作者簡(jiǎn)介：雷奕安，男，博士，北京大學(xué)物理學(xué)院副教授，博士生導(dǎo)師。

1、什么是“核廢料處理廠”？它做什么事情？

“核廢料處理廠”的正式名稱應(yīng)該是乏燃料后處理廠。該廠將核電廠用過(guò)的核燃料，即乏燃料，用化學(xué)方法處理，回收仍可繼續(xù)利用的鈾、钚等元素，并產(chǎn)生較多的放射性廢料，包括高放射性和中低放射性廢料。

乏燃料后處理廠一般也作為核電廠卸除燃料的場(chǎng)外保存地，能夠存放較多的乏燃料，以緩解核電廠乏燃料的存放壓力。

后處理廠一般還會(huì)有一個(gè)鈾钚混合燃料（MOX燃料）廠，以直接將后處理提取出來(lái)的钚制成核燃料組件。

在找到最終處置地之前，后處理形成的各種放射性核廢料要暫時(shí)堆放在后處理廠。

2、什么是乏燃料？有什么特點(diǎn)？

對(duì)于現(xiàn)在中國(guó)的主流核電廠，沒(méi)用過(guò)核燃料是低濃縮鈾（鈾235大約占3%，其余是鈾238）。核燃料在反應(yīng)堆中燃燒到不具經(jīng)濟(jì)性之后，電廠就會(huì)停堆，并把用過(guò)的燃料從堆芯中取出。此時(shí)的燃料成分發(fā)生變化，大約含有96%的鈾238，0.8%的鈾235，0.4%的鈾236，1%的钚239，0.1%的其它超鈾元素，其余為各種成分的裂變產(chǎn)物。

低濃縮鈾的放射性不嚴(yán)重，但是乏燃料中大量元素是強(qiáng)放射性的。隨著冷卻時(shí)間的延長(zhǎng)，放射性會(huì)逐漸降低。但放置十年之后，仍有日常放射性本底強(qiáng)度的百億倍。

乏燃料如果直接深埋處置，也可叫核廢料。

3、乏燃料怎么一般處理或處置？

主要有兩類方法:

一是不要了，直接找個(gè)安全的地方埋起來(lái)。歷史上曾經(jīng)很多國(guó)家把核廢料直接扔海里。現(xiàn)在是找一個(gè)地質(zhì)穩(wěn)定，不透水的地方，挖一個(gè)大于三百米深的地洞，埋在里面。這是深層地質(zhì)處置法。美國(guó)，加拿大，瑞典，芬蘭，德國(guó)等采取或考慮采取這類方法。

二是像法國(guó)那樣，用化學(xué)方法將乏燃料中的有用元素分離出來(lái)，繼續(xù)利用，其余的高放射性廢料固化，變成玻璃狀，然后按照上面的方法深層處置。

4、乏燃料處理廠容易發(fā)生事故嗎？

乏燃料處理具有很大的潛在風(fēng)險(xiǎn)。對(duì)技術(shù)保障，安全措施，管理，監(jiān)管都有很高的要求。在各項(xiàng)措施到位的情況下，不容易發(fā)生事故，或者發(fā)生事故后，事態(tài)可控。

由于后處理廠有大量放射性在生產(chǎn)線，和儲(chǔ)存庫(kù)中，一旦發(fā)生不可預(yù)計(jì)的大事故，危害會(huì)很大。

歷史上全球第三嚴(yán)重的核事故就是1957年前蘇聯(lián)kyshtym軍用后處理廠發(fā)生過(guò)的一次高放射性廢料儲(chǔ)存罐爆炸事件，這也是世界上唯一一次6級(jí)核事故（切爾諾貝利核福島是更嚴(yán)重的7級(jí)）。

法國(guó)的后處理廠安全記錄較好。只在86年發(fā)生過(guò)一次小事故，導(dǎo)致5名工人入院治療。

美國(guó)漢福特(Hanford site)钚工廠，即軍用后處理廠，也有較嚴(yán)重的放射性泄漏。

英國(guó)的后處理廠（THORP）2004到2005年間也發(fā)生過(guò)一次比較嚴(yán)重的泄漏事故。

從技術(shù)上來(lái)說(shuō)，后處理廠發(fā)生事故的可能性比核電廠大。因?yàn)楹穗姀S里，放射性封閉在燃料組件中，不運(yùn)動(dòng)，不操作。而后處理廠要打開封閉，并對(duì)強(qiáng)放射性的乏燃料進(jìn)行操作。

我國(guó)如果要建后處理廠，考慮到吸取了前人的經(jīng)驗(yàn)教訓(xùn)，從業(yè)人員紀(jì)律性更強(qiáng)，發(fā)生事故的可能性應(yīng)該很小。

5、后處理廠發(fā)生事故影響范圍多大？

后處理廠最有可能的事故是放射性少量泄漏，如果處理及時(shí)，影響范圍很小，不會(huì)超過(guò)廠區(qū)。即使量比較大，危險(xiǎn)區(qū)域也應(yīng)該只是周邊一兩公里范圍，影響不會(huì)很遠(yuǎn)。一般的工廠泄露處理除污比較容易，不會(huì)有長(zhǎng)期危害。

歷史上影響較廣的后處理廠事故或者泄露都是軍用廠，年代較遠(yuǎn)，監(jiān)管較差。民用廠的事故影響范圍都很小。

6、后處理廠會(huì)不會(huì)排放放射性廢水廢料？

不會(huì)。所有的放射性廢料都要封閉固化處理。高放射性廢料深埋。低放廢料要求低一些，但也必須隔離填埋。后處理廠不允許有放射性物質(zhì)外泄。

7、為什么要進(jìn)行乏燃料后處理？

一般的說(shuō)法有下面幾條：

第一是可以回收部分核燃料，節(jié)約天然鈾資源。

第二是減少需要深埋的放射性量。需要深埋的放射性毒性總量降低到直接深埋的10%，并且放射性降低到基本無(wú)害的時(shí)間也從幾十萬(wàn)縮短為1000年左右。分離出來(lái)的放射性元素也可能進(jìn)行嬗變，從而進(jìn)一步減少放射性毒性量，縮短無(wú)害化時(shí)間。

第三是為未來(lái)的快堆準(zhǔn)備生產(chǎn)燃料。

第四是為核電廠騰出乏燃料池堆放空間，解決目前國(guó)內(nèi)部分核電廠的燃眉之急。

8、國(guó)際上乏燃料（核廢料）是怎么處理的？

乏燃料后處理產(chǎn)生的高放核廢料和不處理的乏燃料都必須深埋處理。

歷史上很多國(guó)家直接將高放核廢料傾入大�；蛘咦⑷氲叵拢ㄇ疤K聯(lián)），但很快被國(guó)際法禁止。

目前具備輕水堆乏燃料處理能力的國(guó)家只有三個(gè)：法國(guó)，英國(guó)，俄羅斯。日本的后處理廠還在建，已經(jīng)開工28年。

確定走燃料循環(huán)路線（即乏燃料處理）的國(guó)家有法國(guó)，俄羅斯，日本，印度和中國(guó)。

確定直接處置乏燃料(也就是不處理）的國(guó)家有美國(guó)，加拿大，芬蘭，瑞典。

大部分國(guó)家還沒(méi)有決定走哪條路線。

9、為什么我們國(guó)家要走燃料循環(huán)路線？

在核能發(fā)展初期，人們認(rèn)為燃料循環(huán)可以提高鈾的利用率，節(jié)約鈾資源，并為以后的快堆提供燃料。核能發(fā)展會(huì)按照熱中子堆，快中子堆，聚變堆的方向發(fā)展。我國(guó)在開始開發(fā)利用核能的80年代，很自然地采取了這一明顯的路線。

印度于50年代，日本于60年代，也制定了類似的核能戰(zhàn)略。法國(guó)60年代從美國(guó)學(xué)到壓水堆技術(shù)后，由于能源短缺，開發(fā)核能意志堅(jiān)決，最先執(zhí)行這一戰(zhàn)略。

隨著時(shí)間的推移，經(jīng)驗(yàn)和研究的積累，美國(guó)覺(jué)得后處理既麻煩又不劃算，快堆也希望渺茫，因此不但沒(méi)有走燃料循環(huán)路線，還干脆立法禁止乏燃料后處理。美國(guó)是核能技術(shù)的主要開發(fā)者，對(duì)各種技術(shù)的利弊了解較深，在漢福特（Hanford）钚工廠（即軍用后處理廠）的問(wèn)題上吃虧不小，因此修改了燃料循環(huán)政策。

個(gè)人認(rèn)為，我國(guó)80年代制定的這一戰(zhàn)略，恐怕應(yīng)該根據(jù)這幾十年技術(shù)發(fā)展的現(xiàn)狀適當(dāng)調(diào)整。

10、乏燃料后處理，即燃料循環(huán)有什么缺點(diǎn)？

首先，代價(jià)高昂。由于處理涉及天量的放射性，工作環(huán)境需要極端的保障措施，一旦發(fā)生一點(diǎn)意外，后果就很嚴(yán)重。一座年處理能力800噸的化工廠，本來(lái)應(yīng)該是一個(gè)很小的廠子。大型化工廠都是從十萬(wàn)噸開始算的。如果處理普通化學(xué)產(chǎn)品，也就一個(gè)80年代的鄉(xiāng)鎮(zhèn)企業(yè)。但是我國(guó)的規(guī)劃造價(jià)已經(jīng)到了2000億元。由于事故的可能，代價(jià)的一部分也表現(xiàn)在需要比較大的隔離區(qū)。

其次，有非常大的放射性存量。核電廠運(yùn)來(lái)的乏燃料，處理后產(chǎn)生的高放核廢料，在最終處置地就緒之前，必須暫存在后處理廠。放射性存量超過(guò)一座大型核電站。龐大的放射性存量意味著巨大的潛在風(fēng)險(xiǎn)和超強(qiáng)的安保需求。

第三，建設(shè)周期長(zhǎng)。按照規(guī)劃，如果后處理廠能夠在2020年開工的話，2030年左右才能建成。對(duì)于現(xiàn)在乏燃料池已經(jīng)飽和和即將飽和的核電廠，無(wú)法解救燃眉之急。規(guī)模那么大，而且相當(dāng)敏感的國(guó)際合作項(xiàng)目，能否按照計(jì)劃進(jìn)行，實(shí)際要打一個(gè)問(wèn)號(hào)的。法國(guó)已經(jīng)確定降低核電比重，其核電運(yùn)營(yíng)企業(yè)財(cái)務(wù)狀況相當(dāng)糟糕，人才流失和后繼乏人都在所難免。日本于1989年開工的六所村后處理廠項(xiàng)目，規(guī)模也是每年800噸，完工時(shí)間已經(jīng)推遲了23次，最新的計(jì)劃是到2018年才能開始處理乏燃料。費(fèi)用也比預(yù)計(jì)的多了兩倍，達(dá)到3萬(wàn)億日元�？紤]到日本核能發(fā)展前景不明朗，即使按照最新計(jì)劃建成，項(xiàng)目能夠發(fā)揮的作用也要大打折扣。

第四，以前支持后處理的幾條理由后來(lái)發(fā)現(xiàn)都有問(wèn)題。1、提高鈾資源利用率。后處理雖然能夠提高，但是非常有限。一般說(shuō)法，后處理能提高25%的鈾資源利用率，從開始的0.37%提高到約0.46%。但提高這一點(diǎn)效率的代價(jià)實(shí)在太高了。打個(gè)比方，有點(diǎn)像把別人吃過(guò)的西瓜皮撿起來(lái)，用非常先進(jìn)的技術(shù)剔下沒(méi)有吃完的瓜瓤，進(jìn)行復(fù)雜的清洗，消毒，增甜，再按照市場(chǎng)上的西瓜單價(jià)賣給消費(fèi)者。如果市面上西瓜的價(jià)格是1塊錢1斤，這樣循環(huán)利用后的西瓜瓤成本就是10塊錢1斤，但是只能賣1塊錢1斤。新生產(chǎn)的混合燃料不僅成本高，還不好用。用完之后產(chǎn)生更多的超鈾元素，成分復(fù)雜，難以處理。現(xiàn)有的后處理技術(shù)已經(jīng)不能再處理燃燒后的混合燃料。2、減少最后處置的放射性量。雖然的確如此，但是考慮到封裝，減少的處置物體積只有一半。無(wú)害化時(shí)間也的確縮短了，但是1000年和100000年現(xiàn)在都做不到。3、為快堆運(yùn)行制備燃料。全世界經(jīng)過(guò)70年，1000億美元以上的投入，發(fā)現(xiàn)快堆并不像想象的那么容易。法國(guó)，日本都在快堆上吃過(guò)大虧。到現(xiàn)在為止，快堆，特別是鈉冷快堆，技術(shù)上是不可用的。4、為核電廠紓解乏燃料存儲(chǔ)困難。這一點(diǎn)并不難，不需要后處理廠也行。

11、如果不建后處理廠，核電廠產(chǎn)生的乏燃料怎么辦？

不建后處理廠，就是走一次通過(guò)，直接處置的路線。核電廠可以把在乏燃料池存放足夠久的燃料組件拿出來(lái)，用罐保存。這方面有例可循。也可以在建一個(gè)池子，想辦法移過(guò)去。