各国都头疼的核废料：我国每年有3500吨核废料，如何解决这大麻烦

综述

核能是一种干净、低碳、高效的能源，在全球能源供应中扮演着至关重要的角色。根据国际能源署（IEA）的数据，2020年全球核能发电量达到了25530亿千瓦，占据了全球电力总量的10.1%。

目前，全球有31个国家和地区拥有运行中的核电厂，总计440座反应堆，总装机容量达到392.5吉瓦。然而，核能的利用也带来了一个麻烦，那就是核废料的处理问题。

核废料的国际现状

核废料指的是在核能利用过程中产生的含有放射性物质的废物，对环境和人类健康都存在潜在的威胁。根据世界核协会（WNA）的定义，核废料可以根据其放射性水平和热输出分为高（HLW）、中（MLW）和低放射性废料（LLW）。

HLW主要包括乏核燃料和后处理废液，它们仍具有极高的辐射危害和温度，需要进行长期的隔离和处置。

MLW主要来自反应堆的运行和除役过程中产生的废物，虽然其放射性和热量较低，但仍需要进行安全的处理和储存。而LLW主要包括核设施的一般废物，例如工具、服装、滤纸等，它们的放射性和热量较低，可以进行相对简单的处理和处置。

核废料的处理需要高水平的技术和安全标准，以防止泄露和扩散，避免环境污染和人员伤害。这项工作还需要巨额经济投入和长期管理，以确保废料的安全运输、储存以及处置设施的建设和维护。

另一方面，核废料的处理问题也需要广泛的社会参与和公众认可，以减少对核能的恐惧和误解，以及对处置设施选址的抵制和反对。最终，这是一个需要国际合作和共同监督的工作，各国都应遵守相关国际条约和规定，解决跨境核废料问题。

我国处理核废料的主要方法

我国作为一个核能大国，拥有丰富的核能资源和先进的核能技术。在核能利用方面，我国一直坚持和平发展、自主创新、安全可控的道路，同时也高度重视核废料的处理和处置，采取了多种措施和方法，以保障核废料的安全管理和环境保护。

我国处理核废料的主要方法包括：

• 源头控制：通过降低核燃料的消耗和核废料的产生，我国坚持实施核力量最小化政策，保持核武器数量在最低水平，并积极支持全球核不扩散和核裁军。

同时，我国也在积极探索更有效和环保的核能发电方式，如核聚变技术，以提高核燃料的利用率。

• 安全处理：为减少核废料的放射性和体积，我国对低放射性核废料进行分类、包装和储存，以防止其对环境和人员的影响。此外，我国也对部分核废料进行重新处理，回收可再利用的核材料，如铀和钚，同时减少高放射性废液的产生。

• 嬗变利用：我国利用加速器驱动先进核能系统（ADANES），将核废料中的长寿命高放核素转化为短寿命或低放核素，以消除核废料的毒性和危险性。

通过这种系统，核废料的放射寿命由数十万年缩短到约500年，核废料的量减少到乏燃料的4%，核燃料的利用率也提高到超过95%。

• 最终处置：我国建设了多个地下存储库，用于存放经过处理和固化的高放射性核废料。这些存储库位于深层地质层中，利用地球的自然屏蔽和稳定性，防止核废料的泄漏和扩散，确保核废料的长期隔离和安全。

我国处理核废料的创新成果

我国在核废料处理领域不仅掌握了国际先进的技术，而且还取得了一系列的创新成果，展现了我国在核能领域的创新能力和领先地位。其中，最具代表性和影响力的创新成果是加速器驱动先进核能系统（ADANES）的研发和应用。

ADANES是一种集核废料的嬗变、核燃料的增殖以及核能发电于一体、具有固有防核扩散特性的先进核燃料闭式循环技术。

它是在加速器驱动次临界系统（ADS）的基础上发展而来，通过优化核燃料的组成和结构，提高核燃料的利用率和减少核废料的产生，实现了核能的高效、安全和可持续利用。

ADANES的工作原理是利用高能质子加速器轰击铅铋液态散裂靶，产生大量的快中子，驱动次临界反应堆进行核裂变反应。

反应堆的燃料是由乏核燃料和钍组成的混合氧化物，其中乏核燃料中的长寿命高放核素被快中子嬗变为短寿命或低放核素，钍被快中子转变为裂变性的铀233，从而实现了核燃料的增殖。

反应堆的热能会被转化为电能，为电网供电。反应堆卸出的燃料经过简单的后处理，去除裂变产物后，再次制成燃料组件，返回反应堆循环使用。

这样，可以将核燃料的利用率由目前不到1%提高到超过95%，处理后的核废料量不到乏燃料的4%，放射寿命由数十万年缩短到约500年。

ADANES的优势在于，它能有效解决核能利用中的三大难题，即资源、废物和安全。一方面，ADANES可以大幅提高核燃料的利用率，延长核能的可持续发展时间，从百年级别延长到万年级别。

另一方面，它可以大幅减少核废料的数量和毒性，降低对地质处置库的需求和风险，实现核废料的无害化处理。再者，ADANES可以有效防止核扩散，因为其燃料中不含可裂变的钚，而且燃料的制备和运输都需要加速器的支持，不易被滥用。

ADANES的意义在于，它可以为我国核能的发展和创新提供新的动力和方向，为我国的能源安全和环境保护做出贡献，为全球核能的合作和发展提供新的模式和平台。ADANES是我国自主创新的重大成果，也是我国对国际核能事业的重大贡献。

结语

随着加速器驱动先进核能系统（ADANES）等创新技术的不断发展，我们有望找到更为高效、安全、可持续的核废料处理解决方案。

然而，这需要全球范围内的科学家、政策制定者、企业和公众的共同努力。只有通过国际合作，分享经验和技术，共同面对核废料处理所带来的挑战，我们才能够更好地保护环境、确保核能的安全利用。

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