核废料该如何处理，奥特曼发话了

日本政府将以海洋排放方式处理福岛核电站的核污水！4月13日消息一出，全球都炸了，恐怕奥特曼听了都生气。众所周知，大海是连在一起的，随着核污水的扩散，全球生态都可能会受到影响。那么核废料到底该如何正确处理呢？

核电站与传统火力发电站相比，有着十分显著的优势，例如，没有废气排放、不加重温室效应、能量密度大（大概是化石燃料的几百万倍）等。但是如果不正确处理核废料，带有高强度放射性的物质释放到外界环境中，会对生态及民众造成伤害。不过我们也不用谈核色变，合理地利用核能、正确地处理核电站产生的核废料，核能仍是一种很优秀的能源。

核电站的工作方式，就像是烧水，只不过是用核能烧水，利用核裂变将核能转变为大量的热能，再由水把热能带出，产生高压蒸汽，从而驱动涡轮机，最终利用电磁感应定律转化成电能。

核能发电的确大多需要以去离子水作为冷却剂和慢化剂。但福岛核电站事故核废水与核电站在正常运行下排放出来的冷却水根本不是同一种水。由于地震和海啸引起的福岛核电站事故，被定为7级特大事故，这意味着大型核装置（如动力堆堆芯）的大部分放射性物质会向外释放，而且福岛核事故初期为缓解后果，向其4台机组内注入了大量海水和淡水，虽然对燃料进行了有效冷却，但由于其与损毁堆芯直接接触，产生了有大量放射性的废液，这些废液虽然已经被处理过，但还是比普通冷却水有更高的放射性，这便是这次日本决定排放的核污水。而核电站排放的普通冷却水几乎没有放射性。

核废料可以根据其物态分为固态、气态和液态，也可以根据其辐射量的大小分为低、中、高级别。高级别的核废料主要来源于从反应堆芯中换下来的燃料。低级别的核废料主要是在核电站运行期间除堆芯以外的其他废物，比如，正常产生的废水、工作人员的衣物、废弃零组件等。核废料与日常生活中的废料相比起来更加危险，其放出的射线会对生物体造成辐射损伤，产生不可逆的伤害。而且，核废料的放射性不能用任何物理、化学和生物等人工方式消除，只能靠其自身衰变减少。一些高级别的核废料的半衰期极长，对人类的威脅甚至可以持续几万年甚至数亿年。

因此，人类处理核废料有两个基本的原则：减少迁移扩散和保证长期稳定。占到所有核废料99%的低级别核废料，半衰期一般为几十年，危害相对较低。以我国的广东北龙中低放处置场为例，首先要建造好可以隔绝辐射的混凝土结构。然后将核废料压缩或者固化之后放入特定的金属桶或者混凝土容器。再将密封好的容器移入建设好的混凝土结构中，有时候根据情况需要，还会将容器放入一个个的处置单元内，然后在容器之间填充混凝土或者沙石，进一步隔绝辐射，降低泄漏风险。最后，需要在处置单元上面浇灌混凝土，并且设置可移动的防雨帐房，防止由于雨水渗入导致的有害物质泄漏。

对于极少量高级别的反应堆燃料废料，与中低级别的废料不同，我们不能挖个更深的坑将其填埋了事，从废料的产生到最终填埋，中间还需要经过复杂的流程，历经数年的时间。

这种废料的放射性很高，还会释放大量的衰变热，直接装入容器，会造成容器的熔毁并产生泄漏，甚至发生链式反应引起爆炸，后果不堪设想。因此，必须将其储存一段时间降低温度。

之后通过处理，分离出各种有用的核素进行循环利用，并且去除长寿命和不稳定的核素，以便只对含相对短寿命核素的放射性废料进行填埋处理。在这个过程中，放射性元素的回收比例可以高达98.5%～99%，不仅可以减少核废物污染的可能性，也可以提高自然资源的利用率。但是，这个过程并不能将所有核素都提取出来，还会有许多残留在核废物中，同时处理过程本身也会产生大量的低等级核废物。经过以上的步骤，剩下的顽固分子人类暂时还拿它们没有办法，只能封装好深深地埋入地底。

这种处理方法的基本概念是寻找到一个广大的、地质结构稳定的领域，通过挖掘技术挖掘到地下300米以下的地方，来储存高放射性废弃物。目的是将其与人类环境永久隔离。但是这对当地的地质要求非常严格，要求物理环境特别稳定，长久地不受水和空气的侵蚀，并能经受住地震、火山、爆炸的冲击。科学家实验证明，在花岗岩层、岩盐层以及黏土层可以有效地保证核废料容器数百年内不遭破坏。

虽然数百年后，这些存放地点会不会发生破坏仍然是无法预料的。但奥特曼只想说：直接排海里，是嫌哥斯拉们还不够多吗（奥特曼的老对手哥斯拉就是被核辐射变异的）……海洋是我们大家的，无论怎样，我们都不应该让大海受到污染呐！

//摘自中科院物理所百家号，本刊有删节/