高活性核废料的管理与安全处置

1 – 引言高活性核废料的管理是核工程中最大的技术和环境挑战之一。

与普遍认知相反，这些废物会受到多重物理和化学屏障的保护，旨在防止环境泄漏和污染，持续数千年。多障碍模型目前被认为是此类材料最终处置中最安全且技术最统一的方法（IAEA，2018）。

⸻ 2 – 用过燃料的初始冷却从核反应堆移除后，乏燃料温度超过1000°C，并释放强烈的辐射。因此，它会在冷却池中停留5到10年。在这些水池中，水体具有双重功能：去除废热和提供辐射屏蔽，确保运营和环境安全（世界核能协会，2022年）。

⸻ 3 – 核废料的玻璃化冷却后，高活性残渣通过玻璃化工艺被掺入玻璃基体中。放射性物质与玻璃化合物混合，在高温下熔化，形成固体且化学稳定的块状物。该基质显著降低放射性核素的迁移率，并增强抗腐蚀和浸出的能力（EKN，2020）。

⸻ 4 – 封装与工程障碍玻璃化块封存于高强度金属容器中，通常由铜或特殊合金制成。这些容器设计能够承受地质压力、化学腐蚀和热过程数十万年。随后，这些石头被运送到地下约400米深的稳定岩石中（POSIVA，2021）。

⸻ 5 – 深层地质倾向在地质藏品库中，每个容器都被放入岩石中精确挖掘的洞穴中。这些坑底及周围填充膨润土粘土，容器安置后，隧道和坑洞用特殊粘土和混凝土完全封闭，形成冗余的封闭系统（IAEA，2018）。

⸻ 6 – 最终考量结合玻璃化、金属封装、膨润土粘土和深层地质隔离，确保废弃物保持封闭，最大限度地减少环境风险，保障后代的保护。

⸻ 参考文献

• EKN——瑞典核废料委员会。核废料处理技术。斯德哥尔摩，2020年。

• 国际原子能机构（IAEA）。放射性废物的处置。维也纳，2018年。

• 波西瓦·奥伊。乏燃料的最终处置。赫尔辛基，2021年。

• 世界核能协会。放射性废物管理。伦敦，2022年

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