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探索可持续核能: 热度 2 Jacking 2014-4-7 03:56; 探索可持续核能 ——解读中科院战略性先导科技专项“未来先进核裂变能” 文 / 陈钊对于能源领域的科研人员来说，最大的梦想莫过于为人类找到一种可持续发展的能源。所谓可持续能源，是指即能满足当代人需求，又不损害后代，并且能够实现可持续供应的能源。针对这个目标，科研人员从多个领域进行了探索，如太阳能、风能、氢能等。在这些领域里，也包括了对可持续核能的探索。核能要想成为一种可持续发展的能源，必须解决两大问题，分别是核燃料供应和核废料处理。核燃料供应属于前端问题，只有核燃料供应得到了保障，才有所谓的可持续发展。核废料处理属于后端问题，只有将核废料进行妥善处理，才能满足不损害后代的基本要求。针对这两个问题，核能领域的科研人员开展了大量的研究工作，如美国能源部发起的第四代反应堆研究计划、比尔 · 盖茨投资开发的行波堆等。作为目前世界上核能发展规模最大的国家，中国同样也在积极探索可持续核能。 2011 年 1 月，中国科学院在 “ 创新 2020” 新闻发布会上，正式宣布启动战略性先导科技专项 “ 未来先进核裂变能 ” 。该专项针对核燃料供应和核废料处理这两大问题，分别设立了 “ 钍基熔盐堆核能系统 (TMSR)” 和 “ADS 嬗变系统 ” 两大研究项目。现在，让我们一起来了解一下中科院的这两个研究项目是如何实现核能的可持续发展的。裂变反应的基本原理我们知道，原子核是由中子和质子组成的，其中质子带正电荷，中子不带电。一个处于稳定状态的原子核，里面有两种力在起作用，分别是库伦力和核力。库伦力是指带正电荷的质子之间相互排斥的力（同性相斥）；而核力是一种只有在原子核尺度内才有的力，这种力把原子核内部的质子和中子聚集起来，形成一个近似球形的稳定原子核。图 1 原子核受力示意图当有外来的力打破原子核内部力的平衡时，原子核便可能分裂开来，这便是所谓的裂变反应。不同原子核发生裂变反应的容易程度是不一样的。大概可以这么认为，原子核内质子数目越多，库仑力越大，越容易发生裂变反应（专业表述为：裂变势垒越大，越容易裂变）。于是，人们就很自然地把目光落在自然界中质子数最大的元素 —— 铀（质子数 92 ）。同一种元素，由于原子核内部的中子数不一样，形成了不同的同位素，如 92 个质子加 143 个中子形成铀 -235 ， 92 个质子加 146 个中子形成铀 -238 。同一种元素的不同同位素，发生裂变反应的容易程度也有所区别。人们通过实验发现，在同一种元素的不同同位素里，原子质量为偶数的原子核比原子质量为奇数的原子核更容易发生裂变反应（专业表述为：偶数 A 的原子核的与外来中子的结合能比奇数 A 的原子核的结合能大，能够提供更多的激发能）。所以，铀 -235 吸收一个中子后变为铀 -236 ，原子数目变为偶数，容易发生裂变；而铀 -238 吸收一个中子后变为铀 -239 ，原子数目变为奇数，不容易发生裂变。图 2 裂变反应示意图一个原子核能否发生裂变，除了与本身的特性有关，还与轰击它的外来中子的能量有关。中子的能量，能量大的中子称为快中子，能量小的中子称为热中子。越难发生裂变反应的原子核，就需要能量的越高的中子来轰击它，才有可能发生裂变反应。所以，同样是铀的同位素，铀 -235 属于比较容易发生裂变的核素，用热中子来轰击它就可以，而铀 -238 属于比较难发生裂变的核素，需要用快中子才有可能让它发生裂变。当一个原子核发生了裂变反应，它可以释放巨大的能量。这种能量的来源，是裂变反应前后的质量亏损。根据爱因斯坦质能方程（ E=mC 2 ），物体的质量和能量之间的关系是产生的能量等于消失的质量剩于光速的平方。我们知道光速是一个非常大的数值，而光速的平方更是一个天文数字。所以，只要有一点点质量的消失，就可以产生巨大的能量。一千克铀 -235 发生裂变反应所产生的能量相当于 270 万千克标准煤产生的能量，两者相差 270 万倍。图 3 一千克铀 -235 发生裂变所具有的能量如何让钍成为核燃料理论上，只要能发生裂变反应的物质，都可以用作核燃料。但实际上，只有三种元素是比较容易发生裂变反应的，它们是铀 -233 ，铀 -235 和钚 -239 ，称为易裂变核素。在这三种易裂变核素里，只有铀 -235 是自然界中天然存在，所以我们现在的核电站才使用铀 -235 作为核燃料。铀 -235 在天然铀矿里的含量不到 1% ，其储量非常有限。按照国际原子能机构 (IAEA) 的估算，目前探明的铀 -235 资源只能供应人类使用 80 年左右。由于铀 -235 的储量有限，研究人员把目光投向了另外两种易裂变核素，铀 -233 和钚 -239 。虽然这两种元素在自然界中不存在，但我们可以进行人工生产。钍是自然界中和铀相似的另一种重核元素，它的原子核里含有 90 个质子和 142 个中子，质量数为 232 ，称为钍 -232 。当我们用中子轰击钍 -232 时，它不会发生裂变，而是把这个中子“吃”进去，形成钍 -233 。钍 -233 不是稳定物质，它会逐渐衰变，最终成为铀 -233 （见钍 - 铀转换反应式）。根据这个原理，我们就可以通过钍 -232 来生产铀 -233 ，而铀 -233 跟铀 -235 一样可以直接作为核电站的燃料使用。钍 - 铀转换反应式自然界中钍资源非常丰富，其储量大约是铀资源的 3-4 倍。这里的铀资源不仅指铀 -235 ，还包含了目前还没能利用的占天然铀 99% 以上的铀 -238 。所以，如果能够按照上述方法，将钍 -232 转换成铀 -233 ，那么核燃料的供应便不再是个问题了。当然，这种核燃料的生产技术并不像我们写核反应式一样简单，而是需要解决大量的科学问题和工程技术问题。这些问题可以说每一项都是一个世界性难题。中科院设立的 “ 钍基熔盐堆核能系统 (TMSR)” 项目，目的就在于集合一批科研力量来解决这一系列的世界性难题，从而为实现可持续核能扫除前端障碍。核废料的嬗变处理解决了前端问题，我们还需要妥善处理后端问题，才能实现核能的可持续发展。那么，核电站卸出来的核废料该如何处理呢？所谓的核废料，指在核电站中燃烧过后卸出来的核燃料，一般称为乏燃料。在乏燃料中，含有多种物质，如表一所示。其中，铀是还没有燃烧完的核燃料，钚和次锕系元素（简称 MA ）是由于铀原子吸收中子但没有发生裂变反应而产生的新的物质，而裂变产物则是铀原子发生裂变反应后产生的物质，其中半衰期较长的称为长寿命裂变产物（简称 LLFP ）。乏燃料的潜在危害主要来自 MA 和 LLFP ，它们具有非常强的放射性，而且需要存放几万甚至几十万年，才能让其放射性水平降到天然铀矿的水平。表一乏燃料成分对于乏燃料的处理，目前有两种不同的思路。一种方法是直接将乏燃料进行封装固化，然后深地填埋，称为“直接处置（ Direct disposal ）”。这种方法操作简单，便于防止核扩散，但由于需要在地质层中长期存放，其环境风险无法预期，同时还浪费了很多可利用的资源。另一种方法是将其中可以回收利用的元素如铀、钚等提取出来，进行再利用，剩下的 MA 和 LLFP 再固化封装，进行最终处理，称为“再处理（ Reprocessing ）”或 “ 闭式循环 ” 。这种方法可以回收可利用资源，提高资料利用率，还可以大幅减少需要最终处理的核废料的量。无论是“直接处置”还是“再处理”，都需要一个妥善处理高放核废料（包括 MA 和 LLFP ）的最终方案。针对这个问题，人们从上个世纪 50 年代起就开始了相关研究。有人曾提出用火箭把高放废料送到太空中，或者把高放废物放置在南极或北极的冰盖上等，但这些方法技术可行性都不高，且无法确保绝对安全。根据裂变反应的原理，人们提出了一种先进的核废料处理方法，称为嬗变处理。所谓嬗变处理，是指用中子轰击这些高放核废料，让它们发生裂变反应，变成寿命短、危害小的其他元素。但是，要想让这些高放核废料发生裂变反应并不是一件容易的事情，它们需要用能量极高的中子轰击，才有可能发生裂变反应。现有核电站（热中子反应堆）的中子能量约为 0.025eV ，而嬗变核废料的中子能量需要达到 1MeV 左右。现在，摆在我们面前的问题便是如何获得这些高能量的中子。 ( 注： eV 称为电子伏，是中子能量的单位， 1MeV=10 6 eV) 在核领域里，有一种装置叫质子加速器，顾名思义，它是用来加速质子速度的。通过这种装置，我们可以获得能量极高的质子。用这些质子轰击靶材料（一般选择铅或铅铋合金），即用质子将重金属的原子核打散，就可以获得能量很高的中子，这种反应成为散裂反应。通过实验得知，一个高能质子轰击靶材料，可以产生大约 30 个高能中子。用这些高能中子作为中子源，维持反应堆内的核燃料发生裂变反应，就可以持续不断地获得高能中子了。将高放核废料放入这些反应堆内，接受高能中子的轰击，就可以进行核废料的嬗变处理。 Carlo Rubbia CarloRubbia 等人提出的 ADS 嬗变系统示意图上述描述的核废料嬗变处理装置称为加速器驱动次临界嬗变系统（ ADS 嬗变系统）。它是在上世纪 90 年代，由诺贝尔物理学奖得主 Carlo Rubbia 为首的欧洲核物理学家提出的。这种方法并不能将核废料完全消除，但可以将核废料的寿命从几万年降低到几百年，并且可以显著降低核废料的放射性毒性和减少需要最终存储的量，这就可以极大地降低核废料对环境的危害程度。目前， ADS 嬗变被认为是最为理想的核废料处理方案。要实现核废料的 ADS 嬗变处理，需要建造一台能量和稳定性都很高的质子加速器，还要掌握可靠的散裂靶技术和先进反应堆技术（如铅铋反应堆），其技术难度可想而知。目前，世界上还没有成功建造 ADS 的经验。中科院设立的 “ADS 嬗变系统 ” ，目标就是要攻克这一系列的难题，建成一座 ADS 嬗变系统。如果中科院的计划能够顺利推进，我国将极有可能成为世界上第一个建成 ADS 嬗变系统的国家。发展先进核能，造福人类社会，是一代又一代核能科技工作者共同的心愿。路漫漫其修远兮，吾将上下而求索。相信在未来可持续核能的探索道路上，会有越来越多中国科技人员重要的身影。 2014 年 4 月 06 日星期天于德国，卡尔斯鲁厄， KIT 作者简介：陈钊（ 1987- ），男，广东潮州人，中国科学技术大学核科学技术学院博士生，德国卡尔斯鲁厄理工学院（ KIT ）核能技术研究所国家公派联合培养博士生，从事先进核能系统的设计与安全分析研究。科学网博客： http://blog.sciencenet.cn/u/Jacking E-MAIL: zchen214@mail.ustc.edu.cn; 个人分类: 核能科普|5814 次阅读|2 个评论

我们身边的能源有多危险？: 热度 6 Jacking 2014-3-30 01:09; 我们身边的能源有多危险？陈钊 2014-03-29 能源技术的发展极大地推动了人类文明的进步，尤其是 19 世纪 70 年代以来，电力的广泛应用更是极大地改善了人们的生活。然而，能源的使用是需要付出代价的，这种代价不仅仅是能源资源的消耗，还包含着对人体健康的危害。一方面，能源的生产和使用过程经常会有事故发生，这种事故经常会造成人员伤亡或重大经济损失。根据国家安监总局公布的数据，从 2000 年到 2011 年间，我国矿难死亡人数达到了 5.5 万人以上。而根据联合国原子辐射效应科学委员会（ UNSCEAR ）公布的数据， 1986 年的切尔诺贝利核事故造成的死亡人数可能达到 9000 人以上。图 1 2000 年至 2011 年我国矿难死亡人数另一方面，能源的大量使用会向大气中排放多种污染物，造成大气污染，进而危害人体健康。这种危害是长期的且不易被发觉，但后果却是非常严重。据钟南山院士的介绍，由于有供暖燃煤的区别，我国淮河以北人员的预期寿命缩短了 5 年。另一项更为具体的数据是， 2013 年 11 月研究人员对沈阳地区雾霾对孩子咳嗽和哮喘发病率影响的研究显示，孩子咳嗽发病率从平均的 3% 上升到雾霾天气的 7% ，哮喘发病率增加了一倍。通过以上数据，我们不难理解能源的使用对人体健康有很大危害。那么，这些能源到底多危险呢？这个问题并不容易回答。因为能源使用产生的长期危害是很难计算的。针对这个问题，欧盟专门设立了一个研究项目，名称为 “ExternE-External Costs Energy” ，可以翻译为《能源的外部代价》。这个项目研究了从 1990 到 2005 年的 15 年间，欧盟地区内六种常规能源生产的电力所造成的死亡和疾病人数。该项目的研究成果可以作为我们对该问题的一种答案。下列图表是该研究项目于 2005 年公布的结果。这些数据是按照一定的数学统计方法计算出来的，统计的范围包括了从矿物开采到电力生产的整个生产链。这些具有一定的误差，括号中的数据表示的便是误差范围。表 1 各类能源形式对人体健康的影响图 2 各类能源的事故死亡人数 /TWh 图 3 各类能源的大气污染相关死亡人数 /TWh 图4 各类能源的大气污染相关疾病人数 /TWh 从该项目的研究结果看出，燃煤所生产的电力（包括褐煤和煤）的数据在各项统计中都是最高的，石油和天然气次之，生物质能和核能最低。在事故死亡人数中，生物质能的数据近似为零；在大气污染造成的死亡人数和疾病人数中，核能的数据均近似为零。通过这些数据，我们大致可以得出这样的结论：从对人体健康危害方面来讲，煤炭能源的危险程度最高，石油和天然气次之，生物质能和核能的危险程度最小。当然，这些数据只是从人体健康危害程度这个方面去评价能源的危险性。想要更加全面地评价能源的危险性，可能还得考虑社会心理效应之类的影响，在这些方面，核能的数据可能会高于其他能源。而且，随着技术的发展，如燃煤电厂的脱硫脱硝技术等，煤炭能源的危险性也会下降。新能源在这里没做讨论，它们对人体健康的危害应该是小于以上各类能源的。 2014 年 3 月 29 日星期六于德国卡尔斯鲁厄 http://www.externe.info/externe_d7/ EuropeanCommission. ExternE: Externalities of Energy: Methodology 2005 Update. EUR21951. Brussels: European Commission, 2005. 作者简介：陈钊（ 1987- ），男，广东潮州人，中国科学技术大学核科学技术学院博士生，德国卡尔斯鲁厄理工学院（ KIT ）核能技术研究所国家公派联合培养博士生，从事先进核能系统的设计与安全分析研究。 E-mail: zchen214@mail.ustc.edu.cn; 个人分类: 核能科普|9042 次阅读|12 个评论

核废料处理：路在何方: 热度 16 Jacking 2014-1-13 15:58; 核废料处理：路在何方陈钊 2014-01-12 中国科学技术大学核科学技术学院博士生德国卡尔斯鲁厄理工学院核能技术研究所联合培养博士生 E-mail: zchen214@mail.ustc.edu.cn 2009 年，瑞典奥萨马尔在投票中胜出，将于 2020 年建成世界上第一座永久性核废料存储库 2011 年 11 月，德国反核组织成员的抗议阻拦载有核废料的列车提到核废料，几乎所有人都会避之不及，然而瑞典的两座小镇却为建造一座永久性核废料储存库而进行了长达 7 年的竞争。 2009 年在瑞典首都斯德哥尔摩举行的投票中，奥萨马尔镇胜出。按照规划，这座永久性核废料储存库将于 2020 年建成，届时将是世界上第一座永久性核废料存储库。同样在欧洲，德国人对核废料的态度却截然不同。 2011 年 11 月，一辆载有核废料的列车从法国拉阿格核废料处理厂运往德国核废料暂存地戈莱本的途中，遭到了反核组织成员的抗议阻拦，以致于德国警方不得不出动警力全程护行，并临时拘捕了 1300 多人。在美国，核废料处理的难题同样困扰着联邦政府。在内华达州的尤卡山上，有一座由美国联邦政府花费了 22 年时间建造的永久性核废料存储库，曾被认为是美国核废料的最佳储存地。而奥巴马政府上台后，却反对该计划，并于 2010 年 3 月撤销尤卡山存储库的许可申请，尤卡山计划正式终止。现在，美国国内 5 万吨核废料的去处，依然是个问号。从上面几个事件中，足以看出核废料处理问题的复杂与困难。面对成千上万的吨的核废料，即使是世界上最发达的国家，也没能给出一个圆满的解决方案。中国已然进入了核能快速发展的时期，在不久的将来，核废料处理的问题也将浮现。核废料处理，路在何方? 什么是核废料？核废料，是指带有放射性的废料，它不仅产生于核电站中，也产生于核燃料生产加工、医院、同位素生产等领域。和其他工业废料相比，核废料最大的特点就在于带有放射性，其危害来源也正是放射性。根据放射性强度的不同，核废料可分为高放废料和中低放废料。高放废料主要来源于核电站燃烧后的核燃料，一般称为乏燃料。这些乏燃料由于在核电站堆芯中发生了裂变反应，具有很强的放射性。中低放废料则包括所有没有被列为高放废料的核废料，它主要来源于核电站使用过的工作服、手套、废弃退役的仪器设备，核燃料生产加工产生的废料和医院废弃的放射医疗设备等。表 1 核废料成分类型体积份额放射性份额高放废料 ~3% ~95% 中低放废料 ~97% ~5% * 数据来源：世界核协会（ WorldNuclear Association ）核废料中大部分属于中低放废料，约占 97% ，在这 97% 的体积中，却只含有约 5% 的放射性，可以看出这些核废料放射性强度不高，危害较低。对于中低放废料的处理，国际上通行的做法是将其装入特质的容器，运到具有专门辐射防护工程屏障的处理厂，进行地下掩埋或焚烧。一段时间后，这些核废料中的放射性物质就会衰变成对人体无害的物质。这种处理方法经过几十年的发展，已经非常成熟，安全性也很有保障。目前我国已经建成两个中低放废料处理场，其中北龙中低放处置场位于广东省大亚湾附近，另外一个则建在甘肃省。中低放废料处理厂高放废料总量很少，只占核废料总量的约 3% 。有人曾做过比较，如果美国所有的电力都由核电站提供的话，人均产生的核废料只有 39.5 克，而如果美国所有的电力都由燃煤电厂提供的话，其人均产生的二氧化碳就有 1 0吨，还不包括其他有污染的气体和粉尘颗粒。但是，在这极少量的高放废料中，却包含有约 95% 的放射性，而且半衰期长达几十万年。因此，如何处理这些高放废料，正是让各国政府和科学家伤透脑筋的事情。令人头疼的高放废料高放废料的危害之大在于其中含有多种对人体危害极大的高放射性元素，包括铀，钚，次锕系元素和裂变产物。表二核燃料成分表类型使用前使用后铀 100% （富集度 4.20% ） 93.4% （富集度 0.71% ）钚 0.00% 1.27% 次锕系元素 0.00% 0.14% 裂变产物 0.00% 5.15% * 数据来源：世界核协会（ WorldNuclear Association ）上表列出了典型核电站乏燃料的成分。其中大部分是铀，这些铀是还没有燃烧完的核燃料，可以通过后处理工艺提取出来，再重新放到核电站中使用。目前，这项技术在法国已经实现了工业化，我国也开展相关研究。其中的钚是由于铀原子吸收中子但没有发生裂变反应而产生的，这种元素同样可以通过处理工艺提取出来，做为核燃料使用。钚同时还是制造核武器的重要原料，当年投到日本长崎的“胖子原子弹”就采用了钚做内核材料。在理想假设中，只要有 4 千克钚原料（甚至更少），搭配复杂的装配设计，就可以制造出一个原子弹。所以，防止这些含有钚元素的高放废料被恐怖分子拿到，也是国际上防止核扩散的重要内容。其中的次锕系元素，名字我们都很陌生，在日常生活中也不会见到，它们也是由核燃料中的铀原子吸收中子后没有发生裂变反应而产生的新元素。这些元素具有非常强的放射性性，而且它们的半衰期长达几万年到几十万年不等，也就是说存放了几十万年之后才能衰减掉一半。剩下的就是裂变产物，包括锶 -90 ，铯 -137 和碘 -131 等，这些名词可能很多人在日本福岛核事故的新闻报道中经常见到。这些元素都具有较强的放射性性，直接接触或吸入体内，会对人体器官造成伤害。不过，这些元素需要达到一定的量后，才会对人体造成伤害。日本福岛核事故发生后，科学家正式通过检测这些元素来判断周围环境是否受到污染的。目前，世界上约有十几万吨高放废料，每年以约 8000 吨的速度增长。世界上高放废料存量最多的是美国，约 5 万吨，欧洲和亚洲分别是 3.5 万吨左右。我国目前高放废料存量还比较少，约 1500 吨，每年大约增加 200 吨。但是，随着我国核能的快速发展，这个速度是在逐年增加的。解决方案国际原子能机构对于核废料的处理和处置要求很严，尤其是高放核废料。安全和永久地处理核废料是两个必需的条件。高放废料的处理一般要经过两个阶段，分别是暂存阶段和长期处理阶段。从核电站中取出的乏燃料，放射性非常强，温度也非常高，无法立即进行处理。目前通行的做法是，在核电站里建造一座乏燃料水池，将刚刚取出的乏燃料通过机械设备运输到乏燃料水池中进行冷却。水是一种很好的冷却剂，同时又是一种很好的辐射屏蔽材料，将乏燃料放入水池中可以很安全。大约经过 5 年时间的水中存储，这些乏燃料的热量和放射性都降低到了可以操作的水平。这时候，就需要将这些乏燃料通过特质容器进行分装，进入长期处理的阶段。核电站里的乏燃料水池核电站卸出的乏燃料组件封装后核废料对于乏燃料的处理，目前有两种不同的技术路线，它们分别是“直接处置（ Direct disposal ）”和“再处理（ Reprocessing ）”。“直接处置”法是指将从核电站乏燃料水池中取出的核废料，直接进行封装固化，进行然后深地填埋。这种方法操作简单，而且可以防止核扩散。美国政府一直采取这种“直接处置”的措施来处理核废料。“再处理”法是指将乏燃料进行后处理，把其中可以回收利用的元素如铀、钚等提取出来，进行再利用，剩下的次錒系元素和裂变产物，再固化封装，进行最终处理。“再处理”法可以回收可利用的资源，提高核燃料的利用率。目前，法国、俄罗斯、日本等核能大国，都采用“再处理”法进行处理本国的核废料。不过，“再处理”方法也存在比较高的核扩散风险，这也正是美国政府一直不采用此方法的主要原因。无论是采用“直接处置”还是“再处理”，都需要一个高放废料的最终处理方案。为了寻找安全处理高放废料的方法，人类从上个世纪 50 年代起就开始了相关研究。有人曾提出用火箭把高放废料送到太空中，或者把高放废物放置在南极或北极的冰盖上，由高放废料本身产生热量融化冰层，使废料桶最后沉到冰层底部等，但这些方法不是费用太高，就是在技术上无法实现，最重要的是它们都无法确保绝对安全，而这恰恰是高放废料处理的基本要求。经过多年的试验与研究，目前世界上公认的最安全可行的方法就是深地填埋的处置方法，即将高放废料保存在地下深处的特殊仓库中永久保存。讲到这里，我们可以回到文章开头讲到事件了。无论是美国的尤卡山计划，还是瑞典的永久性核废料存储库，都是用来储存这些高放废料的永久性仓库。寻找这样一个安全、永久存放核废料的地点，并不是一件容易的事。这个地点要求地理环境特别稳定，长久地不受水和空气的侵蚀，并能经受住地震、火山、爆炸的冲击。中国的雄伟计划对于核废料的处理，中国政府和科学家从来没有怠慢。中国从 1986 年开始研究探索核废物地质处置。 2003 年，全国人民代表大会通过了《放射性污染防治法》，为核废料的处理奠定了法律基础，并明确规定高放废物需要集中处置。 2006 年，科技部等部门共同制定了《高放废物地质处置研究开发规划指南》，制定了一个三阶段的策略：到 2020 年选择处置库的场址，建成地下实验室；从 2020 年到 2040 年依托地下实验室，开展现场实验； 2040 年开始建造处置库，到 2050 年建成处置库。届时可以接收核废物，开始正式运行。 2010 年，中国核工业集团和法国阿海珐集团签署协议，计划在中国西北地区建设一座年处理规模达到 800 吨的乏燃料后处理基地，工程造价预计达到 2000 亿人民币。 2011 年，中国科学院启动了“创新 2020 ”战略性先导科技专项“先进核裂变能 —ADS 嬗变系统”，计划投入数十亿人民币开展核废料嬗变处理的研究。核废料嬗变处理是指将原本准备进行深地填埋的高放核废料，放到一种先进的核能系统（ ADS ：加速器驱动次临界系统）中，采用高能中子轰击高放核素，进行嬗变处理。这种嬗变处理可以将高放废物的半衰期从几十万年减少至几百年。也就说原本需要存放几十万年的高放废料，经过嬗变处理后，只需存放几百年就可以了。如果能够按计划实施，届时中国将是世界上第一个建成此类装置的国家，核废料处理技术也将处于世界领先行列。（陈钊）注：本文为《百科知识》杂志约稿文章; 个人分类: 核能科普|27562 次阅读|33 个评论

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