多重屏障将放射性核素隔离

2018/9/10 9:40:25

1．把低中放废物禁锢三五百年

俗话说“道高一尺，魔高一丈”，“孙悟空逃不出如来佛的手掌心”。放射性废物也被人们管制得服服帖帖。

放射性核素固结在固化体中，封装在坚固的包装容器中之后，选择好地方，把它们埋藏在混凝土沟槽中。底部做过很好的处理，有承重、防渗、集水、吸附放射性核素等功能。上面要覆盖好几米厚的覆盖层，包括混凝土盖板、卵石层、沙土层、黏土层等，夯实之后还要种上植被。这样精心的构筑，防止深根植物、啮齿动物、穴居动物的闯入和人的挖掘活动。几十年之后，即使废物桶破损或老化，多数放射性核素只是被吸附在周围的土壤中。

核电站运行产生的低中水平放射性废物，所含的主要核素为钴-60（半衰期5.27年）和铯-137（半衰期30年），按半衰期来算，300年隔离之后，已经过了10个半衰期的衰变，放射性水平已经降到了原来的千分之一。这时候，即使泄漏释放到环境中去，影响也就微不足道了。

工程们对低中水平的放射性废物处置场，从选址、设计、建造到关闭，以及关闭之后的维护和监督，都作了精心的安排。

现在，世界上已建造了一百多个低中放废物处置场。我国已在甘肃和广东建造了两个低中放废物处置场。实践证明，这种处置场，对低中放废物实行安全隔离是有保障的。

2．马王堆千年古尸的启迪

1972年，我国发掘了举世闻名的长沙马王堆古墓。这座已有2100多年历史的汉墓中，出土的女尸竟然形体完整、皮肤湿润，富有弹性，部分关节可以活动，内部器官完整。胃内还保存着138.5颗瓜子。入土两千多年，几乎与新鲜尸体相似。3000多件随葬品也保存完好。

 

             

马王堆古墓的发挖现场及发掘出的女尸

马王堆古墓位于小山丘上，墓深16米，周围是水田。长沙属于亚热带气候，潮湿多雨，年降雨量多达1400毫米。就在这样的环境中，我国古代人用棺木埋葬，采取隔水、绝氧等措施，将女尸完好保存了二千多年。现代人用精心设计的多重屏障体系，处置放射性废物，完全可以深信，实现安全隔离三五百年，是绝对有把握的。

3．把“老虎”关进铁笼和禁锢在“地牢”里

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。

4．奥克洛天然反应堆对安全处置可作证

1972年，在西非加蓬共和国奥克洛（Oklo），法国人发现了一个天然反应堆。经考证，那里原来是一铀矿，经过地壳变迁，形成了罕见的富铀带（铀-235达到3.75%）。在那个地区会吸收中子的矿物（如硼、镉、稀土等）很少。后来，那里进了水，铀自发裂变的快中子，有机会变成了慢中子，具备了链式反应的条件。大约在20亿年前，发生了自持式裂变反应，持续了约有几十万年。产生了大约10吨裂变产物和1.5吨钚。法国人发现这个场址之后，国际上许多科学家去那里进行了挖掘和考察研究。研究发现，奥克洛地区是高孔隙、高渗透性、含有丰富水分的黏土沉积层。天然反应堆的裂变反应产物、锕系核素及其子体，经过20亿年漫长时间，仅迁移几十厘米到几米远。奥克洛天然反应堆说明了什么呢？它向人们证明，地质构造具有良好的阻滞长寿命放射性核素迁移和扩散的能力，能够起到有效隔离放射性核素的屏障作用。