监测系统,确保能够准确地追踪核废料对环境的影响。

中国采用核燃料再处理技术,对已使用过的核燃料进行处理,虽然会产生更多高放废液,但通过采取玻璃固化等处理技术,可以有效地解决这一问题。

虽然在核废料处理上取得了一定的成就,但中国仍然面临着许多挑战,比如处理能力无法满足废料产量的快速增长,处理成本过高,以及社会对核废料处置的接受程度不高等问题。

此外,为了保障持久的安全性,我们需要持续优化处置技术。

为了有效应对核废料处理的挑战,中国需要持续增加科研投入,逐步构建大规模的核废料处理和处置系统。

核废料四万年 我国每年产生3200吨核废料,占全球三分之一,最后是怎么处理的?

全球范围内的核废料处理问题已经成为一个共同面临的挑战,不只是我国,许多正处于“核时代”前沿的国家同样需要寻找解决方案。

那么,他们又是如何应对这个棘手的问题呢?

全球都在关注核废料的处理问题,其危险性不容小觑。各国政府正在紧锣密鼓地寻找可行的处理方案,以确保公众和环境的长远安全。

尽管各国文化背景不同,但我们的共同目标是相同的。

芬兰独树一帜,创新地在岛屿深处开凿出地下花岗岩储存库,将具有高放射性的核废料深藏于稳定的地质结构之中,实现了核废料的安全储存。

芬兰西海岸的奥尔基洛托岛地下实验室,正在进行花岗岩储存库设计的测试工作。

这座岛屿具备完美的地质环境,其中包括稳固的岩石结构和持久的地下水系统。

该储存库深藏地下400米,隧道纵横交错,空间复杂多变,专为储存铜制容器中的核废料而设计。

我们采用了深地质处置方法,利用花岗岩的天然屏障特性,有效隔离辐射,防止泄漏,确保核废料的长期安全储存。

法国、日本等国采取了与北欧国家不同的策略,选择了对乏核燃料进行回收再利用。

每年,法国的再处理工厂利用硝酸溶解和溶剂萃取工艺,可以成功地处理掉850吨乏核燃料。

经过提炼的钚和浓缩铀可以用于制造核燃料,实现循环利用,这样既提高了资源的利用率,也有效地减少了核废物的产生。

日本也在使用类似的工艺,建立了再处理工厂,以回收铀和钚。

尽管存在核扩散风险的再处理,但是这些国家通过严格执行国际监管,成功将风险控制在可控的范围内。

美国历经多轮探讨,针对储存方案进行研究,然而关于长期储存场所的决定始终未能达成一致意见。

曾经,内华达州的尤卡山曾被考虑作为处置库的选址,但是遭到了美国州政府的反对。

经过一系列的考察和尝试,奥巴马政府最终没有找到合适的选址,导致各核电站的废料只能暂时存放在原地。

拜登政府推出了一系列新的想法,以解决当前的问题。这些想法包括研发新型反应堆和重新利用已使用的核燃料。这些新的举措将帮助我们打破僵局,推动科技进步。

我国作为后来者,具备吸收前人经验的优势,与成熟的西方国家不同。

中国首个高水平固化处理设施已在四川广元建成,该设施采用玻璃固化技术,成功实现了高放废液的零排放。

中国核废料处理技术已实现世界领先。

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