昨天，核电行业居然收到了双重祝福：华能高温气冷堆临界充斥微信朋友圈，又一“重大突破”消息登上人民日报微信头条。

如果你对批判性话题感兴趣，可以点击这里（我不会单独写科普文章）：

今天我们重点讲述这一重大突破的故事：

简单分解一下新闻的关键词，其实有三个方向

那我们就顺着关键词来一一说吧。

核废料

什么是核废料

70多年前，核能工业先驱费米就预言，如果放射性废物处理在核工业发展过程中一直处于从属地位，那么直到今天，它必将成为一道难以逾越的坎。

与其他行业一样，核工业中核技术的生产、研究和应用都会产生废物，也称为“核废物”，或“放射性废物”。

简单来说，就是现阶段已经不能提供价值但仍具有放射性危害的材料。 （如果不保护一切，将来就可以变废为宝，所以这是现阶段）

按物理形态，放射性废物可分为气态、液态和固态放射性废物，俗称放射性“三废”；

根据放射性水平，可分为低、中、高放射性废物，也称为低、中、高放射性废物。

图来源：凤凰资讯

如何处理核废料

核废料其实有一个很重要的前提：不可能通过物理、化学、生物手段消除放射性。消除放射性的唯一方法是通过自然衰变，这就是时间，是的，等待......

核废料处理确实是一个令人头疼的问题

首先，因为他不纯洁。废物含有多种元素，半衰期也各不相同，因此同样处理会浪费资源。然而，如果想要分离单个同位素，化学手段的要求极高。

其次，因为他的放射性剂量非常强。尽管废物已经无法为反应堆提供能量，但它仍然具有很强的放射性，大量的放射性粒子使其运行变得困难。如果需要移动，除非是完全机械化的。一旦需要人类靠近，就需要严密的隔离防护。换乘和运输都是问题。

最后很难稀释，所需的水量也是天文数字。

因此，面对这种可能性不大的选择，我们能做的非常有限。其实这和垃圾分类很相似。

1.首先过滤掉有用的

2.然后把你肯定不想要的东西分成几类。

3、最后根据不同的分类采取不同的处置方法。

因此，核废料的处置方式大多有以下几种：

首先回收仍有使用价值的元素，继续制造燃料或其他用途。 （后处理）

然后将半衰期长和半衰期短的元素分开。对于半衰期短的元素，只要耐心等待，让其自然衰变，就会变成非放射性废物，可以与其他化学废物一起处理。 （低、中放射性废物处理）

对于不能再使用、半衰期较长的元素，只能储存起来。 （高放废物处置）

一座100万千瓦压水堆（PWR）电站每年排放乏燃料约25吨；它含有约23.75吨可回收铀、约200公斤钚以及约1,000公斤短寿命和中寿命裂变产物（FP）；亚锕系核素约20kg，长寿命裂变产物约30kg。

乏燃料后处理后，大部分钚和铀将作为燃料回收，一些后处理厂还回收镎。

如何应对最麻烦的高频

事实上，高放废物的困难不在于其高，而在于其保持高水平（半衰期长）。

不管你的放射性有多高，如果半衰期很短，两天后就会好，但不会永远持续下去。

比较有名的就是锝。它是一种广泛应用于医学的成像方法，使用Tc-99m，可以定位癌细胞、进行医学研究等。Tc-99也是核反应堆废物的主要成分，其半衰期为... 211,000年。

所以考虑到20万年后人类是否还是一样很难说，除了稳定性之外，你还得设计一个跨文明的标记系统，让新人能够理解。 （别以为这是玩笑，这确实是课堂上的一道题）

这就是为什么我们通常不谈论处理，而是谈论处置。

就像开会讨论一个没人能解决的问题时，领导通常会说：我们先搁置吧。

一开始，高放放射性处置其实并不是一个难题，因为它会被排放到海里，是的，就像小（而且很高兴）日本选择的方法一样。

放射性废物桶海洋倾倒作业

后来的《防止倾倒废物和其他物质污染海洋的国际公约》，通常称为“1972年伦敦公约”或“伦敦公约”，规定禁止向海洋倾倒放射性废物。

于是，路被堵住了。

海洋处置实践受挫后，考虑过很多方案：比如埋在沙漠里，埋得很深，叫深层地质处置；还有岛屿处置、冰盖处置，甚至发射到太空。 （如果发射时爆炸，我们就没用了。以防万一，这个计划会被拒绝）

当然，还有一个更吸引人的想法，那就是过去非常流行、“太先进了，无法展示”的ADS。

ADS（加速器驱动的亚临界清洁核能系统）利用加速质子流轰击核废料的目标核心，将其转变为其他低放射性核素。然而，由于太先进，它仍在研究中。

事实上，目前各国普遍采用深部地质处置，如芬兰、美国丝兰山等。 （哥斯拉里那个去了内华达州吃掉半座山的人）

丝兰山地下隧道

芬兰正在建设的高放废物处置库

深埋其中？

处置厂的选址、建设和运营是一个严肃的话题。

以西北某中低放射性废物处置场为例。其设计寿命为300年，只能接收低、中水平放射性废物。

例如，医院、学校、辐照站产生的放射性废物，300年后会在处置场衰变，这些废物的放射性也会衰变到可以豁免的水平。

正是这样的处置场只能接受中低排放水平。这也是数百名专业人士精心工作的结果。

其地质条件、地震条件、洪水周期、建筑结构、腐蚀条件、防护条件、安全设施等都是经过多次论证确定的，只是为了保证能经受300年的考验而不会发生事故。 300年内可以抵御一切风雷、地震和恐怖袭击。

对高放废物处置的要求更加严格，要求在一万年（工程设施约一千年，地质屏蔽约一万年）内，固化玻璃或陶瓷中的放射性物质不得进入环境。水量大，特别是地下水。

放射性高、半衰期长的废物的处置要求更高。不说设计和施工，光是选址就可以了。放眼全国，符合高位深部岩层处置条件的地方还很少。

我国目前唯一在建的高放放射性处置场北山预计将于2050年投入运行。

其实仔细想想，这样对付高放，有两个基本前提。

1、首先确保我们能够在可见的时间段内保证安全。

2.我相信科学会进步，我们的后代（或下一个物种）将拥有比我们更先进的技术来解决这些问题，所以先把它们埋葬吧。”

高放射性废液为什么需要玻璃化？

腐烂过程会产生热量。如果继续升温，肯定会出现熔桩等问题。

这就是为什么核事故发生后，必须不断浇水冷却。 （不然福岛哪里来这么多核废水？）

对于半衰期长达数千年的裂变产物核素来说，可靠地消除衰变热并长期储存而不泄漏非常重要。

玻璃固化是一种非常推荐的方法。

同时，对于液态的高放废物，如果不固化的话会比较麻烦：

一是后处理废液大部分是硝酸盐，放射性强，会产生氢气，可能发生爆炸；

其次，后处理废液大部分呈酸性，腐蚀性强；

第三，热量高，液体会因散热不良而沸腾，并可能因裂变物质的浓缩而变得临界。

因此，大多数后处理场所都会将高放射性液体和固体废物固结在玻璃体中。

虽然我们暂时无法解决高放射性废物的问题，但实际上有必要通过玻璃固化来确保提高放置过程中的安全性。

饭要一口吃下去，问题要一步步解决。

四川广元821厂

最初，中国的核反应堆是用于军事用途，是的，用于生产原子弹所需的钚。

中国第一个军用原子反应堆和后处理项目是20世纪50年代苏联援建的甘肃404工厂。

中苏关系紧张后，中央认为404厂安全存疑（苏军10分钟就能到达外蒙404，苏联也确实威胁要摧毁404）。因此，在三线区域又建了一座隐蔽工厂，没有受到其影响。军用原子反应堆和后处理项目的销毁已成为当务之急。

涪陵816地下核工程是中国当时准备建设的第二个军用原子反应堆及后处理工程。

由于816是建在山洞里的，钻洞工程太大、难度大，导致816的建设工期太长，而且404又很危险，所以中央要求赶紧修建821。

1969年5月30日，周恩来总理发出中共中央、中央文革中心、国务院、中央军委《关于抓紧建设821工程的联合通知》。是军发展的绝密发电项目（五）357。标题直接说“冲”字！

随后，404厂2465名员工前往四川，其中821工程1735人，家属也随之搬迁。

当然，随着821厂的建成，816厂也成为了一座从未启动过的核军用反应堆。强烈建议您参观一下。不用担心辐射问题，可以深入了解核电站，顺便吃顿火锅。

这是您可以正确看到的少数反应堆之一

20世纪80年代，随着世界进入和平发展的新阶段，1987年8月，国务院决定821厂“停止生产军品，转产民用产品”。第二次创业其实也和很多老国企一样，困难重重、波折重重，难以割舍。

因为在历史生产中，大量的核废料，特别是高放放射性废料被产生并储存在储罐中，等待处置。

这实际上说明没有能力处置高放废液，这对于一个独立核电国家来说有点尴尬。

2008年汶川地震时，821厂实际上就在地震范围内。幸运的是，废液储存罐没有损坏或泄漏。然而，这一事件却引起了国务院的警惕。为切实保障核安全，同年，国务院审议通过了《821电厂中长期退役管理总体方案》。

这也是此次高放处置工程及示范工程在四川广元启动的背景原因。

对于一个苦苦转​​型的老工厂来说，因祸得福。

目前821厂已建成国内最完善的放射性废物处理系统，成为国内退役管理领域的“领跑者”。

中德合作背后的故事

事实上，笔者对德国相当熟悉，自2015年的聚会研讨会以来，一直在关注该项目的进展。

兴奋...我们邀请了德国顶级放射性废物处理专家来中国

我个人觉得德国这些白发老人很真诚。给我印象特别深刻的是专利持有人Weisenburger博士的话：德国不再需要核工业，我们希望在中国使用我们的技术。找个好姻亲。

事实上，在该项目取得重大突破之前，新的深化项目就已经在2020年进博会上签约。

再说一遍，新闻总是过时的。

不知道这是不是一个小广告。 10月13-14日在浙江海盐举办的NME2021（核电设备及技术服务展）上，德国团队Kraftanlagen公司将出席运维论坛并发表演讲。本次大会将带来类似玻璃化的新技术服务解决方案，这也是大家非常感兴趣的福岛废水排放中反复提到的除氚技术解决方案。

如果您有兴趣，可以报名参加。

注册时请备注感兴趣的方向，我会给您发完整的资料。当然，我也希望您能来NME2021现场。

注册会议后

一套完整的信息将发送给您