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然而,已经改建为核废料处理厂的汉福德似乎并不友好。
当地时间5月9日,美国能源部宣布华盛顿州汉福德核废料处理厂发生事故,进入紧急状态。现场工人被迫撤离,暂无人员伤亡。虽然事故导致隧道一段塌陷,没有发生核泄漏,但具体原因还有待调查。
作为美国最大的核废料处理厂,汉福德核废料处理厂的事故再次证实了“核废料处理是世界级难题”这一说法的正确性。
核废料处理厂外的放射性缓冲区警告标志。
高放射性核废料需要数千年的时间才能衰变才变得无危险,这让科学家们感到困惑。 “业界非常担心核废料的处置。”原国家核电主管部门一位官员在接受第一财经记者采访时表示,目前“世界上没有一个国家能够找到最理想的解决方案”。
今年年初,第一财经记者参加了英国民用核能展。英国、美国、中国等国业内人士谈论最多的话题之一是如何处理退役核电站留下的放射性物质污染的材料。 。他们一致认为:这是一个巨大的市场。
半个多世纪以来,随着人类对核能的利用不断扩大,核反应堆产生的核废料不断积累。为了更好地处置核废料,包括美国和中国在内的拥有核反应堆的国家都投入了数万亿元人民币。
值得注意的是,几乎与汉福德事故发生的同时,5月10日,日本修改后的《原子能损害赔偿和反应堆报废及其他支援机构法》在日本参议院全体会议上获得通过。执政党的大多数和其他人。而成为法律后,反应堆报废成本预计将高达5000亿元左右。
“美国核辐射污染最严重的地区”
汉福德核废料处理厂发生的紧急事件主要是由于位于钚元素处理场的隧道倒塌造成的。倒塌的隧道连接着一座用于提取钚和铀元素的建筑物。里面装满了核污染物品,包括运载核燃料棒的火车上使用的物品。该处理厂正在进行大规模的核废料清理作业。满载核废料的列车将通过隧道,然后进行处理和掩埋。
隧道塌陷后,地面土壤下沉约1.2米,面积37.1平方米。 “目前看来,问题不大。”中国核电研究设计院一位高级工程师告诉第一财经记者。
美国能源部5月10日的最新消息也表示,“事故现场目前已经进入‘恢复’阶段,在保证最大安全的前提下,一支经验丰富的团队正在集中力量处理事故现场。一旦隧道恢复正常,完成后,对塌陷区域进行土方回填。”
汉福德核废料处理厂原本是一座生产核武器原材料的核工厂。它位于华盛顿州首府西雅图东南约300公里处,面积1294平方公里,略小于罗德岛州的一半。
二战期间,为了赶在纳粹德国之前制造出原子弹,美国于1941年启动了曼哈顿计划。作为曼哈顿计划的一部分,汉福德核电站建于1943年,是世界上第一座设计用于生产钚的核反应堆。
汉福德钚原料生产现场的 B 反应堆前视图。
当时,美国召集全国各地的科学家和工作人员到汉福德小镇建造提取钚所需的核反应堆和加工设施。最高峰的时候,人数超过了五万人。
1944年至1987年,汉福德核电站为美国庞大的核武器库生产了大量核原材料,并一度在美国钚的生产中发挥了关键作用。世界上第一颗原子弹和投在日本长崎的“胖子”也产自这里。 “胖子”是结束第二次世界大战的最后一颗炸弹。从此以后,核武器就没有在实战中使用过。
汉福德核电站总共建造了九个核反应堆。 1987年,最后一座核反应堆被关闭。 1989年,美国能源部与华盛顿州政府达成协议,清理核电站。现在,美国每年花费超过10亿美元清理这里的核废料,目前约有1万名工人参与清理工作。
生产钚的过程效率极低,生产极少量的钚会伴随着大量的固体和液体放射性废物。汉福德核废料处理厂的 177 个核废料容器储存了大约 2 亿升核废料,这些液体足以填满十几个游泳池。汉福德核电站因此成为典型的核废料处理厂,被誉为“美国核辐射污染最严重的地区”。
美国能源部2013年公布的数据显示,这些储存容器已经使用了20年,其中一些已经发生泄漏。其中,2013年2月15日,汉福德核电站6个装有放射性废物的核容器在地下泄漏。幸运的是,当时没有对公众健康或环境造成威胁。
美联社此前报道称,美国能源部2016年底宣布,汉福德核废料处理厂的成本已从120亿美元攀升至168亿美元(约合人民币1160亿元),成为最昂贵的建设项目之一在美国的项目。一。
福岛反应堆准备斥资5000亿元
如何处理军用和民用核废料已成为美国最大的问题之一。美国核工业发展初期,并未重视核废料的处理。废物暂时储存在冷却池或储罐中。随着时间的推移,美国从20世纪60年代到1980年代建造的核电站产生了大量的核废料,但这些核废料的处置仍然没有长期的解决方案。
核废料有两种处理方法:海洋和陆地。一般先进行冷却干燥储存,然后将装有核废料的金属罐放入选定海域4000米以下的海底,或深埋在厚厚的地下岩层中建造的核废料处理仓库中。
美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等国家由于幅员辽阔、荒野广阔,普遍采用陆地深埋方式。
美国国会于1987年通过《核废料政策法案》,授权能源部实施核废料储存政策,并从2010年开始将内华达州尤卡山指定为永久核废料储存库。然而,这一计划历时22年多时间超过 150 亿美元建造高放射性废物储存库的计划已被搁置。
一位曾赴美国考察丝兰山基地的中国业内人士向第一财经记者透露,该基地的规划在可操作性方面遇到了很多麻烦。 “这不是一个好主意。”著名核电专家、中国工程院院士徐伟告诉第一财经记者,这些经过处理的放射性核废料的(放射性)寿命可以长达数十万年。如果发生地质问题(如地震),人类就会受到影响。
这个“世界级问题”催生了一个全新的产业。 《财富》杂志援引国际原子能机构的数据称,退役和核废料管理市场总价值将达到4160亿美元(约合2.87万亿元人民币)。据《财富》杂志报道,这个工作量足以雇佣数千人一个多世纪。
以欧洲为例,目前有100多座运行反应堆,其中三分之一将在2025年启动退役程序。六年前,英国政府表示无法建设新一代核电没有储存空间来处理现有废物的工厂。英国政府一年内斥资30亿英镑建设19座核电站,而这仅仅是开始。整个过程预计耗资1000亿英镑。
核废料处理成本一直在上升。美国2014财年预算请求增加6000万美元用于核废料研究和开发。美国能源部计划在未来几年投资1580万美元用于电力研究所(EPRI)牵头的一个项目,为从商业核电站清除的高燃耗核废料设计和演示干式储存罐技术。
5月10日,日本修订后的《原子能损害赔偿和反应堆报废及其他支援机构法》在日本参议院全体会议上经执政党和其他党派多数同意通过并成为法律,其中规定:东京电力控股公司有义务为岛上核事故反应堆的报废设立储备基金。
据日本媒体报道,反应堆报废预计需要高达8万亿日元(约合人民币5000亿元)的巨额成本,这也是为了加强日本政府的参与,以确保金融稳定。力争年内实施新法。
据日本经济产业省估计,福岛第一核电站反应堆报废成本将从原来预计的2万亿日元增加到8万亿日元,每年需要约3000亿日元大约30年。
中国还面临核废料处理问题。环境保护部核与辐射安全中心总工程师柴国汉此前表示,如何应对核电站乏燃料池饱和是当务之急。
乏燃料是指在反应堆中燃烧过的核燃料。但乏燃料并不是核废料。前者95%的铀尚未燃烧,同时还产生一些新的核素,如1%的钚和4%的其他核素。通过乏燃料的处理,剩下的无法利用的部分就是核废料。
虽然乏燃料的放射性相对较低,但如果处理不当,可能会造成灾难。国际上处理它的方式主要有两种:一是永久封存地下,二是处理再利用。
中国核电企业正在努力改变这一现状,加大乏燃料回收利用力度。第一财经记者从中国核工业集团公司获悉,该集团于2015年与法国一家核电公司签署了核回收处理相关项目,该项目将能够处理800吨国内核电乏燃料。每年都会种植植物。国家国防科工局副局长王毅仁介绍,这个由中法企业合作的项目总投资高达1000亿元人民币。
(记者高歌对此文亦有贡献)