放射性廢物處置研究進展

黃永鋒，許紫洋

（中國核電工程有限公司鄭州分公司，河南鄭州 450000）

放射性廢物處置研究進展

黃永鋒，許紫洋

（中國核電工程有限公司鄭州分公司，河南鄭州 450000）

隨著社會經濟的不斷發展，能源、環境問題日趨嚴重，使得人類對于低碳能源的需求迫在眉睫。隨著傳統化石燃料的消耗殆盡，核能作為一種可持續發展的清潔能源，已被廣泛應用。然而核工業會產生大量放射性廢物，不妥善處置會對環境造成極大危害。闡述了放射性廢物的概念，介紹了多種放射性廢物的處置方法。

放射性廢物；處置；研究進展

自20世紀50年代起，核工業及相關基礎研究發展迅速，在取得了良好的經濟效益與能源效益的同時，卻導致大量放射性廢物的產生。如若不能安全、高效、科學地處置放射性廢物，則會引發嚴重的公共安全事故。本文介紹了放射性廢物的種類、來源，并綜述了現有處置放射性廢物的技術現狀。

1 放射性廢物分類與來源

放射性廢物的來源主要有三個渠道∶核能產業、核工業設備廢棄與生產放射性同位素，核能產業產生的放射性廢物總量遠遠大于其他渠道。在核能生產工業中，核燃料被廣泛地應用，在整個核燃料循環體系中，乏燃料后處理廢物與乏燃料的放射性最強，最被行業人員所重視。

放射性廢物的分類標準需要相對全面地考慮相關因素，包括廢物來源、物理狀態、輻射強度、生理毒性等等。我國根據上述變量，將放射性廢物劃分為三個等級，即低放射性廢物、中放射性廢物與高放射性廢物。

2 放射性廢物處置

目前最為常見、應用最為廣泛的放射性廢物處置方案是陸地處置，具體展開包括近地表處置與地質處置。早在20世紀40年代，在美國的田納西州就采取了極為簡單的壕溝掩埋處置法，后來的英國、法國也紛紛效仿。在20世紀50年代后，隨著核工業進程的不斷推進，放射性廢物產出不斷增多，有關放射性廢物處置的討論不斷增多，技術專家綜合考慮了放射性廢物可能對環境造成的種種影響以及處置方式的可行性，陸續提出了近地表處置、深部地質處置、海洋處置以及太空處置等方案。

近地表處置，多針對衰變期相對較短的低放射性廢物直接在接近地表的環境下進行終端處置，深度一般不大于30m。低放射性廢物與中放射性廢物雖然總量最大，但處置周期不長，在處置過程中可能出現的技術難題最少，因此該處置方式近年來發展得最為迅速，截止到2000年，全球范圍內已有上百個專門針對低中放射性廢物的處置場，且處置設施趨于多樣化，如水泥、砂礫、黏土等多種屏障系統。

地質處置，是指在地下深達數百米甚至數千米的巖層中，充分利用巖層對放射性廢物的阻斷性，使一些半衰周期較長、生理毒性相對較大、放射性較高的廢物實現與生物圈徹底的隔離。20世紀60年代以來，歐美地區的發達國家、日本等亞洲國家都陸續建立了一些深部地下試驗場所，我國也在甘肅北山地區積極開展高防廢物深部地質處置的相關研究。在針對高、中放的地質處置場所選擇時，相關人員需要綜合考慮到當地的水文條件、氣象條件并結合地理物理、地理化學、環境科學學科進行大量的模擬實驗研究與環境影響評價，充分論證可行性后才能正式設立放射性廢物地質處置場所。核素在地質介質中的遷移、轉化是放射性廢物地質處置研究中最為重要的核心問題，針對此問題，多個領域的科研人員通過第一手的實地環境基礎數據，實地開展核素模擬遷移、轉化的實驗，實驗數據往往是場地性能評價的重要參考指標。

海洋處置，即向固定的海域直接傾倒放射性廢物，放射性廢物中的核素在海洋的稀釋與生態自我調節、修復功能下，以海水為屏障隔絕核廢物的放射性。然而，海洋處置對海底地質結構的穩定性要求過高，調研十分困難，所以其對海洋環境真實的影響無法被全面評價，基于多方面因素，海洋處置方法已于1982年停止。

太空處置是利用運載火箭為運輸工具，將放射性廢物運載到太空后進行后續處置，然而該處置方式依然停留在科學設想階段。

3 放射性廢物處置的最小化原則

針對放射性廢物處置的最小化原則，是指從鈾礦的勘探、采冶方面利用科學的規劃、技術實施原則、技術手段等最大程度地降低廢物的產出。例如在地勘廢物最小化方面，可通過對鈾礦選區進行集中管理，最大程度地降低污染環境的范圍；對可開采的鈾礦山（床）送水冶處理，對于邊界品位以下取樣礦石作采礦回填料，或送尾礦庫集中處置。在鈾礦采冶方面，可通過革新的技術手段控制水冶尾礦的酸堿度，從而與礦井填充的廢渣配比使用，用做采礦礦井回填料，從而最大程度明確污染控制范圍，減小污染廢物產出。

4 結束語

在核能工業不斷發展的大背景下，未來產生的放射性廢物總量將不斷增多，基于生態環境、公共安全等方面考慮，放射性廢物的處置問題必須得到充分的重視。近地表處置與地質處置是最主要的處置手段，對低、中高放射性廢物都有明顯的處理效果。除了在放射性廢物的后端處置上不斷更新技術手段，還可在源頭方面通過合理的規劃、科學的處理方式最小化放射性廢物的產生。徹底實現放射性廢物的安全處置與最小化產出，不僅利于自然生態、公共健康安全，也是未來核能工業大力發展的重要基礎和保障。

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Research Progress of Radioactive Waste Disposal

Huang Yong-feng，Xu Zi-yang

With the continuous development of social economy，energy and environmental problems become increasingly serious，making the human demand for low-carbon energy is imminent.With the depletion of traditional fossil fuels，nuclear energy has been widely used as a clean energy for sustainable development.However，the nuclear industry will produce a large number of radioactive waste，improper disposal will cause great harm to the environment.Elaborated the concept of radioactive waste，introduced a variety of radioactive waste disposal methods.

radioactive waste；disposal；research progress

X705

A

1003-6490（2017）02-0105-02

2017-01-15

黃永鋒（1988—），男，河南商丘人，助理工程師，主要從事工藝設計工作。