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高放射性废物
放射性废物是核燃料再處理中製造的廢物,主要以兩種形式存在:核燃料再處理中產生的廢液以及液態高放射性核廢料在玻璃化過程中生成的廢物。 液態高放射性废物在等待玻璃化的過程中一般儲存在罐中埋藏于地下。曼哈顿计划中和冷战中武器計劃產生的高放射性废物目前仍處於這種狀態,因爲通常這些武器計劃不負責廢物的處理和處置。經過一段時間冷卻之後的乏燃料和玻璃態核廢料都是可以接受的長期儲存形態。 高放射性废物含有核反應堆產生的核裂变产物和超鈾元素。這些產物的放射性很強烈,占核電站所產生的全部放射性的95%還多。也就是說,核電站產生的核廢料中,大部分都是低放射性废物和中等放射性廢物,比如反應堆的鋼製結構部件、受到沾染的保護性衣物和設備等等。 在美國,來自核電站乏燃料再處理過程的高放射性废物僅佔全部高放射性废物總量的1%。大部分高放射性废物來源於國防部門。 法國恰恰和美國相反,其高放射性废物主要來自商業乏燃料再處理。 由于其強烈放射性,在處置和運輸高放射性废物時需要特殊的密封和屏蔽措施。高放射性废物還需要時間來冷卻。在開始的幾百年,高放射性废物的熱量主要由中等壽命裂變產物銫-137和鍶-90產生。 一座典型的大型核反應堆每年生成25-30噸乏燃料。如果這些乏燃料經過核燃料再处理和玻璃化,廢物的縂體積將不超過3立方米。但是廢物釋放出的衰變熱卻不會明顯減少。 一般認爲高放射性废物的最終處理辦法是深地质处置。許多國家都有類似的計劃,比如法國、日本和德國等。.
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核燃料循环
核燃料循环(Nuclear fuel cycle),也被称为核燃料链,指的是核燃料经过在使用过程中所经过的一系列不同的阶段。它主要包括前端步骤,其中有制造核燃料的过程、使用期间的各个步骤、以及后端步骤,其中有在核燃料使用完毕时或者核燃料再处理或者处理乏核燃料的过程。如果用过的乏核燃料没有被重新处理,这个核燃料循环被称为开放核燃料循环;如果乏核燃料被重新处理,被称为封闭核燃料循环。.
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核燃料再处理
核燃料再處理技術原指用化學分離和純化的方法從經過輻照的核燃料中分離可裂變的鈈同位素。 但現代核燃料再處理已不僅僅著重于回收鈈,還可以分離其它有用的元素,比如鈾、甚至貴金屬。 再處理技術有多重目的,其重要性隨著時代變化而起伏。起初,核燃料再處理的唯一目的是分離可以用于製造原子彈的鈈。隨著核電站的普及,乏燃料越來越多,於是鈈被作為核燃料用於熱中子堆。含有鈈的混合氧化物核燃料能夠產生更多的電力,同時還能夠消耗一部分鈈。 占乏燃料絕大部分的再處理鈾可以用於快中子增殖反應堆。理論上,快中子堆還可以燃燒錒系元素。但是在鈾价低廉的時代,快中子堆商業化面臨很多困難。 核燃料再處理可以減少高放射性廢物的體積,但卻不能減低其放射性和衰變熱。因此,核燃料再處理無法消除陸地埋藏核廢料的必要性。政治上,核燃料再處理一直受到爭議。有人聲稱該技術能夠促進核擴散,以至於增加核恐怖主義的風險。核廢料陸地埋藏點的選擇也是一個熱點問題。再處理的成本問題也一直為外界詬病。 核燃料再處理厰造成的污染問題也是很多人反對此技術的一大動因。比如,大量自然界不存在放射性鍀在核燃料再處理中進入環境。截至1986年,人類核反應堆一共排放了1600公斤鍀,主要是在乏燃料再處理過程中排放的;大部分進入海洋。到2005年,最主要的排放源是英國謝拉斐爾德再處理厰(Sellafield Ltd)。据估計,1995年到1999年,該廠一共向愛爾蘭海排放了900公斤鍀。 2000年后,法律規定該廠每年只能排放140公斤鍀。 該廠的排放導致某些海產品含有微量的鍀。比如,英國坎布里亞郡西部捕獲的歐洲龍蝦和魚含有1 Bq/公斤的鍀。 即便如此,歐洲許多國家、俄羅斯和日本都有商業運作的核燃料再處理厰。美國在布什總統當政時,曾有計劃開始再處理核燃料,但該計劃在奥巴马上臺以後被擱置,而是著重于開展關於核燃料再處理的科學研究。.
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放射性废料
放射性废料是一种包含放射性物质的废料,一般在如核裂变一类的核反应中产生。事实上,一些不与核工业直接关联的的产业在各自的生产活动中也会排放出一定量的放射性废料。放射性废料按其单位体积或单位质量的放射性强弱,共分为高、中、低三级,其中低放射性廢物占据主要部分,中级与高放射性廢物较少。 一般来说,物质的放射性会随时间的推移而减弱,所以原则上所有放射性废料都可以与外界隔绝一段时间,达到使其组分不再能引起危害的目的。医用放射性物质或工业放射性物质的封存时间一般为几小时至几年,而高级废料则需要封藏上千年。如今,处置这几类放射性废料的主要途径有:.
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