核廢料地質深埋有什麼問題
Ⅰ 地球污染最嚴重地區:看看蘇聯當年是怎樣處理核廢料
1、核廢料的特性
從技術層面來看,核廢料主要分為高放射性、中放射性、低放射性三類。高放射性核廢料主要包括核燃料在發電後產生的乏燃料及其處理物。中低放射性核廢料一般包括核電站的污染設備、檢測設備、運行時的水化系統、交換樹脂、廢水廢液和手套等勞保用品,佔到了所有核廢料的99%。中低放射性核廢料危害較低;高放射性核廢料則含有多種對人體危害極大的高放射性元素,例如只需10毫克鈈就能致人斃命,這些高放射性元素的半衰期長達數萬年到十萬年不等。因此各種核廢料處置方法是不一樣的。
核廢料所具有獨特性質,使其在處理中非常麻煩:
①放射性: 核廢料的放射性不能用一般的物理、化學和生物方法消除,只能靠放射性核素自身的衰變而減少。
②射線危害: 核廢料放出的射線通過物質時,發生電離和激發作用,對生物體會引起輻射損傷。
③熱能釋放: 核廢料中放射性核素通過衰變放出能量,當放射性核素含量較高時,釋放的熱能會導致核廢料的 溫度不斷上升,甚至使溶液自行沸騰,固體自行熔融。
2、世界難題
過去幾十年,如何處理核廢料一直是核工業面臨的一個懸而未解的難題。例如美國就已經在該問題上進行了長達20年的研究,並耗費了上百億美元的支出。美國在1987年首次提出了在內華達州山脈中的深層地址結構中存放核廢料的計劃,但時至今日,該計劃的實施仍然沒有任何的進展。對於有"萬年惡靈"之稱的高放射性核廢料,學界認為最為妥當的處置方法是地質深埋,但因其建造要求特殊、技術復雜,截至目前,在國際上並無一座成型的永久性放廢庫。
3、相關案例
美國:2013年3月22日,美國華盛頓州漢福德核禁區至少6個裝有核廢料的地下存儲罐發生放射性和有毒廢料泄漏。場區的177個儲罐裝有2億升高放射性核廢料,這些儲罐早已超過20年的使用期,其中不少先前發生過泄漏,估計共泄漏378萬升放射性液體。美國政府如今每年需要花費20億美元清理該場區,這個數字佔全美全部核清理預算總額的1/3。而要在該場區建設新的核廢料處理工廠,預計耗資將超過123億美元,至少到2019年才能投入使用。
前蘇聯:上世紀的冷戰期間,原蘇聯出於成本等因素考慮,將核武器工廠產生的高放廢料直接排入了附近的河流湖泊當中,造成了嚴重生態災難。位於著名的原子能城車里雅賓斯克旁邊的加臘蘇湖曾經是野生動物的樂園,如今卻因受到核廢料污染變成了一潭死水,據俄羅斯環保專家稱,該湖的生態環境在未來十幾萬年內都無法得到恢復。
1.送入太空 如果在太陽系游盪或向太陽墜落,核廢料便很難對地球上的環境造成破壞。然而,如何將核廢料送入太空還是一個難題。因為,使用火箭承載這種方式有時會遭遇發射的失敗事故。
2.深度鑽孔 深度鑽孔需要將作廢的核燃料棒包裹在密封的鋼結構中,而後埋入地下數英里深的地方。其優勢是可以在核反應堆就近地區進行鑽孔,縮短高放核廢料在處理前的運輸距離。
3.海床下儲存 海洋中大部分區域——海床都是由厚重的粘土構成,最適合吸收放射性衰變產物。然而,海床下儲存需要在水下鑽孔,有"墨西哥灣"漏油事故這一前車之鑒,貌似這種解決方案還要經受長時間的考驗才能付諸實施。此外,在海洋內處理核廢料的做法需要先修改國際協議。
4.埋入潛沒區 將核廢料埋入潛沒區(潛沒是指一個地板塊受力下降到另一板塊之下的過程)可以讓作廢的核燃料棒沿著地球構造板塊的"傳送帶"移動並最終進入地幔層。然而,埋入潛沒區這種處理方式也違背了一些國際條約。
5.冰凍處理 核廢料的溫度一般很高,將其裝入鎢球中投放到較為穩定的冰原上,鎢球會隨著周圍冰的融化向下移動,上方的融冰則又再次凝固。不過,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。
6.封入合成岩 將核廢料埋入地下需要考慮如何防止核廢料污染周圍的土壤和水。合成岩可以吸收清水反應堆和鈈核裂變產生的特定廢物。它們是一種陶瓷製品,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。
7.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深溝的水籠,地下水便不會滲入放射性物質。未來的核廢料處理裝置應該做到防泄漏,而液壓籠的作用則是防止地下水污染的情況發生。
在過去30餘年的運行中,中國核工業系統積存了幾萬立方米的中、低放固體廢物,以及目前每年會產生約150噸高放廢料。另外,專家推測,中國核廢料存儲空間上的壓力會在2030年前後出現,那時,僅核電站產生的高放射核廢料,每年就將高達3200噸。
目前,中國已建有兩座中低放射核廢料處置庫,並准備再建兩座,但還沒有一座高放射處置庫。已建成兩座中低放射核廢料處置庫,分別位於甘肅玉門和廣東大亞灣附近的北龍。
中低放廢物處理:北龍處置場等
北龍處置場佔地近21公頃,設計總處置容量為8萬立方米,距大亞灣核電站5公里,距嶺澳核電站4公里,廣東及鄰近地區核電站產生的中低放固體廢物,都會被送往這里永久處置。自1991年勘探選址到2001年11月第一次暫存大亞灣核電站的廢舊核導向筒,共耗時10年。
作為一種較為簡單的民用核處理設施,北龍處置場在約13萬平方米的范圍內,設計了70個處置單元,可以處置8萬立方米的中低放廢物。每個處置單元就是一個17米×17米×7米的立方體屏蔽箱,由鋼筋混泥土澆築而成。當一個處置單元內充滿廢物貨包之後,水泥漿將填充廢物包之間的間隙,以求固定廢物包,同時也起到增強屏蔽的作用。隨後處置單元會被鋼筋混凝土封頂。即使發生地震,它也是一個完整的水泥塊,不會輕易破裂。
西北處置廠位於地表之下,距離地表有10-20米;北龍處置場建於地表之上,形成一個方盒子樣子的封閉處。這個封閉處土埋之後形成山包,上面將種上植被,進行綠化。這兩個中低放處置場,附近還要設置幾十平方公里的安全屏障。
一個中低放處置場,一般需要與外界300-500年的隔離期。
高放廢物處理:戈壁深處的"北山一號"
無論是北龍處置場或是西北處置場,都只能收貯核電站內產生的"軟廢物"。
2005年上半年,國防科工委專門開了一個處置高放射物質研討會,著手進行中長期核廢料處置規劃,最後確定:中國將建設一座永久性高放射物質處置庫,設計壽命10000年,容量要能儲存100至200年間全中國產生的核廢料,在滿了之後就永久地封掉。即至少100年之後,大陸才會出現第二座永久性高放物處置庫。根據中國核電發展規劃,我國大約會在2015年至2020年左右,確定永久性高放射核廢料處置庫的庫址。
為避免對環境造成不良影響,高放射性核廢料必須經過嚴格的處理過程。這些核廢料首先要被製成玻璃化的固體,然後被裝入可屏蔽輻射的金屬罐中,最後將這些金屬罐放入位於地下500-1000米的處置庫內。由於核廢料的半衰期從數萬年到10萬年不等,在選擇處置庫時必須確保其地質條件能夠保障處置庫至少能在10萬年內安全。
甘肅敦煌北山是一直以來傳聞中的大陸首座地下核廢料處置庫,代號"北山一號"。不過它的准確名稱是"高放廢物地質處置庫甘肅北山預選區"。這里位於敦煌莫高窟東南約25公里,是一片與海南省面積相當的戈壁灘,人煙非常稀少,整個地區人口不到1.2萬人,可以說除了沙礫和枯黃的駱駝草以外,寂寞得連回聲都沒有。北山經濟發展較為落後,周圍沒有什麼礦產資源,建設核廢料庫對經濟發展影響較小。這里氣候條件也很理想,全年降雨量只有70毫米,而蒸發量卻達3000毫米,因此地下水位很低,也就減少了放射性元素隨地下水擴散的危險。北山還擁有便利的交通運輸條件,庫址距離鐵路只有七八十公里。此外北山的地質條件非常優越,這里地處地殼運動穩定區,庫址所在地有著完整的花崗岩體,而花崗岩是對付輻射的最好的'防護服'。國際原子能機構的專家們在北山進行考察之後稱,北山是世界上最理想的核廢料庫址之一。
高放核廢料處置場建設迫在眉睫
由於在核廢料處置庫建成之前,所有的高放射性核廢料只能暫存在核電站的硼水池裡。如果我們不能及時建成核廢料處置庫,中國核工業將面臨著核廢料無處存放的境地。
在這方面,美國曾有過慘痛的教訓。美國原計劃在1998年建成高放射性核廢料處置庫,但由於技術難度過高,盡管美國政府投入了大量財力、人力進行研究,最終還是不得不將建成時間延長至2010年。這一結果直接導致了美國40多個核電站儲存核廢料的水池全部爆滿,造成了巨大經濟損失並使核電站業主狀告美國能源部。
我國的高放射性核廢料處置庫計劃在2030-2040年建成,可以說已經相當緊迫。同時,高放射性核廢料處置庫又是一項耗資巨大的工程,以美國為例,其尤卡山核廢料處置庫工程預算達962億美元。根據中國核電未來規模,中國高放射性核廢料處置庫將耗資數百億人民幣,容量足以容納中國核工業未來產生的所有高放射性核廢料。我們的處置庫將把核廢料永遠地禁錮在地下深處。
Ⅱ 核電站用過的核廢料是怎麼處理的
核廢料之處理方法
當地點,因而常因核廢料的處理問題引起了紛爭,究竟核廢料應該如何處理呢
大致分為了以下三種方法:
1.玻璃固化法
玻璃固化法是將廢料混入玻璃材料中作成一固化之產物,如同英Harvest 計畫中
研究的.這種玻璃固化法廢料是在圓柱狀容器內製成,在英國現行的容器尺寸為
高3米,直徑約半米.依目前的核能計畫,約需 72000 個此類容器.(注二)
2.儲存法
核廢料掩埋法其實就像把食物放進倉庫里一樣,只不過他需要更精密的防護措
施.核能發電是利用核燃料分裂的熱,產生蒸汽,推動發電器風扇發電.而核分
裂已減弱的燃料便必須丟棄,稱為「核廢料」.核廢料因仍存在輻射,所以必須經
過一連串嚴密的手續,像是送去減容中心,減少廢料的體積……等.而各核電廠
都自備燃料池可儲存40年的時間,時間到了,便必須送去儲存廠,大約10年
輻射已降低至無害,可像一般垃圾處理.(注三)
3.海洋掩埋法
所謂的海洋掩埋法就是......「深海投擲法」故名思義就是將核廢料永久棄置於深海
底的意思,也就是海洋掩埋法.利用水泥固化法將核廢料儲存在鋼筒內,經過數
年的暫時儲放〈目前台灣存放在蘭嶼〉,等核廢料中的放射性降的最低後,再投
擲到深海或數千公尺海溝中,作永久性儲存.(注四)
A.核廢料可否埋存於海底
具有高度放射性的廢料是核能應用上無法避免的產物.一法是將這些廢料存置於
深海底部,但須先將此項海床存置方法對環境的沖擊及潛在的影響做一完整的
評估.高度放射性廢料的產生是核能應用上無法避免的結果.在照過燃料元件再
處理過程中,將未曾用盡的鈾及鈽收回,以供再次使用;而在此過程中將產生
一些「高階廢料」這包括分離出來的分裂產物,一些沒有被收回的鈾和鈽,其他
的錒系元素,以及一些活化產物.目前此類廢料是以液體狀態儲存於適當的封閉
容器內.雖然在短時間(數十年)內此種儲存方式頗合適,但現在理論是如欲做
長期存置,則應先將廢料予以固化.目前的人造容器的壽命還不能長至可供長半
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核廢料之處理方法
衰期的廢料在其內完全衰變.因此必須藉核轉變先將放射性廢料變成傷害性較低
之物質,再將之銷毀移除(在此種作法曾經研究過但結果並不理想).另一方法
是先固化廢料,再加以「處置」.「處置」的意義為將廢料置放於某處而不再收回.
對於處置固化高階廢料的場所,曾有三種不同的建議:(1)深洋底(2)洋
底地表下(3)陸地下的地質岩層.關於這些建議,我們必須仔細審查研究,以
便將來作決定時有足夠的資料,而能作出最佳的選擇.英國國家放射防護委員會
最近對在深洋底的處置廢料,所造成放射性的可能後果作了一番評估.在報告中
提出某些方面仍需要更多的資料與研究.在英國國家放射防護委員會的報告中,
主要是設計一種模式以研究積存於海洋底層的放射性物質如何回到人體,特別
是如何經由食物鏈導致人體感染.此項評估盡可能做得切合實際.在數據不族時
盡可能作較保守的假設,如此得到的結果會比較安全.其結果乃以個人之劑量或
一群人口的集體劑量表示出來.放射性廢料的處置需要連續不斷的作業,而上述
評估系針對核能發電總量為1.2×107(百萬瓦一年)所產生的高階廢料的處理問
題.這大約是從現在到西元2000年全球核能發電廠攢生的總廢料,我們估計屆
時核能發電量為2.5×106百萬瓦.盡管近年來在能量需求上的減少,可能使電力
的生產不能達此數,但數值上並不會因此而改變太多.再進一步假設廢料中各種
同位素的含量系比照輕水反應器的廢料比例.在西元2000年以內這是一種合理
的假設,因為屆時即使有其他形式的熱中子反應器,甚至是快滋生反應器的使
用,均將不會影響廢料產量的數量級,也不致大量產生迄今仍為慮及的核種.
Ⅲ 核廢料處理是各個核能發電國家的一大問題,日本是如何做的
日本不顧國際社會的譴責,甚至像海水中排放核廢料。這也引發了周邊海域的核污染問題。然而一般像解決核廢料這種事情都是採用在無人區域進行深層次掩埋。然而由於日本它並不是一個無人區非常多的國家,而且它的土地面積非常的狹小,所以像海洋排放核廢料是最方便的方式,但是這也給周邊國家的海洋安全造成了很大的隱患。
當然日本的核電站設施在福島核電站泄漏以前可以說是非常安全的,但是由於大地震的緣故,使得福島核電站泄漏也引起了國際社會的強烈關注,在日本這樣一個多地震多海嘯的國家,是否應該建立這么多的核電站設施,是一個非常值得思考的問題。
Ⅳ 如何識別土地裡面是否埋著核廢料
核廢料有放射性,一般用相關的檢測儀檢測放射含量即可識別。
核廢料按放射性活度及危害大小,分為高、中、低三種。我國對放射性固體廢物實行分類處置,即中低放固體廢物實行區域近地表處置,而高放固體廢物與α放射性固體廢物實行集中的深層地質處置。根據世界核學會的數據,核廢料中97%是中低放廢物,只有3%是高放廢物。
就流程而言,核電站乏燃料卸出後,要先存放在電站內的專門水池中冷卻、降低輻射。不同的是,由於乏燃料中仍有部分未燃燒的鈾和鈈,我國同法國、日本等國選擇對乏燃料進行後處理,可用的核素返回核電站,而後處理產生的高放廢物,則要運至高放廢物處置場,按照1萬年不出問題的標准「入土為安」,因此,深層地質處置場是高放廢物的最終歸宿。
Ⅳ 關於核廢料輻射的問題
從絕對安全的角度考慮,還是遠離。雖然核廢料理論上經過處理後輻射強度大大降低,如果深埋的話應該沒有問題,但是你不知道他們到底是如何具體處理的,保險起見,還是遠離。
Ⅵ 核電站的核廢料都是怎麼處理的處理不好會有什麼危害
地球是我們人類賴以生存的家園,在這顆星球上,不管是低等動物,還是高智慧的人類都離不開資源的需求。只不過動物的需求相對較簡單,而人類由於形成了文明,所以更注重能源的需求。為了減小大氣的污染,近年來核電、水電、太陽能、風電等新型清潔能源得到了飛速發展,其中核電是爭議比較大的能源。而如何處理掉這些廢料,就成了很多科學家頭疼的問題。
由於該地區沒有地震、沒有海嘯、基本沒有自然災害,回填之後也完全不需要人力管理,這個核廢料處置庫的設計壽命10萬年。世界上其他國家,包括我國也都在建設永久性核廢料處置庫。這樣處理之後的核廢料,唯一需要擔心的就是人類的好奇心。即使這些核廢料在地底10萬年也不會泄露,但是如果這些設施被不知道多少年後的人類發現了,好奇心會讓他們想要打開它,這也是很自然的事情。就像金字塔是設計給古埃及法老們永久休息之地。但是我們打開了它們,因為我們很好奇。而打開核廢料處置庫,將釋放輻射到未來的文明中。我們該如何警示這些幾千年甚至幾萬年後的文明,讓他們知道好奇心會害死貓呢?什麼時候我們才能真正安全的處理核廢料問題,而不僅僅是將它們掩埋留給子孫去解決呢?
Ⅶ 地質構造對煤層傾角和煤層深埋的影響是什麼
煤在埋藏、復形成及其後的變化制中,由於地質構造運動的影響,煤層的傾角和煤層的埋深會有一定的變化。聚煤盆地在沉降的過程中會繼續不斷接受沉積物,使得煤的埋深增大。如果盆地所在區域發生構造抬升,那麼煤層就會隨之抬升,如果表面存在風化和剝蝕甚至會使煤層出露地表。構造運動可以使原始的水平產狀的煤層發生傾沒或者翹傾,形成傾斜煤層。如果煤層所在地區發生褶皺運動,會使煤層發生褶皺變形。斷層的存在會使煤層失去完整性和連續性。
Ⅷ 核廢料的深埋指的是多少米
目前,核廢料的處理,國際上通常採用海洋和陸地兩種方法處理核廢料。一般是先經過冷卻、乾式儲存,然後再將裝有核廢料的金屬罐投入選定海域4000米以下的海底,或深埋於建在地下厚厚岩石層里的核廢料處理庫中。美國、俄羅斯、加拿大、澳大利亞等一些國家因幅員遼闊,荒原廣袤,一般採用陸地深埋法。為了保證核廢料得到安全處理,各國在投放時要接受國際監督。
Ⅸ 核廢料的處理有哪些難題
LZ的這幾個問題非常難回答,但有一點是肯定的,這個世界上沒有100%的「安全」可言。關於大陸的核廢料暫存場所,在下暫時沒找到您的這個答案從何而來,但是您所說的第二條「一個在深圳鹽田區近海某山坳」這個說法是絕對站不住腳的,尤其是作為大亞灣的核廢料暫存場所更是不可能。從技術上講,大部分被掩埋的物質應該被稱為「使用過的核燃料」,即所謂的「乏燃料」。在核燃料被運抵反應堆後,新燃料放在最外層。反應堆被封閉後一般能連續運行一至兩年。然後反應堆被重新打開,移除最內層的(也是最舊的)核燃料,並將其餘燃料依次向內層移動,最後填充新燃料。一組燃料在反應堆內會經歷3次這種循環,總共3至6年的時間。這些被移出的燃料組含有高放射性的裂變產物,並將產生數十千瓦熱輻射,因此往往都被保存在由鋼筋混凝土建造的乏燃料貯存池中,並由非常純凈的冷卻水負責降溫。這些元素的半衰期只有幾年。一段時間後,這些燃料組就被轉移到鋼制套桶中,在那裡乾燥,充入惰性氣體,然後被封閉。這些套筒最後被裝入巨大的混凝土儲存桶中,靠自然的空氣循環帶走燃料釋放的微小熱量。不過,乏燃料中的錒系元素很讓各方頭疼。當鈾原子吸收一個中子但沒有發生裂變時,就產生了錒系元素。這些物質的半衰期可達數十萬年。在乏燃料中,約有95.6%的燃料未參與反應。剩餘部分中,有3.4%是裂變反應產物,1%是鈈這類半衰期較長的錒系元素。國際原子能機構數據顯示,一座裝機容量1000兆瓦的反應堆,每年產生大約33噸核廢料。在儲存桶中存放時間越長,核廢料衰變比例就會越大。一旦因核廢料熱輻射過高而造成附近的地下水沸騰,產生的蒸汽就會使岩石碎裂,導致核廢料擴散。填埋場的選址必須選擇遠離人群居住地,埋藏較深,無淺層地下水的地方,這樣可以最大限度地避免核廢料因自身高溫或衰變反應而造成容器破裂進而對水體造成污染。至於事故發生的可能性,只能說目前我們對核處理還處於極為初級的階段,我們運用核能的時間還遠不及核廢料的半衰期長,目前關於核廢料的填埋依然是走一步看一步……滿意請採納