重大突破！中国核废料玻璃固化有多牛？是一劳永逸还是祸遗子孙？

9月11日，国内首座高水平放射性废液玻璃固化设施在四川广元正式投运。这使得我国成为世界上少数几个具备高放废液玻璃固化技术的国家。该技术是在1100度或更高温度下，将放射性废液和玻璃原料进行混合熔解，冷却后形成玻璃体，同时要求形成的玻璃体能包容放射性物质千年以上。

上图：玻璃样品

但却有很多人认为，这是将问题留给了子孙后代。真相真是如此吗？其实这玩笑有点大了。

核废料——让人谈核色变的罪魁祸首

广义上的核废料包括核燃料在上下游过程中产生的所有放射性废物。例如核电站正常运行产生的废水、废气；产自上游采矿、精炼的矿渣；核电站烧剩的废料，也称为乏燃料；甚至连科研活动所产生的放射性废物，比如实验室的手套、衣服与工人洗澡水。而狭义上则专指核电站烧剩的乏燃料。

这些废料有气体，有液体，也有固体。它们根据放射性水平不同，分别被分为3个级别，分别是高放废物（HLW），中放废物（MLW）和低放废物（LLW）。但每个国家都有自己的标准。

目前全球已经产生了25万吨的核废料，同时核废料的数量还在逐渐增长中。而预计到2030年，仅我国核电站每年产生的核废料就可达到3200吨左右。在核废料中绝大部分都是中低放废物，占比97%，其中高放废物占3%，而绝大多数源于乏燃料。

一般来说，极低放射性的废气，废液不需要复杂的处理。仅通过暂时贮存让其自发衰变，或过滤及其他化学方法就可使其放射性低于大自然本底，并可直接排放到大气环境中。真在需要注意的是固体废料，和废液浓缩液。

对于一些中低放的固体、液体和废物。从上世纪40年代开始，各国就已着手处理。不过开始它们一直选择将液体倒在深井里，或者把固体扔到海里，对环境造成了严重破坏，尤其是对水资源的污染，而现在通常是打包封存，然后直接掩埋在10-300米的地下或扔进废矿井。

但液体的核废物会到处流淌，埋到地下之后依旧会污染水源，所以要先给液体核废物固化，免得它到处乱窜。一般会将废物就掺杂进沥青或水泥里，进行沥青化和水泥化。随后熬它个大约300年左右，其放射性就不会再对人体造成任何伤害。

但对于高排放液体和废物的固化，要求就苛刻的多。因为高放核废物的放射性核素的半衰期长得吓人，需要数万年才能衰减到对人类无害的程度。比如钚239，它的半衰期有24000年，同时化学毒性很大，10毫克就可使一人致死。我们不能保证核废物在这几万年甚至几十万年的时间里，一直安全隔绝，不被腐蚀。因此，核废料玻璃固化技术应运而生。

玻璃固化的研究开始于20世纪50年代末，按操作方式可分为两种，分别为一步法与两步法。美国是研究一步法玻璃固化技术最早的国家，也是当前一步法技术最成熟的国家，通过高放废液和玻璃形成剂在玻璃熔制容器内蒸发、煅烧而熔制成玻璃。

但由于早期后处理技术处于摸索阶段，对核废液认识不够，美国并未对核废物进行后处理回收铀和钚。并且美国现存的高放废液又大都源于二战及冷战制造核武器的遗留废物。因此，经过50 多年的存放，各种化合物及元素发生一系列复杂的物理化学反应，使得美国军核时期遗留的放射性废液处理难度极大，世界罕见。

法国则提前考虑到了这些风险，认为几十万年太久，从而进行了后处理，减少了高放核废物的总量，采用了两步法，选择将高放废液先在煅烧器内转化为煅烧物，然后进入熔融器，和玻璃形成剂熔制成玻璃，是世界上第一个进入玻璃固化工业的国家。英国也因此引进了法国的两步法固化技术，而德、日则采用与美国相似的一步法玻璃固化技术。

现在，我国也实现了高放废液处理能力零的突破，成为世界上少数几个具备高放废液玻璃固化技术的国家。使得安全使用核电有了长足的进步。但对此有人认为这是把核废料的污染问题，留给了子孙后代就有点搞笑了。这些被隔绝的核废物经过时间的洗礼，其放射性终会降低至人类能接受的正常水平。当它们被子孙后代解封之时，已经没有危害了。

而且在不久前，在ADS嬗变系统的支持下，还诞生了启明星二号。它不仅将核燃料的利用率提高到了95%以上，还能对核燃料消耗完后产生的废弃物再次回收利用，堪称核废物处理神器。

其实火电站造成的辐射要比核电多的多。国内最普通的一座1000MWe的火电站，一年烧煤约350万吨，其中至少含有5吨天然铀。虽然火电站排放烟尘绝大多数被过滤系统捕获，但逃逸到环境中的放射性核素辐射强度依然会导致这样一座火电站的辐射强度比同样装机容量的核电站强50倍。（数据源自华北电力大学郝卿的《核废料处理方法及管理策略研究》）