自1991年中國首座核電站——浙江海鹽秦山核電站并網(wǎng)發(fā)電以來，中國核電事業(yè)在十幾年間獲得了飛速發(fā)展。隨著我國核電站數(shù)量的增加，東部經(jīng)濟發(fā)達地區(qū)能源短缺的巨大壓力得到了有效緩解，但這些核電站在發(fā)電的同時也產(chǎn)生一定數(shù)量的放射性廢物。

目前我國核電站每年產(chǎn)生約2000立方米的中低水平放射性廢物和600噸乏燃料，預計到2020年這些放射性廢物和乏燃料的積存量將分別達到3萬立方米和1萬噸。放射性廢物的處理和處置問題日益成為公眾關注的焦點。

從技術層面來看，放射性廢物主要分為高、中、低水平放射性三類。高水平放射性廢物（簡稱高放廢物）主要包括核燃料在發(fā)電后產(chǎn)生的乏燃料本身及其經(jīng)處理后的含有大量裂變產(chǎn)物和超鈾核素的廢物。中、低水平放射性廢物（簡稱中、低放廢物）一般包括核電站的污染設備、運行時的水化系統(tǒng)、交換樹脂、廢水廢液和手套等勞保用品。中、低水平放射性廢物和高水平放射性廢物的處置方法各有不同。

中低放射性廢物如何處置？

我國對中、低水平放射性廢物嚴格按照國家標準和國際原子能機構的要求處理，不論是固體的還是液體的，都要進行穩(wěn)定化處理，最終填埋到專設的近地表處置設施里。

從國內(nèi)外的實踐看，中、低水平放射性廢物處置技術非常成熟可靠。目前，我國已建成兩座中、低水平放射性廢物處置設施，分別位于甘肅玉門和廣東大亞灣附近的北龍。

甘肅玉門的西北處置場位于原核工業(yè)404廠廠區(qū)內(nèi)，404廠為我國最早的核工業(yè)基地之一。廣東北龍?zhí)幹脠鍪冀ㄓ?/SPAN>1998年，于2000年建成，位于大鵬半島排牙山東側(cè)的一條低緩的小山梁上，距大亞灣核電站5公里，距嶺澳核電站4公里，占地近21公頃，設計總處置容量為8萬立方米，主要接收和處置廣東省核電站產(chǎn)生的中、低水平放射性固體廢物。

這兩個中、低水平放射性廢物處置場均屬于近地表廢物填埋處置設施，西北處置場位于地表之下，距離地表有10米~20米；北龍?zhí)幹脠鍪且粋�近地表墳堆式的處置設施。一個中、低水平放射性廢物處置場一般需要有300年~500年的隔離期。

高放射性廢物如何處置？

高水平放射性廢物主要是指乏燃料本身或者乏燃料經(jīng)后處理產(chǎn)生的高放廢液玻璃固化體。

高放廢物含有那些在裂變反應過程中產(chǎn)生的包括長壽命裂變元素和超鈾元素在內(nèi)的放射性核素，它們的放射性需要數(shù)萬年才能衰減到對人類無害的程度。同時，這些核素中有的化學毒性也很大，例如10毫克钚可使一人致死。

一座典型的100萬千瓦核電站一年產(chǎn)生20余噸乏燃料和65~100立方米中、低放廢物。乏燃料一般先暫存在核電廠自建的水池內(nèi)，水可以吸收并導出乏燃料產(chǎn)生的大部分殘余熱量（衰變熱）。每個水池一般可以貯存核電站10年運行所產(chǎn)生的乏燃料，貯存期滿后再將其轉(zhuǎn)運到集中的深地質(zhì)處置庫進行處置或者專門的乏燃料貯存設施進行貯存，等待后處理。穩(wěn)定化處理后的中、低放廢物先送與核電站配套的專用放射性廢物庫暫存，然后再轉(zhuǎn)運到就近的區(qū)域處置場或者國家指定的處置場進行處置。

在過去30年里，美國運行有100多個核反應堆用于發(fā)電，目前美國核電站產(chǎn)生的乏燃料共有4.5萬噸，并且正以每年2000噸的速度增加。德國核電站、實驗室及醫(yī)學機構每年產(chǎn)生20萬立方米放射性廢物。與美德等國相比，中國的乏燃料處理和處置還沒有到“最危險的時候”。

當前，我國共有22個核電機組投入商運，每個核電機組每年大概產(chǎn)生22噸乏燃料，但其中兩個重水堆每年大約產(chǎn)生200噸乏燃料。因此，我國核電站每年大概要產(chǎn)生500~600噸乏燃料。早期投運的核電機組乏燃料貯存壓力已經(jīng)逐漸凸顯出來，據(jù)專家推測，中國乏燃料貯存的壓力會在2030年前后出現(xiàn)，那時，核電站產(chǎn)生的乏燃料每年將達3200噸左右。

相對于中、低放廢物處置而言，高放廢物處置的技術難點更多。目前看來，唯一在工程技術上可行、安全上可控的是深地質(zhì)處置。

所謂深地質(zhì)處置，簡單地說就是深層填埋。地質(zhì)處置庫是一個礦山式的地下工程，距地表500米~1000米深。為了保障核素不會向外遷移，必須設置層層屏障。首先將乏燃料用耐腐蝕的金屬罐進行密封或者將后處理的高放廢液進行玻璃固化，再將玻璃固化體裝入金屬罐內(nèi)。在處置庫中再在這些廢物罐周圍充填緩沖材料。同時還要找到一塊巨大的天然巖體或地層做處置庫的天然屏障。

處置庫的主要功能就是永久地隔離高放廢物。處置庫由多重屏障組成，能有效地阻擋高放廢物中放射性核素的遷移。首先是工程屏障，乏燃料的燃料芯塊本身就是燒結陶瓷材料，不易彌散，這些芯塊又裝在鋯合金管內(nèi)構成一組乏燃料，處置前乏燃料又被裝入金屬罐內(nèi)，而乏燃料經(jīng)后處理已經(jīng)變成玻璃固化體的高放廢物，被放在金屬廢物罐內(nèi)，外面均還有40~50厘米厚的外包裝，用鈦鋼、不銹鋼或銅制成。這些工程屏障都可以屏蔽射線，阻擋高放廢物中的核素泄漏。最外面的一層緩沖材料一般選用天然材料（如膨潤土），一遇到水就膨脹，并且能夠阻擋外面的水進入和里面的放射性核素泄露出來。其次經(jīng)過精心選擇的位于穩(wěn)定地質(zhì)體中的花崗巖或粘土巖是處置庫的天然屏障。

為避免對當?shù)丨h(huán)境造成不良影響，高放廢物必須經(jīng)過嚴格的處理，如被制成玻璃化的固體，然后被裝入可屏蔽輻射的金屬罐中，最后將這些金屬罐放入位于地下500米~1000米的處置庫內(nèi)。由于高放廢物含有壽命很長的放射性核素，在選擇處置庫時必須確保其地質(zhì)條件能夠保障處置庫至少在1~10萬年內(nèi)的安全。

為核電站提供核燃料的鈾礦礦藏一般都蘊藏在斷層較多、地質(zhì)條件不穩(wěn)定的地區(qū)，但是只要不開采，這些鈾礦床并不會對地表環(huán)境造成什么影響。放射性廢物處置庫建設在一個沒有地質(zhì)斷層，地殼運動穩(wěn)定的地方，深度比鈾礦床要深很多，周圍又設有層層的工程屏障，使其與外部環(huán)境相隔離。

既然與地表隔離條件不好的鈾礦床都不會對地表環(huán)境造成什么影響，那么專門建設的放射性廢物處置庫必然比天然的鈾礦床更加安全。而這已經(jīng)經(jīng)過了大量的工程研究證實。