“在核燃料后處理上我們是一個(gè)后進(jìn)的國(guó)家，這不得不承認(rèn)?！?/p>

    雖然，朱永公式院士手拿話筒有些顫抖，但他的語(yǔ)氣卻異常冷靜：“多年來(lái)，我國(guó)對(duì)核燃料循環(huán)后段處理缺乏系統(tǒng)研究，沒(méi)有頂層科學(xué)規(guī)劃，研究力量分散，基礎(chǔ)研究缺乏支持，這樣下去勢(shì)必影響核電站的可持續(xù)發(fā)展?！?/p>

    今年10月16日，是我國(guó)第一顆原子彈試驗(yàn)成功52周年。15日，朱院士與其他9位核化學(xué)與放射化學(xué)界院士相聚在北京應(yīng)物會(huì)議中心，他們理應(yīng)拍手相慶，但是一說(shuō)起我國(guó)的核燃料后處理的現(xiàn)狀，氣氛一下子變得嚴(yán)肅起來(lái)。

    而在今年8月，中法合作核循環(huán)項(xiàng)目在連云港擬選廠址一事引起了當(dāng)?shù)鼐用駨?qiáng)烈反對(duì)，最終地方政府宣布永久停止該項(xiàng)目的選址規(guī)劃。

    我國(guó)首個(gè)商業(yè)核電站1991年就投入運(yùn)行，為何到今天還在為乏燃料處理廠選址困惑？朱院士痛陳的問(wèn)題其根源又在哪？多位院士和專家向科技日?qǐng)?bào)記者闡述觀點(diǎn)。

    乏燃料是“魔鬼”嗎

    乏燃料，是指在反應(yīng)堆內(nèi)燃燒過(guò)的核燃料，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間從反應(yīng)堆內(nèi)卸出。乏燃料并非核廢料。其中仍有95%的鈾沒(méi)有燃燒，同時(shí)還會(huì)產(chǎn)生一些新核素，如1%的钚和4%的其他核素。

    到2020年，我國(guó)預(yù)計(jì)建成5800萬(wàn)千瓦核反應(yīng)堆機(jī)組，每年產(chǎn)生的乏燃料超過(guò)1000噸，乏燃料累計(jì)總量約1萬(wàn)噸。

    “諾貝爾獎(jiǎng)獲得者伯頓·里克特曾經(jīng)寫過(guò)一篇討論核能的文章《兩個(gè)魔鬼之間》，我們干的就是降妖除魔的事。”清華大學(xué)教授陳靖形象地說(shuō)。

    乏燃料具有很強(qiáng)的放射性，如果處置不當(dāng)將引發(fā)難以估量的災(zāi)難。對(duì)于這個(gè)“魔鬼”，國(guó)際上有兩種辦法：一是永久禁錮在地下，二是“招安”部分可用之才。

    “美國(guó)耗資1000億美元在尤卡山挖了一個(gè)幾百米深的地下儲(chǔ)藏基地，但是到2015年，儲(chǔ)量已經(jīng)達(dá)到75%，過(guò)不了幾年就要裝滿了，接下來(lái)怎么辦？”陳靖反問(wèn)道。因此，自?shī)W巴馬上任后，美國(guó)政府就暫停向尤卡山繼續(xù)存放乏燃料，另尋出路。

    而我國(guó)人多地少的國(guó)情決定了環(huán)境容量更為有限，把問(wèn)題留給后代既不負(fù)責(zé)也不現(xiàn)實(shí)。

    如何鎖緊“潘多拉魔盒”

    在天然鈾中，僅有不到1%的鈾同位素——鈾235，能夠在熱中子的作用下發(fā)生裂變反應(yīng)，而占天然鈾絕大部分的鈾238卻不能。這就意味著，鈾燃料中有99%的能量未被利用。

    因此，核燃料循環(huán)后處理就是要回收鈾、钚等易裂變材料，以及可以利用的次錒系元素等物質(zhì)，并制成核燃料組件再次使用，而其他放射性核素固化制成玻璃塊狀的高放廢物封存。

    那么，對(duì)乏燃料的處理是否意味著打開(kāi)了“潘多拉魔盒”？

    “所有的處理都在常溫下進(jìn)行，這與切爾諾貝利或福島因?yàn)楹朔磻?yīng)堆高溫導(dǎo)致泄露完全不同。”陳靖說(shuō)，“再配合成熟的臨界安全管控措施，處理廠的風(fēng)險(xiǎn)是非常低的?！?/p>

    專家介紹，后處理廠在操作過(guò)程中確實(shí)有部分放射性物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境。比如氚，國(guó)際慣例是排放到海水中，因?yàn)樗诤Ｋ刑烊淮嬖?，且“壽命”只有幾年，?duì)環(huán)境基本沒(méi)有影響。

    法國(guó)阿格琺核循環(huán)廠多年監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)表明，工廠給產(chǎn)業(yè)園區(qū)附近的公眾帶來(lái)的輻射劑量為0.03毫西弗/年，僅相當(dāng)于自然輻射量的百分之一。

    “建處理廠并非要在當(dāng)?shù)卮娣鸥叻艔U物，最終還是運(yùn)輸?shù)礁拭C北山的地下儲(chǔ)存基地?！敝袊?guó)原子能科學(xué)研究院副院長(zhǎng)葉國(guó)安告訴記者。

    而經(jīng)過(guò)處理，最終“罪大惡極”的“惡魔”比起當(dāng)初的乏燃料已大大減少，一噸乏燃料處理后高放廢物僅有0.2立方米，這將大大減輕地下存放的空間壓力。

    即將“爆倉(cāng)”的乏燃料何去何從

    “2004年，我們撰寫了一個(gè)報(bào)告，其中講到我國(guó)的乏燃料處理比印度還落后，引起了國(guó)家領(lǐng)導(dǎo)人的震驚?！敝锌圃涸菏坎裰颊f(shuō)。

    目前，全球主要的核國(guó)家都有乏燃料處理裝置，包括法國(guó)、美國(guó)、英國(guó)、俄羅斯、日本?！坝《仍缭谑畮啄昵熬徒ǔ闪?個(gè)百噸級(jí)的處理廠，而我國(guó)僅有甘肅一個(gè)50噸級(jí)的處理廠，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無(wú)法滿足商業(yè)核電站的乏燃料處理需求。”

    沒(méi)有處理廠，我國(guó)商業(yè)核電站的乏燃料只能存在水池中，一般核電站的水池設(shè)計(jì)容量?jī)H能滿足其15—20年的乏燃料總量。自1991年秦山核電站投運(yùn)，目前已有多個(gè)核電站的水池存滿。核電站不得不擴(kuò)建水池或?qū)で蟾煞▋?chǔ)存，但這些僅是權(quán)宜之計(jì)。

    究竟是什么原因?qū)е潞穗姰a(chǎn)業(yè)前、后端發(fā)展不平衡呢？

    “沒(méi)有持續(xù)性投入、缺少國(guó)家頂層設(shè)計(jì)是根源。”陳靖告訴記者，2010年，國(guó)家重大專項(xiàng)中設(shè)立了乏燃料后處理子項(xiàng)，預(yù)算經(jīng)費(fèi)68.95億元，但是到目前只下?lián)芰?.6億元。

    “雖然乏燃料處理寫入國(guó)家核電發(fā)展規(guī)劃，但是沒(méi)有細(xì)化，無(wú)法執(zhí)行?！比~國(guó)安認(rèn)為，我國(guó)乏燃料處理工業(yè)化能力較弱，工藝、設(shè)備、質(zhì)控都不能滿足連續(xù)的、大容量的處理要求。

    上世紀(jì)70年代，朱永公式院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究提出了從高放射性廢液中去除錒系元素的TRPO萃取流程，為我國(guó)獨(dú)創(chuàng)，達(dá)到國(guó)際先進(jìn)水平，受到國(guó)際核能界的高度評(píng)價(jià)。但是因?yàn)楣I(yè)化研究和后續(xù)投入沒(méi)有跟上，至今仍未轉(zhuǎn)化為處理裝置。柴之芳院士不無(wú)遺憾地說(shuō)。

    專家們不禁追問(wèn)：難道無(wú)處可去的乏燃料真的將成為我國(guó)商業(yè)核電發(fā)展中的燙手山芋嗎？