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1,核废料里,哪些元素可以有再利用的价值?说详细点!谢谢

核废料里,哪些元素可以有再利用的价值?说详细点!谢谢

核废料,主要指燃料棒,而不同类型的反应堆,燃料棒的设计完全不一样,比如压水堆,沸水堆,以及目前最新的第四代高温气冷堆等,设计完全不一样。目前福岛的熔堆事故大家比较关注,就简单介绍一下这种堆型燃料棒的核废料吧。
首先,福岛核电站属于沸水堆(轻水堆的一种),相信大家都从新闻里看过了。沸水堆的燃料棒设计总的来讲就是用二氧化锆金属包裹二氧化铀核燃料,当然结构更复杂。具体的可以参见附图中压水堆的燃料棒结构。
二氧化锆是可以循环利用的,这种金属比较贵,导热性能非常好。而且用在燃料棒上面,也不用担心核辐射问题。
二氧化铀反应后会生产钚和U238,钚是可以做原子弹的,而且剧毒,剧毒,剧毒,是自然界没有的元素,全由反应堆生成。据说日本不升级反应堆,就是为了生产钚。
剩下的U238,只是核辐射少一点,但是同样有辐射,是比较难处理的,这个东西有一个好处就是密度很大,美国是把U238处理后做成穿甲弹的弹芯,还有贫铀装甲,这个大家在伊拉克战争的时候应该也有了解了。
以上就是最多的元素,具体的还有很多,而且本人了解有限,也扯不完,到此为止吧。

2,为什么核废料很难处理与处置

  首先因为他不纯。废料其中有各种各样的元素,有各种各样的半衰期,所以同样对待就会浪费资源。但是如果想要分离各个同位素,对化学手段要求极高。
  其次因为他放射性剂量很强。虽然废料已经无法再反应堆里提供能量了,但是他的放射性依然很强,大量的放射性粒子,使得对他的操作变得很艰难。如果需要移动,除非全机械化一。一旦需要人类靠近,就需要很重的隔离保护。转移,运输都成问题。
  再次因为他很难稀释。举个例子。
  放射性单位是居里(Ci),人处在0.1uCi的环境下,不会有危害。0.1uCi有多少呢?1毫升浓度为0.1 ng/L(纳克每升)的放射性砷(As-77),他的放射量有2000uCi。大家自己来算这个账,一吨核废料要稀释成什么样子,才能没危害。
  最后,因为他处理成本太高。盖个大水泥房子,放里面完事了多便宜。不要跟我说扔海底,要扔你去扔啊。也不要跟我说会地震什么的,能把几米厚水泥钢筋仓库破坏的地震发生在核反应堆周围的概率有多大。也不要跟我说扔月球或者太空,熊孩子怎么这么闹心呢。放屋里碍着你什么事了。
  综上所述,核废料处理急需要解决的问题,是如何检测,富集核反应堆周边极低浓度的锝99,还有如何处理精炼核燃料时所产生的废料。

3,为什么核废料很难处理

核能源可以说是现在各国都极为关注的一种能源,因为这种能源如果真的能广泛应用,就可以解决能源缺乏的问题,但是在应用的过程中,存在着很多的难题,比如说这种能源再利用过程之中,肯定会产生一些废料,如何才能够安全的处理掉这些废料,就成了很多科学家头痛的问题,科学家针对这个问题已经提出了很多的处理方法,但是究竟哪一种方法更加安全靠谱一些呢? 所谓的核废料,其实就是指和燃烧的过程中,核反应堆不再需要的一些放射性的废料,而现在为止,核废料其实可以简单的分为固态,液态和气态,但是这些核废料跟普通的垃圾有很大的不同,不能随意的扔在任何一个地方,或者是简单的通过燃烧就能解决的,一方面放射性核废料的放射性不能用简单的物理或者是化学方法就能够消除,只能够依靠放射性核元素自身的衰变来减少。 另一方面就是它的射线危害性,这些核废料放射通过电离和激发作用,还是会对生物的物体本身带来一定的辐射损伤,最后就是热能的释放,这种核废料在衰变的过程中会释放出一定的能量,如果它的放射性核素含量比较高,那么释放出来的能量也会比较高,就会导致温度不断的上升,甚至还会直接产生沸腾乃至固体融化等现象。 自从科学家在1945年第一次将原子核释放出来之后,人们就已经拥有了巨大能量的核电站,以及各种各样应用核能量来实现之前不可能达到的尖精科技,当然人们在使用这种能量的同时,产生的这些核废料,也对我们人类长久的生活的地球产生巨大的威胁,这就是事物的两面性。 关于这些核废料的处理,国际上现在一般来说是采用了海洋跟陆地两种不同的方法。 先将干式冷却储存之后,然后再装进核废料的金属罐里面投入到海洋,选择4000米以下的深海沉积,或者也可以将它掩埋在一些地下深深的岩石层里面,建立专门的核废料处理库。 像是在美国,俄罗斯以及加拿大这些国家,因为他们的国土面积比较辽阔,而且相对人口并不是很多,所以这些国家基本上都采用了陆地的深埋方法,这样能够保证这些核废料的安全性,而且在实行这种方法的时候,各国之间是在相互的监督,只有这样才能保护全球的安全性。 当然,关于现在核废料的处置方式,其实国际上公认最安全的方法应该是将这些核废料埋在永久性的处置库里面,不过这种方法虽然被国际上提出,而对于那些环保人士则认为这种方法非常的不妥当,因此他们强烈的反对,现在的地球上想要找一个永久性的处置库,非常的困难,而且要找一个不被反对的永久存在的地方,那更是非常的艰难。 而咱们中国目前的核废料处置,已经建成了两座放射核废料处置库,这两座核废料处置库分别是在玉门以及大亚湾,占地面积都不到50万立方米,尤其是西北地区的这座处置库距离地表大概有20米左右,另一个处置库是一个方盒子样子封闭的所在,上面种上各种各样的植被,形成很好的绿化,需要与外界隔离,最起码隔离期要达到300年到500年。 不过现在各国虽然说核能源的开发比较热门,但是对于建立这样的处置库很多的,政府还是不太积极的,主要是因为想要建设这样的处置库需要大量的资金,建造一个中低放射核废料的处置库,资金大概就需要两亿元。 除了建设中低辐射的处置库之外,目前咱们国家已经计划建设一座永久性的高放射物放置库,而且它的寿命已经设置为1万年,这个处置库建设成功之后,将能够储存100年到200年之间所使用的各种核废料,永久的被封存在这个处置库里面。 关于想要建造这个高放射物处置库它的选址可以说是非常的重要,所以国家相关工作人员进要行大量的勘探,最好是选择经济落后和一些人烟相对稀少的地区,因此国家最终选定,甘肃敦煌北山的条件比较符合,这里的面积比较广阔,而且都是隔壁,人也非常的少,除了沙砾和骆驼草之外基本上没有任何的东西,也没有什么值得开采的矿产资源。 所以国际原子能机构相关工作人员在这里考察之后,确定这个地区将是世界上最理想的建造高放射物处置库的地点。 当然也有人可能会想,为什么不把这些核废料送入太空中的其他星球,或者是直接投放到太阳上,这样岂不是不会对地球产生任何威胁。这样的想法科学家也已经提出,但是想要把核废料送入宇宙中是要承担很大的风险的,因为有可能还没等火箭离开地球就可能遭遇发射失败或者出现一些其他事故,那样那些核辐射不就全都泄露出来了。当然在科技更发达的未来还是能实现的。