今年二月，福島核電站搞了個(gè)大新聞，又一次將反應(yīng)堆安全拉入了大家的視野，而作為日本一衣帶水的鄰邦，中國(guó)核電也連帶躺在輿論的槍口上。諸多反核聲音，包括“建哪都行別建我家”、“核廢料貽害萬年” 等論調(diào)引發(fā)了民眾的擔(dān)憂，去年發(fā)生的連云港事件就是一個(gè)活生生的例子。

但是，中國(guó)作為21世紀(jì)最大的發(fā)展中國(guó)家，需要核電來提供長(zhǎng)期、安全、清潔、可持續(xù)的能源，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)能優(yōu)化和民族復(fù)興。因此如何妥善處理反應(yīng)堆的核廢料，保證子孫后代家園上百萬年的安全，驅(qū)散民眾頭上的疑云，便成為決定中國(guó)未來核能發(fā)展道路的重要因素。

什么是核廢料？

《一塊鈾礦石的一生》

上圖為一個(gè)核反應(yīng)堆燃料的生命周期示意圖。廣義上的核廢料包括核燃料在上下游過程中產(chǎn)生的所有放射性廢物。狹義上則專指核電站燒剩的廢料，也稱為乏燃料。雖然它有個(gè)“乏”字做前綴，可一點(diǎn)也不是“無用的廢物”。相反，乏燃料渾身是寶，但同時(shí)它又充滿危險(xiǎn)，如不善加處理，會(huì)造成核燃料資源浪費(fèi)和輻射污染。

從核電站卸出的乏燃料會(huì)暫時(shí)放置于反應(yīng)堆場(chǎng)址的水池內(nèi)冷卻一段時(shí)間，在合適時(shí)候運(yùn)至集中場(chǎng)址，進(jìn)行處理或處置。

核廢料的處理

1、為什么要處理核廢料？

高輻射

一座100萬千瓦的核電站一年可以產(chǎn)生幾十噸放射性廢料，加工處理后產(chǎn)生4立方米高輻射核廢料、20立方米中輻射核廢料、140 立方米低輻射核廢料及200立方米非輻射性廢料。

如下圖所示，中國(guó)的乏燃料累積量逐年快速增長(zhǎng)，如2015年中國(guó)運(yùn)行的22個(gè)核能機(jī)組產(chǎn)生了約600噸乏燃料，如果不作任何處理，則其中150公斤的高輻射廢料需經(jīng)過1.2×10^10萬噸水稀釋才能達(dá)到排放標(biāo)準(zhǔn)，相當(dāng)于長(zhǎng)江136年的水流量，如果不加處理直接排放到大自然中，放射性可殘留數(shù)十萬年（比如钚為24.7萬年），其造成的危害可想而知！

高浪費(fèi)

從燃料利用率方面來看，目前的裂變堆主要利用天然鈾中僅占0.7%的U-235作為燃料，而占絕大多數(shù)的U-238卻無法有效利用，綜合鈾資源的利用率還不到1%。據(jù)世界能源組織估計(jì)，按目前反應(yīng)堆對(duì)核燃料的消耗速度，鈾在地球上的儲(chǔ)量大約只夠使用200年。

無論是從安全性還是經(jīng)濟(jì)性角度考慮，反應(yīng)堆產(chǎn)生的這些核廢料，尤其是乏燃料，必須得到妥善的處理，具體方法可以總結(jié)為以下四個(gè)方面：

①回收和純化沒有用完或尚未轉(zhuǎn)化的核燃料

②提取和純化新生成的核燃料

③提取有用的裂變產(chǎn)物

④對(duì)最終放射性廢物進(jìn)行安全處置

2、核廢料如何分類

放射性廢物的分類

除了核電站正常運(yùn)行產(chǎn)生的廢水、廢氣外，放射性廢物還產(chǎn)自上游的采礦、精煉、燃料制造與下游的核廢料，核相關(guān)設(shè)施的退役等過程，甚至連科研活動(dòng)所產(chǎn)生的放射性廢物，比如實(shí)驗(yàn)室的手套衣服、清洗污水。

前文提到的乏燃料僅僅是上圖的第三部分，而且我國(guó)的放射性廢物并不主要來源于核電站。

據(jù)清華大學(xué)核能研究設(shè)計(jì)院統(tǒng)計(jì)：我國(guó)民用核技術(shù)產(chǎn)生的廢料累計(jì)近1萬立方米左右，研究開發(fā)產(chǎn)生的廢料大概在5000立方米左右，軍工生產(chǎn)遺留下的核廢料大約有幾萬立方米，核應(yīng)用產(chǎn)生的放射源有上萬枚。另外，鈾礦開采時(shí)產(chǎn)生的含放射性物質(zhì)的廢礦石有幾千萬噸，另產(chǎn)生核礦渣幾千萬噸。上述數(shù)據(jù)，就是目前中國(guó)整個(gè)核廢料存量的明細(xì)賬，可以看出核電站的核廢料存量比重較低，主要原因是核電站在運(yùn)行過程中能及時(shí)處置部分核廢料。

與之相對(duì)，一座同樣功率的火電站，一年燒煤約350萬噸，其中至少含有5噸天然鈾。雖然火電站排放煙塵絕大多數(shù)被過濾系統(tǒng)捕獲，但逃逸到環(huán)境中的放射性核素輻射強(qiáng)度依然會(huì)導(dǎo)致這樣一座火電站的輻射強(qiáng)度比核電站強(qiáng)50倍。（數(shù)據(jù)源自華北電力大學(xué)郝卿的《核廢料處理方法及管理策略研究》）

典型核廢料的組成部分

根據(jù)其放射性強(qiáng)度，核廢料可以分為高中低三檔。不同國(guó)家有不同標(biāo)準(zhǔn) ，如上圖所示，實(shí)際的核廢料的質(zhì)量比重里絕大部分都是中低放廢物，而最需要關(guān)注的高放廢物占3%，絕大多數(shù)源于乏燃料。