世界各國核廢料處理概況

2017/1/12 14:34:14

美國是世界最大的核廢料產(chǎn)生國，上百個(gè)核電站每年產(chǎn)生約2000噸核廢料，其中高放射性的乏燃料分布在39個(gè)州的131個(gè)暫存地點(diǎn)。位于內(nèi)華達(dá)州拉斯維加斯西北150公里的尤卡山(YuccaMountain)，將會(huì)成為美國第一個(gè)核廢料處置場，該工程于1983年啟動(dòng)，2133年關(guān)閉退役。預(yù)計(jì)要花費(fèi)大約962億美元(籌劃、設(shè)計(jì)135億美元，基建、運(yùn)營、退役548億美元，燃料轉(zhuǎn)運(yùn)等195億美元，其它花費(fèi)84億美元)。可貯存109300噸高放廢料。

迄今為止，美國能源部已經(jīng)花費(fèi)了約60億美元來開發(fā)尤卡山核廢料處置場，包括建造了一條8000米長、穿越整個(gè)山區(qū)的U形隧道(其中有些部分在地面下近300米深)。美國能源部計(jì)劃在尤卡山再花至少500億美元，用來建造幾十條支隧道，把核廢料封裝在形如運(yùn)油車油箱的鋼制容器內(nèi)送進(jìn)地下儲(chǔ)存隧道，在經(jīng)過100年運(yùn)營，儲(chǔ)存滿大約10萬噸核廢料后，將隧道永遠(yuǎn)封閉。

熱量是核廢料地下存儲(chǔ)的一個(gè)主要問題。一個(gè)核燃料組件剛從反應(yīng)堆出來時(shí)，它所含有的較短壽放射性同位素(主要是銫-137和鍶-90)產(chǎn)生的熱量相當(dāng)于20個(gè)手持式吹風(fēng)機(jī)。正因?yàn)槿绱耍�如果將這種核廢料組件埋在尤卡山的地下，它所產(chǎn)生的熱量將足以將地下水蒸發(fā)為蒸汽。而蒸汽能腐蝕鋼制的核廢料容器或分解周圍的巖石，導(dǎo)致安全性問題。裝著核廢料的鋼制容器一旦被腐蝕，就意味著也許會(huì)有放射性物質(zhì)被滲入土地的雨水帶走，送到附近的灌溉系統(tǒng)和飲用水井中，使一代又一代的人在不知不覺中接觸到大量輻射。如果將核廢料散開存儲(chǔ)可以使熱量分散，但這樣做卻會(huì)導(dǎo)致存儲(chǔ)容量大大減少。還有放射性衰變的問題。高能粒子會(huì)和周圍的物質(zhì)相互作用，導(dǎo)致這些物質(zhì)分解或釋出氫，而氫是一種容易爆炸或燃燒的氣體。因此地下存儲(chǔ)核廢料是一個(gè)需要長期研究的課題。

俄羅斯是僅次于美國的世界第二大核廢料產(chǎn)生國。1995年，俄羅斯總統(tǒng)啟動(dòng)了一個(gè)為期10年的計(jì)劃，用于研究長期處置核廢料，目前俄羅斯正在對兩個(gè)備選埋藏場地進(jìn)行調(diào)查。這兩個(gè)場地都位于以前生產(chǎn)核武器工廠的附近：一個(gè)位于烏拉爾南部的馬雅克，另一個(gè)位于克拉斯諾雅爾斯克。政府還對另外兩個(gè)場所(一個(gè)位于科拉半島，另一個(gè)位于弗拉迪沃斯托克地區(qū))展開調(diào)查。因此，將有4個(gè)地質(zhì)儲(chǔ)庫可用于儲(chǔ)放核廢料和高放廢料。到目前為止，俄羅斯已經(jīng)通過克拉斯諾亞爾斯克深井(красноярск)注入場所向深部地層處置了約500萬m3的低放和中等放射水平的廢液。

法國大約75%的電力來自核能。1991年法國政府開始進(jìn)行固體核廢料處置的研究，到2006年向議會(huì)提交研究成果。法國政府目前考慮的核廢料處置場有三處，其中一個(gè)位于萊因河谷，但那里的葡萄酒商擔(dān)心會(huì)對其葡萄酒產(chǎn)生不良影響。

日本目前共有53個(gè)用于發(fā)電的核反應(yīng)堆，供應(yīng)全日本三分之一的電力，每年核反應(yīng)堆產(chǎn)生的乏燃料約為900噸。日本的中低放射核廢料主要存儲(chǔ)在茨城縣東海村和福井縣的設(shè)施內(nèi)。數(shù)十年來累計(jì)的核廢物儲(chǔ)存罐已經(jīng)超過30萬個(gè)，每個(gè)容量約200升。并且每年新增近1萬個(gè)核廢料儲(chǔ)存罐。為此日本政府每年要投入約570億日元(約6億美元)。1993年開始建設(shè)的青森縣六所村核廢料再處理工廠是專門負(fù)責(zé)對從日本全國核電站收集而來的乏燃料(經(jīng)核電站發(fā)電使用過的核燃料)進(jìn)行钚、鈾等提取作業(yè)后，將所剩高放射性廢液進(jìn)行玻璃固化的專門工廠。該廠原計(jì)劃2008年正式啟用，但因接二連三地發(fā)生技術(shù)性故障而至今無法正常運(yùn)行。

2000年12月，芬蘭議會(huì)在對4個(gè)備選場所進(jìn)行了15年的調(diào)查后，確定在芬蘭西海岸的Olkiluoto建設(shè)處置國家核廢料的埋藏地。芬蘭四個(gè)核電站中有兩個(gè)在這里。存放核廢料的銅密封罐將埋放到400—700米深處的基巖中，巖體由片巖、片麻巖、花崗巖組成，能儲(chǔ)存9000噸的核廢料，預(yù)計(jì)可使用40年。