当今社会，人们普遍对核能心存畏惧，对放射性物质敬而远之，尤其是核电站和核武器。然而，我们身边的放射性并非只来自核武器和核电站，它们对我们的日常生活影响其实微乎其微。我们更应该关注的是核废料的处理——核电站、科研院所、医院等废弃放射源的处理。这些是我们常常忽略却又极其可怕的放射性物质。

今天我来为大家介绍一下核废料及其处理方法。

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定义和分类

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核废料泛指核燃料生产、加工和核反应堆使用后产生的不再需要的放射性废物，也专指核反应堆乏燃料经再处理回收钚239等可用核材料后产生的不再需要的放射性废物。

核废料按其物理状态可分为固态、液态和气态三类；按其放射性活度和危害程度可分为高、中、低三类。我国对放射性固体废物实行分类处置，即中、低放射性固体废物以区域近地表方式处置，高放射性固体废物和α放射性固体废物则以集中深地质方式处置。根据世界核协会的数据，核废料中97%为中、低放射性废物，高放射性废物仅占3%。

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核废料处理

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高放射性核废料主要包括核燃料发电后产生的乏燃料及其处理物。

低、中水平放射性核废料一般包括核电站污染设备、检测设备、运行过程中的水化系统、交换树脂、废水废液、手套等物资。

中、低放射性核废料危害较小，高放射性核废料中含有多种高放射性元素，对人体危害极大，如10毫克钚就足以致人死亡，因此不同核废料的处理方法也不同。

中国按照国家标准和国际原子能机构的要求处理低、中放射性核废料，固体和液体核废料均需固化处理后装入200升不锈钢桶内，置于浅层地下处置库内。

国际上处理高放废物的方法有两种，一种是把乏燃料当做核废料，加工后装入大罐子深埋地下，目前美国、俄罗斯、加拿大、澳大利亚等国土辽阔的国家都这样做。另一种方法是把装有核废料的金属罐子扔进选定海域4000米以下的海底。中国处理高放废物的方式是先把乏燃料送往处置场进行玻璃固化，然后埋入至少500米深的地层中。

将核废料埋入永久性处置库，是目前国际上公认最安全的核废料处置方式。但在西方社会，由于环保人士的强烈反对，政府很难找到一个不受反对的核废料永久存放地点。因此，更倾向于将其暂时存放在中、低放射性核废料处置库中，同时期待在最终处理之前出现更安全、更可接受的处理技术和解决方案。为确保核废料得到安全处理，各国在释放时必须接受国际监督。

（每个核电站的临时核废料贮存设施可以贮存该核电站运行10年期间产生的核废料）

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世界各国核废料处理概况

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美国是世界上最大的核废料生产国，数百座核电站每年产生约2000吨核废料，其中高放射性乏燃料分布在39个州的131个临时贮存地点。位于内华达州拉斯维加斯西北150公里的尤卡山将成为美国首个核废料处置场。该项目于1983年启动，计划于2020年左右开始运行，2133年关闭退役，可贮存10.93万吨高放射性废料。迄今，美国能源部已斥资约60亿美元开发尤卡山核废料处置场，包括修建一条长8000米、贯穿整座山脉的U型隧道（部分路段深入地下近300米）。 美国能源部计划在尤卡山再投入至少500亿美元，修建数十条支线隧道，将核废料封装在形似油罐的钢制容器中，送入地下储存隧道。这些隧道运行100年并储存约10万吨核废料后，将永久关闭。2010年3月3日，能源部正式向核管理委员会提交申请，撤销其于2008年6月提交的尤卡山处置库建设许可申请。这意味着美国唯一的高放射性废物地质处置项目正式结束。

尤卡山核废料处理场

在德国，科技人员已确定下萨克森州的戈尔莱本、康拉德等地可作为核废料的最终贮存地。其地理条件十分理想，人口密度低、降雨少、蒸发量大、地壳相对稳定，地下数百米处有较大的盐层，可以保证核废料处置库的干燥环境。第一批核废料于1995年开始贮存，迄今已贮存了7批。德国专家认为，到2030年，德国需要建立核废料和30万立方米中低辐射核废料的最终贮存地，以贮存预计的2.4万立方米高辐射核废料和30万立方米中低辐射核废料。目前，德国多采用玻璃凝固、深埋于金属容器中的方式。高辐射核废料和玻璃被熔化凝固成半透明的圆柱体，并置于钢制容器中。 中、低辐射核废料在高湿度炉内焚烧，灰烬和水泥倒入桶形容器内，最后所有核废料用混凝土覆盖，埋入地下。

加拿大目前有190万包核废料暂时存放在22座核电站内，包裹在混凝土罐内。这些核废料的放射性将保持1万年以上。加拿大原子能公司、安大略发电公司等相关公司自1978年以来已投资8亿加元研究如何储存核废料。最初的研究重点是如何将核废料安全地储存在花岗岩中。早前的研究结果表明，“加拿大地盾”的花岗岩是唯一可以安全储存放射性核废料数千年的稳定岩石结构。加拿大政府环保部门也认为这一方案是最安全的。

日本目前有53座核反应堆用于发电，供应日本三分之一的电力。核反应堆产生的乏燃料每年约有900吨。日本的低中放射性核废料主要存放在茨城县东海村和福井县的设施中，几十年来，累计核废料储罐已超过30万个，每个容量约200升。而且每年都要新增近1万个核废料储罐。为此，日本政府每年要投入约570亿日元（约6亿美元）。1993年开始建设的青森县六所村核废料再处理厂，是一座专门负责从日本各地核电站收集的钚、铀等乏燃料中提取，然后将剩余的高放射性废液进行玻璃固化处理的工厂。 该工厂原计划于2008年正式投入运营，但由于一系列技术故障，一直未能正常运营。

法国现有59台核电机组，核电占总发电量的77%。预计到2040年将需要处置5.0×103m3高放废物玻璃化体和8.3×104m3超铀废物。高放废物的处置由法国国家放射性废物处置局负责。采用深地质处置技术路线，所选围岩为粘土岩。场址选址工作始于20世纪80年代，迄今已确定Meuse/HauteMarne场址（粘土岩），并于2004年建成地下实验室。法国于2010年启动地质处置库计划，即Cigeo地质处置工业中心计划。经过2013年公开论证，ANDRA于2015年提出建设处置库的申请，预计2019年获得处置库建设许可证，2025年建成处置库。

芬兰从1978年开始研究高放废物地质处置。2015年11月12日，芬兰政府向Posiva公司颁发了建设许可证，允许该公司在奥尔基洛托附近的欧拉约基建设最终乏燃料处置库。这是迄今为止世界上颁发的第一张最终乏燃料处置库建设许可证。该处置库于2016年下半年开工建设，将于2023年投入运行，可容纳6500吨铀乏燃料，2120年将完成回填封存。

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中国核废料处置库现状

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目前，我国已建成两座低、中放射性核废料处置库，并正在筹建两座，但暂无高放射性处置库。已建成的两座低、中放射性核废料处置库分别位于甘肃玉门和广东大亚湾附近的北龙。甘肃玉门西北处置场位于原核工业404厂，是我国最早的核工业基地之一。广东北龙处置场于1998年开工建设，2000年竣工，位于大鹏半岛排牙山东侧一处低缓山脊上，距大亚湾核电站5公里，距岭澳核电站4公里，占地面积近21公顷，总设计处置能力8万立方米，建设成本约8000万元。 主要接收和处置广东省核电站产生的低、中放射性固体废物。这两座低、中放射性处置场占地面积2050万立方米，就近需设置数十平方公里的安全屏障。西北处置厂位于地表以下，距离地表1020米；北龙处置场建在地表之上，形成一个方箱状围护结构。这个围护结构被掩埋起来形成一个小山丘，并进行了绿化。一座中、低放射性废物处置场一般需要与外界隔离30.05年，预计建设一座中、低放射性废物处置场需投资约2亿元。按照规划，除了已经建成的华南、西北两座场址外，还将在华东、西南建设两座区域性中、低放射性废物处置场。

2005年上半年，国防科工委召开高放处置研讨会，最终确定中国将建设一座永久性高放处置库，其容量可容纳中国未来100至200年内产生的核废料，且堆满后将永久封存。也就是说，大陆至少还需要100年才能拥有第二座永久性高放处置库。

根据中国核电发展规划，我国将在2015年至2020年间确定永久性高放射性核废料处置处置库场址。目前，我国场址勘察主要有华东、华南、西南、内蒙古、新疆、甘肃六大区域。

西北的甘肃敦煌北山条件十分优越，它位于敦煌莫高窟东南约25公里处，是一片面积堪比海南省的戈壁沙漠，地广人稀，整个地区人口不足1.2万人，可以说除了碎石和枯萎的驼草，寂寞得没有回音。北山经济发展比较落后，周边没有矿产资源，建设核废料处置库对经济发展影响不大。这里的气候条件也十分理想，全年降雨量只有70毫米。处置库所在地有完整的花岗岩体，而花岗岩正是抵御辐射最好的“防护衣”。国际原子能机构专家在北山考察后表示，北山是世界上最理想的核废料处置库所在地之一。

2011年，甘肃北山预选区被确定为我国高放射性废物地质处置库首选预选区，建立了系统的场址选择和场址评价方法技术体系，确定内蒙古高庙子膨润土为我国高放射性废物地质处置库首选缓冲回填材料。建立了我国首座研究热工-水力-力学-化学耦合条件下缓冲回填材料特性的大型实验装置（China-Mock-Up），获取了一批关键放射性核素的迁移行为数据，并开展了初步安全评价。

我国高放射性核废料处置库计划在2030年至2040年间建成，按照中国未来核电规模，我国高放射性核废料处置库将耗资数百亿人民币，容量足够容纳未来100-200年我国核工业产生的所有高放射性核废料，我国的处置库将把核废料永远囚​​禁在地下深处。

2014年7月18日，甘肃北山现场评估钻探工作开始。

参考

[1]翟江龙.核废料处置法律制度研究.南昌大学，2018。

[2] 佚名.地球安全盾:核废料处置库.城市与减灾,2015(01):46-50.

[3]郑金东.浅谈核废料处置库围岩.河南科技,2013(15):64.