真空網(wǎng)歡迎您!
在真空中降低核廢料的輻射- 嬗變可以替代z*終的存儲設(shè)施
標簽:
2018-07-25  閱讀

微信掃一掃分享

QQ掃一掃分享

微博掃一掃分享

核電站的放射性廢料必須儲存數(shù)千年才能停止輻射。然而,嬗變可以減少輻射,至少從原則上可以明顯降低傷害。真空在此過程中發(fā)揮著重要作用。

在真空中降低核廢料的輻射- 嬗變可以替代z*終的存儲設(shè)施

嬗變(而非儲存)是將高放射性廢料轉(zhuǎn)化為非放射性物質(zhì),或至少將半衰期縮短至可管理時長的一種前景光明的方法。真空是此過程的必備要求之一。

1500 萬年的半衰期

        約1% 的廢棄燃料棒成為"問題材料",包括放射性钚和其他高放射性同位素,其半衰期長達1500 萬年。今天,再處理工廠回收钚和剩余裂變鈾來制造新燃料棒。以前,殘余高危材料成為近乎于必須永久存儲的材料。如今,還可以將這類材料進行化學(xué)分離,讓它們發(fā)生物理變化(嬗變)。

嬗變發(fā)生在加速器驅(qū)動型系統(tǒng) (ADS) 中。ADS 的核心元件是一個長達百米的粒子加速器, 質(zhì)子在加速器中以近光速的速度加速。在此過程中,粒子之間不會發(fā)生相互碰撞。因此,系統(tǒng)中的特殊真空泵會產(chǎn)生 10-6 至 10-10 百帕的超高真空。

預(yù)期衰變

質(zhì)子撞擊蘊含大量動能和原子核的重金屬混合物。這釋放出的中子現(xiàn)在也以高能撞擊原子廢料的粒子。它們之間的碰撞會在放射性同位素的原子核中引發(fā)眾多衰變過程。在很大程度上,它們轉(zhuǎn)化為穩(wěn)定的非放射性同位素或具有超短半衰期的放射性粒子。關(guān)鍵同位素的數(shù)量可以連續(xù)縮減幾輪。

與核裂變相比,這種嬗變不會失控。如果關(guān)閉質(zhì)子束,鏈式反應(yīng)就會停止。原則上,此過程仍然可以產(chǎn)生比其所需更多的能量。這在實驗室中應(yīng)用已經(jīng)有一段時間了。自 20 世紀 90 年代以來,研究人員一直從工業(yè)規(guī)模上研究 ADS。第一個試點系統(tǒng)預(yù)計將于 2020 年在日本投入工作。第二個系統(tǒng)預(yù)計將于 2023 年在比利時摩爾投入運行。核廢料回收發(fā)電廠每年可以處理來自十座核電站的高放射性廢料。原子廢料的z*終儲存問題z*終將實現(xiàn)可控管理。