隨著我國綜合國力的增強和科技水平的提高,核工業的發展速度也有了顯著的提升,核能在國防設備的開發以及發電等領域都得到了廣泛的應用。然而,核工業的高速發展也會累積大量高水平放射性廢物(簡稱高放廢物)。那麼,什麼是高放廢物?如何進行處置呢?
顧名思義,高放廢物是一種有較強放射性的特殊廢物,但同時還有毒性高、會發熱並含有較長半衰期核素的特點,半衰期長就意味著高放廢物的放射性需要相當長的時間才能消除。高放廢物大多產生於軍事裝備的制造以及核電站乏燃料(即經受過輻射照射、使用過的核燃料)的后處理,如果高放廢物不能得到合理且安全的處理,其對人類生存環境將產生巨大的影響。
關於高放廢物的處置問題,科學家們曾經提出過包括“太空處置”“岩石熔融處置”“深海處置”在內的多種方案,但都因為處置安全性、成本等問題,不得不擱淺或停留在研究階段。比如,深海處置是將高放廢物傾倒入固定海域,利用海洋的稀釋、自我修復和調節能力來隔離核廢料的放射性,但這種方法對海洋環境的影響無法全面評估,存在一定風險性,現已停止使用。
科學家們經過長時間的研究和實踐后,認為地質處置是目前普遍可以接受且技術上可行的高放廢物安全處置方案。地質處置,即將高放廢物玻璃固化體(由於玻璃的化學性質穩定,高溫下呈液態,可以溶解許多高放廢物中放射性物質的氧化物,冷卻后可以形成穩定的固化體,這種固化體被稱為高放廢物玻璃固化體)深埋於距離地表深度約500至1000米的地質結構中,使之完全與生物圈隔離,隔離的時間跨度需要達到上萬年,以降低放射性,從而減少其對環境的污染。
相比於以上幾種處置方法,地質處置技術已經在幾十年間發展得相對成熟,如果有較為合適的處置庫場址,並設立上述工程屏障和天然屏障,即可對放射性核素起到良好的阻滯作用,從而實現高放廢物與生物圈的永久隔離。
雖然高放廢物地質處置有諸多優點,但核安全無小事,研究人員們仍任重而道遠。
本文由中國工程物理研究院科技委副主任汪小琳進行科學性把關。