Thugshaker
2021-03-04T13:27:53+00:00
所谓的在福岛使用氢弹可以一次性解决放射性废物,这是很明显是不符合科学的。
首先要明确一个问题,乏燃料中真正危害大的并不是铀、钚这种主要成分,而是一些次要锕系元素和长寿命裂变产物,而这也就是福岛核电站事故中最为危险的部分。到目前为止,对于高放射性废物,基本还是以传统的Redox流程为主,但是这些传统的处理流程,不管是Redox、TRUEX还是Butex方法,这些方法都是对乏燃料进行化学处理,提取其中的U和Pu,对于其中的高放射性锕系元素、其他长寿命裂变产物并无法处理,目前基本上都只能将这些高放废物玻璃化后进行地质储存,也就是建设类似于甘肃北山、美国尤卡山这种永久性的储存库放起来。
如果想要真的解决核反应中生成的Np、Tc、Am、Cm这些高放废物,就需要进行分离-嬗变,将乏燃料中的这些高放射性的废物通过萃取等化学方法分离出来,然后富集之后进行后处理,也就是之前清华搞的Purex-TRPO流程。核废料的核嬗变研究是近几年才刚刚开始的,也就是中科院近代物理所和高能物理所的ADS项目(加速器驱动次临界系统)。ADS就是通过加速器,制造高能中子流持续轰击乏燃料,来将高放射性的核素转变为短寿命的或者低放射性的核素。但是这并不意味着放射性就减小了,实际上这些短寿命(数年)的放射性核素的放射性甚至是会比中子照射之前增加的。而且即便是长时间持续照射的条件下,乏燃料中能够被嬗变的比例依旧很感人。ADS项目仍然处于研究之中。
这个传说中的方案首先第一步就很离谱,因为在不分离的情况下,使用中子照射,所有的核素均可吸收中子进行不同程度的嬗变,那你就会把一些本来稳定的或者短半衰期的核素,转变成危害性最大的高放射性核素,最后一团糟,还不如不处理。其次,除了上面所说的短寿命高中子反应截面(容易俘获中子而嬗变)核素之外,乏燃料中还有许多短寿命或者稳定的低反应截面高中子俘获能力的核素(大量俘获中子但不因此而衰变),导致中子被大量消耗掉,反而使得想要处理掉的高放射性长周期核素嬗变率很低,甚至这个过程会出现嬗变率的上限,导致更高的污染。还有就是和核弹的扳机一样的问题,如果使用氢弹作为中子源,那么中子射流进行嬗变的速度和反应堆的物理结构被摧毁的速度存在一个孰快孰慢的问题。很有可能是嬗变还没有怎么进行,整个结构就已经被冲击波所摧毁而弥散到整个环境之中,又因为结构被摧毁而远离中子流,嬗变反应无法继续,导致的是高放废料的扩散而不是解决问题。
所以所谓的用氢弹就想要一劳永逸的解决福岛核问题的说法,先想一想为什么世界各国目前对于高放废料,基本都采取深埋的地质储存的办法,而不是找一个核试验场处理掉呢?
首先要明确一个问题,乏燃料中真正危害大的并不是铀、钚这种主要成分,而是一些次要锕系元素和长寿命裂变产物,而这也就是福岛核电站事故中最为危险的部分。到目前为止,对于高放射性废物,基本还是以传统的Redox流程为主,但是这些传统的处理流程,不管是Redox、TRUEX还是Butex方法,这些方法都是对乏燃料进行化学处理,提取其中的U和Pu,对于其中的高放射性锕系元素、其他长寿命裂变产物并无法处理,目前基本上都只能将这些高放废物玻璃化后进行地质储存,也就是建设类似于甘肃北山、美国尤卡山这种永久性的储存库放起来。
如果想要真的解决核反应中生成的Np、Tc、Am、Cm这些高放废物,就需要进行分离-嬗变,将乏燃料中的这些高放射性的废物通过萃取等化学方法分离出来,然后富集之后进行后处理,也就是之前清华搞的Purex-TRPO流程。核废料的核嬗变研究是近几年才刚刚开始的,也就是中科院近代物理所和高能物理所的ADS项目(加速器驱动次临界系统)。ADS就是通过加速器,制造高能中子流持续轰击乏燃料,来将高放射性的核素转变为短寿命的或者低放射性的核素。但是这并不意味着放射性就减小了,实际上这些短寿命(数年)的放射性核素的放射性甚至是会比中子照射之前增加的。而且即便是长时间持续照射的条件下,乏燃料中能够被嬗变的比例依旧很感人。ADS项目仍然处于研究之中。
这个传说中的方案首先第一步就很离谱,因为在不分离的情况下,使用中子照射,所有的核素均可吸收中子进行不同程度的嬗变,那你就会把一些本来稳定的或者短半衰期的核素,转变成危害性最大的高放射性核素,最后一团糟,还不如不处理。其次,除了上面所说的短寿命高中子反应截面(容易俘获中子而嬗变)核素之外,乏燃料中还有许多短寿命或者稳定的低反应截面高中子俘获能力的核素(大量俘获中子但不因此而衰变),导致中子被大量消耗掉,反而使得想要处理掉的高放射性长周期核素嬗变率很低,甚至这个过程会出现嬗变率的上限,导致更高的污染。还有就是和核弹的扳机一样的问题,如果使用氢弹作为中子源,那么中子射流进行嬗变的速度和反应堆的物理结构被摧毁的速度存在一个孰快孰慢的问题。很有可能是嬗变还没有怎么进行,整个结构就已经被冲击波所摧毁而弥散到整个环境之中,又因为结构被摧毁而远离中子流,嬗变反应无法继续,导致的是高放废料的扩散而不是解决问题。
所以所谓的用氢弹就想要一劳永逸的解决福岛核问题的说法,先想一想为什么世界各国目前对于高放废料,基本都采取深埋的地质储存的办法,而不是找一个核试验场处理掉呢?