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為什麼核廢料不能再次使用

圖文 更新时间:2024-10-14 02:41:05

9.0級地震後的2011年福島災難一直是公衆心目中核電的拐點,尤其是在歐洲。這些事件摧毀了核技術在大衆心中作為一種安全技術的形象,十年來,核技術的聲譽仍未恢複,盡管核技術在應對氣候變化方面的優勢越來越明顯。

為什麼核廢料不能再次使用(終結核廢料是否有可能)1

歐盟不願将核能納入其長期期待的“分類法”中,這決定了允許政府為核項目提供多少财政支持。這反映了這一點。立法者不确定是否通過将歐盟歸類為“過渡燃料”而将其歸為歐盟綠色金融法規的生命線,還是會因為放射性而将其永久排斥為對環境造成“重大損害”的能源形式它産生的廢物。

核廢料是公衆關于核電未來的主要論點之一。例如,在德國,它一直是該國逐步淘汰核武器的動力。“确實,公衆接受核能的最大障礙是核廢料,它是用過的還是用過的燃料,”核燃料循環專家,麻省理工學院核科學與工程學系教授Koroush Shirvan表示,告訴《可持續發展時報》。

國際共識是,高放射性廢物應存儲在深層的地質處置庫中,安全地将其鎖定多個世紀。在歐洲,Shirvan教授解釋說:“在芬蘭,一個地質倉庫目前正在建設中,而在瑞典,另一個正在接近這一階段。” “與法國類似,在将可用燃料形式(例如鈾和p)回收并從用過的燃料中回收之後,高放廢物也被留作地質處置。”

然而,基于封閉燃料循環的技術創新意味着可以大大減少廢物的數量和放射性毒性,并且将當前的鈾資源延長數千年。Shirvan教授闡述道:“封閉的燃料循環可以顯着減少用過的燃料量,這取決于核燃料中重同位素的處置策略,”這意味着“隻有通過關閉核燃料,才能真正實現具有成本效益的核能可持續性。燃油循環。”

但是,激勵必要的基礎設施建設并吸收關閉燃料循環所需的額外費用要求健康的核工業每年至少增長2.5%,并規模運行,鈾價格上漲。這是因為“随着核能計劃的擴大,關閉燃料循環所帶來的經濟利益會增加。”

考慮到核電的使用正在全球範圍内擴展,經合組織的國際能源機構預測,在2019年至2040年之間,核電的裝機容量将增長15%以上,因此減少核廢料的技術需求可能會相應增加。這樣做的一項關鍵技術是快速中子反應堆(FNR),該反應堆設計為使用由常規燃料和經過處理的乏燃料混合而成的燃料,稱為MOX。

Shirvan教授說:“乏燃料來自水冷反應堆,水冷反應堆是世界上的主要技術。” “通過使用從現有反應堆中排出的乏燃料,MOX燃料能夠減少所需的燃料量并擴大當前的鈾儲量。因此,隻有擁有大量NPP的國家才會采用封閉的燃料循環和MOX燃料制造。”

例如,法國是MOX的主要生産國,并在其水冷反應堆中使用它,而中國和日本正在緻力于MOX的商業化。俄羅斯的世界最大的核供應商羅莎托姆(Rosatom)目前是唯一一家商業運營多台FNR(theBN-600和BN-800)并準備建造另一台BN-1200M的公司。這些FNR是鈉冷卻的,其中MOX被視為燃料。

同時,有關FNR的研發及其在實現封閉式燃油循環中的應用正在迅速發展。Rosatom目前還在Seversk的試點示範能源中心(PDEC)建造用于封閉燃料循環的快速反應堆原型。Brest-OD-300動力裝置最近獲得了建造許可證,使其成為世界上第一個采用鉛冷卻快中子反應堆的實驗演示動力裝置,燃料負載計劃在2023年進行。

盡管美國,法國,日本和蘇聯-俄羅斯已經開發出了各種鈉冷快堆,但雪爾文教授指出,使用液态鉛作為冷卻劑具有幾個優點:他們的核潛艇,并被選為布雷斯特演示。鉛相對于鈉的主要優點是其高沸點使其可以在更高的溫度下運行,并且在與空氣或水相互作用時具有化學惰性,這意味着不存在着火的可能性。”

另一個例子是歐盟資助的MYRRHA設施将在比利時建造。它将包括加速器驅動系統和鉛冷卻試驗FNR,從而能夠進行高級核廢料處理的研究。它的調試計劃于2034年進行。

麻省理工學院教授說,快速反應堆技術“非常适合于燃燒地質上沒有吸引力的放射性物質以進行最終處置,并且可以繁殖出新的有用核燃料。” 兩者都是代表核工業裡程碑的功能,并且是開發和部署的遊戲規則改變者。正如國際原子能機構快速反應堆技術開發科的Stefano Monti早在2013年所指出的那樣,FNR技術可以幫助“減少放射性廢料的數量和毒性以及廢料産生的熱量,并縮短廢料的危險壽命跨度。”

通過有效地解決核懷疑論者提出的最持久的論據之一,這為核的未來使用提供了令人信服的理由。FNR可以制造出比其消耗更多的易裂變材料,這一事實不僅使它們具有很高的效率,而且一旦商業運營開始規模化,有望使核能生産真正可持續。

考慮到這些好處,這些技術進步可能會引發人們對歐洲核電的重新思考,尤其是當歐盟面臨壓力,以兌現其到2050年實現氣候中和的諾言而取得成果時。 Shirvan充滿信心,他相信核電将在不久的将來被視為可再生能源:“随着獲得更多信息以及核能和核武器的錯誤含義逐漸消失,可以合理地預測,到2050年,核能将成為可再生能源。能源以及其他可再生能源将在美國獲得公衆支持。”

但是,這不僅需要在美國,而且需要在全球範圍内為該部門的研發提供一緻的支持:“這個時間範圍在很大程度上取決于政府的舉措和公衆對該政府的信任程度。因此,很可能許多國家将在2050年之前實現這一目标。” 考慮到FNR發展令人鼓舞的進展,歐盟可能已經找到了解決其核廢料問題的方法。但是,即使歐盟立法者選擇永久避開核能,也可以實現完全成為可持續能源的想法。

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