科學家[全自動變比組別測試儀]力尋七方法或解決核廢料難題

作為一種潛力*的清潔能源，核能受到了世界上大多數國家的青睞。有核電國家正在積極開發新的核反應堆技術，而無核國家也想加入到這個隊伍中來，用核電滿足國內日益增長的電力需求。然而，核廢料的處理一直是核電發展面臨的一大艱巨挑戰。由核燃料處理而引發的爭論也是從未停息過。

　　核反應堆產生的廢料主要是由燃燒過的燃料棒組成，而這些燃料棒在燃燒之后仍然含有放射性同位素（鈾235裂變時形成的放射性同位素）。這些放射性同位素的半衰期長短不一，有的半衰期短，如銫137、鍶90等的半衰期為30年，有的半衰期長，如钚239的半衰期則長達2.4萬年。同時，由于經過了裂變反應，核燃料棒在出反應堆時的放射性要遠遠高于它被放進反應堆之前，因此污染性也更高。現在有人提出將核廢料重新利用，但這一方法從經濟上不劃算。而要將廢料儲存長達2.4萬年的期限顯然也不現實。因此，近日《大眾科學》雜志就列舉了下面7種眼下科學家正在考慮的核廢料處理方案，這里面也許有一兩個真能幫助人類解決核廢料處理難的問題。

　　送入太空

　　宇宙本身就會產生放射性物質，同時也可以充當地球核廢料的一個儲存倉庫。《大眾科學》俏皮地指出，至少地球上核燃料填埋點與人們不斷增長的不滿情緒和永無休止的游行相比，太空對核廢料的“入侵”會默默接受。如果穿越太陽系，或者墜入太陽之中，核廢料便很難對地球上的生物帶來很大威脅，這一點毋庸置疑。當前面臨的問題是，如何將核廢料送入太空。使用火箭發射這種方式有時會遭遇失敗，例如發射架或許會起火、火箭或許會墜入大海或者在大氣層中發生爆炸。發生這種事故的后果將無法估量。將失敗率降為零的可能性當然也不大。因此在能夠實現100%安全之前，通過發射將核燃料棒送入太空仍舊是一種非常危險的解決方案。

　　即使太空發射的安全性達到標準，在將來的某一天，我們也許需要重新找回這些物質。钚、銫、鍶等本身就是有限資源，如果裂變反應堆技術*到一定程度，它們會成為燃料。因此研究人員表示，我們似乎需要將核廢料留在“身邊”以便在需要的時候使用，這才是一種合理做法。

　　深度鉆孔

　　將核廢料埋入地下正成為zui受推崇的處理方式之一，但具體如何操作仍舊是爭論的焦點。同時，深度鉆孔這一解決方案仍處在計劃階段。從理論上來講，這種方式會將核燃料棒包裹在鋼結構中，而后埋入地下數英里處。

　　深度鉆孔有其優勢一面，可以在距離核反應堆很近的地區進行鉆孔，縮短高放射性核廢料在處理前的運輸距離。然而，與將核廢料送入太空面臨的困難一樣，钚回收也是一項挑戰——將核廢料埋入地下3英里（約合4.8公里）是一回事，安全回收則*是另一回事。

　　海床下儲存

　　在海洋的大部分區域，海床都由厚重的粘土構成，吸收放射性衰變產物。1973年，伍茲·霍爾海洋研究所的海洋學家霍利斯特*次提出海床下儲存核廢料的建議。但直到1986年，美國才認真考慮這種處理方式。

　　海床下儲存需要在水下鉆孔，大約三個月前的“深水地平線”原油泄漏事故讓人們在將該方案付諸實施之前不得慎之又慎。此外，專家指出，在海洋處理核廢料的做法也有違慣例，因此采取這種處理方式需要修改協議。

　　埋入俯沖帶

　　將核廢料埋入俯沖帶（俯沖帶是指大洋板塊和大陸板塊相撞時，大洋板塊俯沖于大陸板塊之下的地帶——編者注）可以讓用過的核燃料棒沿著地球構造板塊的“傳送帶”移動并zui終進入地幔。雖然一些人支持這種處理方式，但它并不在美國能源部考慮之列。與海床下儲存一樣，埋入俯沖帶這種處理方式也違背條約。同時，來自俯沖帶海床的巖漿會隨著火山涌出，這也是一個不得不考慮的因素。

　　冰凍處理

　　核廢料溫度很高。正如《大眾科學》特刊《環境未來》中所提到的那樣，杰西·奧蘇伯爾設計的裝滿核廢料的鎢球可以產生足夠熱量將其埋入巖石中，但在考慮這種處理方式前，必須對地下巖石的穩定性有足夠了解。另一種想法在上世紀70年代便遭到拒絕，那就是將核廢料儲存在冰川內。

　　將核廢料球放入較為穩定的冰原，它們會隨著周圍冰的融化向下移動，之上的融冰則又再次凝固。這一想法遭到拒絕的原因很多，其中一個原因便是冰原會發生移動，導致放射性物質會像冰山一樣在海洋中漂浮。

　　封入合成巖

　　當前zui為現實的做法——將反射性核廢料埋入地下——向人們提出了一系列問題，其中包括如何防止核廢料污染周圍的巖石和水。一種具有可能性的處理方式是將放射性核廢料封入合成巖中。合成巖于上世紀70年代研制成功，可用于儲存高放射性核廢料。在設計上，合成巖可以吸收清水反應堆和钚核裂變產生的特定廢物。它們是一種陶瓷制品，能夠將核廢料封入晶格內，用以模擬在地質構造上較為穩定的礦石。

　　使用液壓籠

　　一旦滲入地下水，地下核廢料儲存設施將變得尤為危險。如果在核廢料周圍建造一個類似三維壕溝的水籠，地下水便被賦予一條替代路徑，不會滲入放射性物質。未來的核廢料處理裝置應該可以做到防泄漏，而液壓籠的作用則是防止地下水污染這一zui嚴重的情況發生。圖片展示的是捷克科學家理查德發明的核廢料儲存倉庫。針對這個倉庫，人們設計了一個液壓籠。

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