萬噸核反應堆乏燃料為啥成了燙手山芋

——院士痛陳核燃料後處理研發與工藝裝備嚴重滯後

“在核燃料後處理上我們是一個後進的國家,這不得不承認。”

雖然,朱永公式院士手拿話筒有些顫抖,但他的語氣卻異常冷靜:“多年來,我國對核燃料循環後段處理缺乏系統研究,沒有頂層科學規劃,研究力量分散,基礎研究缺乏支持,這樣下去勢必影響核電站的可持續發展。”

今年10月16日,是我國第一顆原子彈試驗成功52周年。15日,朱院士與其他9位核化學與放射化學界院士相聚在北京應物會議中心,他們理應拍手相慶,但是一說起我國的核燃料後處理的現狀,氣氛一下子變得嚴肅起來。

而在今年8月,中法合作核循環項目在連雲港擬選廠址一事引起了當地居民強烈反對,最終地方政府宣布永久停止該項目的選址規劃。

我國首個商業核電站1991年就投入運行,為何到今天還在為乏燃料處理廠選址困惑?朱院士痛陳的問題其根源又在哪?多位院士和專家向科技日報記者闡述觀點。

乏燃料是“魔鬼”嗎

乏燃料,是指在反應堆內燃燒過的核燃料,經過一定的時間從反應堆內卸出。乏燃料並非核廢料。其中仍有95%的鈾沒有燃燒,同時還會產生一些新核素,如1%的鈈和4%的其他核素。

到2020年,我國預計建成5800萬千瓦核反應堆機組,每年產生的乏燃料超過1000噸,乏燃料累計總量約1萬噸。

“諾貝爾獎獲得者伯頓·里克特曾經寫過一篇討論核能的文章《兩個魔鬼之間》,我們幹的就是降妖除魔的事。”清華大學教授陳靖形象地說。

乏燃料具有很強的放射性,如果處置不當將引發難以估量的災難。對於這個“魔鬼”,國際上有兩種辦法:一是永久禁錮在地下,二是“招安”部分可用之才。

“美國耗資1000億美元在尤卡山挖了一個幾百米深的地下儲藏基地,但是到2015年,儲量已經達到75%,過不了幾年就要裝滿了,接下來怎麼辦?”陳靖反問道。因此,自奧巴馬上任後,美國政府就暫停向尤卡山繼續存放乏燃料,另尋出路。

而我國人多地少的國情決定了環境容量更為有限,把問題留給後代既不負責也不現實。

如何鎖緊“潘多拉魔盒”

在天然鈾中,僅有不到1%的鈾同位素——鈾235,能夠在熱中子的作用下發生裂變反應,而占天然鈾絕大部分的鈾238卻不能。這就意味着,鈾燃料中有99%的能量未被利用。

因此,核燃料循環後處理就是要回收鈾、鈈等易裂變材料,以及可以利用的次錒系元素等物質,並製成核燃料組件再次使用,而其他放射性核素固化製成玻璃塊狀的高放廢物封存。

那麼,對乏燃料的處理是否意味着打開了“潘多拉魔盒”?

“所有的處理都在常溫下進行,這與切爾諾貝利或福島因為核反應堆高溫導致泄露完全不同。”陳靖說,“再配合成熟的臨界安全管控措施,處理廠的風險是非常低的。”