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技术文章

把“老虎”关进铁笼和禁锢在“地牢”里

2017/9/12 14:40:24

有人把高放废物看作老虎，提起高放废物，就“谈虎色变”。人所共知，老虎会吃人，但把老虎关在铁笼中是安全的，家长们喜欢领着孩子去动物园看老虎，没有谁担心老虎吃人的问题。如果把高放废物装在“铁笼”中，再把铁笼禁锢在“地牢”中，高放废物不也就安全了吗？
裂变反应产生的放射性核素虽有百余种，但是，大多数核素的寿命比较短，由于不断衰变，大多数核素逐渐变成了无害物质，废物处理中需要认真对付的只是那些长寿命核素。乏燃料后处理产生的废物中，有一小部分废液，放射性强度特别高，释热量大，含有一些极毒或毒性较大的长寿命核素（如镎-237、钚-239、锝-99、碘-129等），这就是常称的高放废液。
对于高放废液，人们研究了玻璃固化、人造岩石固化，能使放射性核素转移到固化基质的分子网格结构中或分子结构的骨架上，难以被溶解出来，这就像“老虎关进了笼子”一样，可以牢固地把长寿命、高毒性的放射性核素长期包封起来。现在，玻璃固化已实现了工业规模处理，法国、英国、俄罗斯、比利时、美国和印度等国家已经用玻璃固化处理了许多高放废液。人造岩石固化技术还在研究开发中。
固化的高放废物封装在特制的容器中，这种容器是用非常耐腐蚀的高级合金钢制造的。处置的时候，固化容器的周围，还填充着许多吸附性能好的膨润土材料，这样构成了多道“人工屏障”。
除此之外，还有优良的“天然屏障”。高放废物库建在几百米深地下的稳定地质层上。高放废物处置库选址在没有裂隙、断层、地震和火山活动；没有矿藏，子孙后代不会挖动它；没有地下水流过的地质体中。人们这样构筑的“地牢”真是“固若金汤、坚不可摧”。上千年以后，即使有个别核素“破笼而出”，一路上被吸附、滞留、扩散和离子交换，侥幸逃跑出来的放射性核素，行进的速度也是非常非常慢，当它们到达人类生活环境的时候，已差不多减到无害化水平了。
据科学家推算，这样的多重屏障体系，可以保证上万年，甚至数十万年的安全隔离。
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