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高放射性废物本文重定向自 高放射性废物

高放射性废物核燃料再处理中制造的废物,主要以两种形式存在:核燃料再处理中产生的废液以及液态高放射性核废料在玻璃化过程中生成的废物。

液态高放射性废物在等待玻璃化的过程中一般储存在罐中埋藏于地下。曼哈顿计划中和冷战中武器计划产生的高放射性废物目前仍处于这种状态,因为通常这些武器计划不负责废物的处理和处置。经过一段时间冷却之后的乏燃料和玻璃态核废料都是可以接受的长期储存形态。

中等寿命裂变产物
项:
单位:
t½
a
产额
%
Q*
KeV
βγ
*
155Eu 4.76 .0803 252 βγ
85Kr 10.76 .2180 687 βγ
113mCd 14.1 .0008 316 β
90Sr 28.9 4.505 2826 β
137Cs 30.23 6.337 1176 βγ
121mSn 43.9 .00005 390 βγ
151Sm 90 .5314 77 β
长寿命裂变产物
项:
单位:
t½
Ma
产额
%
Q*
KeV
βγ
*
99Tc 0.211 6.1385 294 β
126Sn 0.230 0.1084 4050 βγ
79Se 0.295 0.0447 151 β
93Zr 1.53 5.4575 91 βγ
135Cs 2.3  6.9110 269 β
107Pd 6.5  1.2499 33 β
129I 15.7  0.8410 194 βγ

高放射性废物含有核反应堆产生的核裂变产物超铀元素。这些产物的放射性很强烈,占核电站所产生的全部放射性的95%还多。也就是说,核电站产生的核废料中,大部分都是低放射性废物和中等放射性废物,比如反应堆的钢制结构部件、受到沾染的保护性衣物和设备等等。

美国,来自核电站乏燃料再处理过程的高放射性废物仅占全部高放射性废物总量的1%。大部分高放射性废物来源于国防部门。 法国恰恰和美国相反,其高放射性废物主要来自商业乏燃料再处理。

由于其强烈放射性,在处置和运输高放射性废物时需要特殊的密封和屏蔽措施。高放射性废物还需要时间来冷却。在开始的几百年,高放射性废物的热量主要由中等寿命裂变产物铯-137锶-90产生。

一座典型的大型核反应堆每年生成25-30吨乏燃料。如果这些乏燃料经过核燃料再处理和玻璃化,废物的縂体积将不超过3立方米。但是废物释放出的衰变热却不会明显减少。

一般认为高放射性废物的最终处理办法是深地质处置。许多国家都有类似的计划,比如法国日本德国等。

定义

美国能源部对高放射性废物的定义是:用过核子燃料再处理过程中产生的强放射性废料,包括再处理直接产生的液体废料,以及由此种液体废料衍生出的、裂变产物达到一定浓度的固体材料,和其它经现有法律认定需要永久隔离的强放射性废料。

用过核子燃料

  • 用过核子燃料是无法再有效产生电力的反应堆燃料。由于中子毒物的积聚,其裂变过程减缓。但用过核子燃料仍然会产生衰变热,放射性强烈,依然有环境危害。

再处理废料

  • 核燃料再处理用化学方法分离乏燃料中的。其副产物是具有强烈放射性的淤泥状残渣。

处置

乏燃料池

高放射性废物可以暂时储存在用过核子燃料池和干式贮存桶储存所。1997年,在占全世界核电总量绝大部分的20个国家中,用过核子燃料池总容量为14万8千吨,已使用59%。储存所总容量为7万8千吨,已使用44%。因为这20个国家每年新增用过核子燃料1万2千吨,所以还有足够的储存余地。

外部链接

参见

延伸阅读

  • Fentiman, Audeen W. and James H. Saling. Radioactive Waste Management. New York: Taylor & Francis, 2002. Second ed.
  • Large, John H. Risks and Hazards arising the Transportation of Irradiated Fuel and Nuclear Materials in the United Kingdom R3144-A1, March 2006 [1]



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