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[有毒] 中国科学报:放射性废物处置遇技术难关

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发表于 2012-2-16 10:01:11 |显示全部楼层


废弃的矿山坑道图片来源:昵图网
日益增加的放射性废物令人担忧,然而很多专家都无法清楚说出目前中国究竟有多少放射性废物。公众的担忧不仅来自不断发生的核泄漏事故,更与放射性废物的管理息息相关。将于3月1日实施的《放射性废物安全管理条例》或将推动我国放射性污染物的防治工作,但仍需要接受公众的审视与检验。

■本报见习记者 甘晓

2月13日,离大学正式开学还有一星期,《中国科学报》记者来到位于北京师范大学南门外的放射性药物化学实验室。

实验室管理员李娜一早便开始忙碌起来。“过几天,我就更忙了!”她一边在放置放射性废物的冰柜前作记录,一边说,“等学生放假回来之后,实验产生的放射性废物又会多起来。”

在烦琐的处理流程和冗长的半衰期中,李娜必须每天记录下放射性废物的情况,等待专门机构将这些特殊的“垃圾”集中收走。

如同李娜所在的这间实验室一样,许多实验室也产生放射性废物。不仅如此,广泛使用的核电站、铀矿、辐照设备等工业设施则产生了数量更多、放射性剂量更大的废物。

2003年正式实施的《放射性污染防治法》,标志着我国依法防治放射性污染工作迈出了重要的一步。法律明确规定了放射性污染管理的五个方面,放射性废物管理则是其中之一。在此基础上制定的《放射性废物安全管理条例》将于今年3月1日起实施。

中国辐射防护研究院三废治理研究所副所长孙庆红告诉《中国科学报》记者,目前最大的难题在于高放射性水平废物的永久处置。

越来越多的“垃圾”

核技术在医药、能源、军事等领域的应用已经让人们尝到了它的甜头。同时,日益增加的放射性废物也让专家们头疼不已。但当《中国科学报》记者采访相关领域专家时,却没有一位专家能说得清目前究竟有多少放射性废物。

李娜所在的放射性药物化学实验室主要研究放射性药物在动物体内的情况,每天都会产生大量包含放射性的溶液和动物尸体。

李娜介绍,他们所用的药物半衰期都不长,而10个半衰期后,放射性剂量则被认为已经减少到不足以造成伤害的程度,便可以进一步处置。“这个时候,我们就可以向环保局提出申请,请专门人员来收走这些废物了。”

最近这些年,李娜感到收“垃圾”的人来得越来越频繁,实验室的放射性废物也越来越多了。

同样地,据中国原子能科学研究院统计,2009年,该院共收贮放射性固体废物22.2立方米,主要有污土、金属、工作服、塑料、玻璃、棉纱等,均为“低水平放射性废物”。在1996年发布的《放射性废物分类标准》中,这是一种“在正常操作和运输过程中通常不需要屏蔽”的放射性废物。

中国科学技术大学国家同步辐射实验室教授李珏忻也对《中国科学报》记者称:“随着技术的发展,核仪器使用越来越多,留下的废物肯定越来越多。”例如,在找矿时地质工作者使用的探伤仪,其中带有小型放射源。

不仅在科学研究上,放射源也快速进入了民用领域。在常见的烟雾报警器中,便含有少量的放射性金属镭。“单个报警器放射性强度很低,但广泛使用后数量激增,放射性镭的处理便成了大问题。”孙庆红指出。

辐照技术的推广也带来不少放射性废物。据不完全统计,截至2011年,全国已建成运行的辐照装置超过200座。

早在1975年,湖南彬州市农业科学研究所获取钴源38支,放射总强度为5500克镭当量。当时,彬州市农科所利用钴源先后开展了辐射诱变育种、食品灭菌消毒、刺激作物增产、辐射产品加工等综合性应用。

30多年后,这批钴源早已废弃。其间产生了大量放射性废物,针对这些废物的处置则花费了330多万元的经费。

此外,自1956年以来,全国几十座铀矿山、铀水冶厂、铀采冶联合企业已遍布云南、西藏、内蒙古等地区,完整的铀矿冶工业体系同样留下了危险的放射性废物。

孙庆红透露,我国现有核电站中,每一个百万千瓦级的机组将产生50到100立方米的放射性固体废物。

而根据2007年国务院批准的核电中长期规划,到2020年前,中国将新建27个百万千瓦级核电机组,届时将有超过30台的百万千瓦核电机组投入运行。据此估算,到2020年,由这些核电机组运行产生的放射性固体废物将在1500到3000立方米之间。

值得注意的是,尽管这些来自核电站的废物体积看上去并没有达到惊人的地步,但它们都属于“高放射性废物”,其放射性水平高、释热量大、毒性大,处理和处置难度非常大,且费用非常高。

日益严格的管理

近年来,不断发生的核事故让人们谈“核”色变,也与放射性废物的管理无不相关。西安交通大学能源与动力工程学院教授胡华四向《中国科学报》记者强调:“放射性废物安全管理事关人体健康和环境安全,也直接关系到核能和非动力核技术及应用事业的健康发展。”

其实,早在1987年,当时的国家环保总局下发文件《城市放射性废物管理办法》。该《办法》对放射性废物的分类、产生放射性废物单位的责任、废物的收运及废物库的管理都作了详尽的规定。

对此,胡华四解释:“放射性废物处理、贮存、处置活动是放射性废物管理的三个核心环节。”而放射性废物管理还应以安全为目的,具体应遵循“减少生产、分类收集、净化浓缩、减容固化、严格包装、安全运输、就地暂存、集中处置、控制排放、加强监测”的原则。

但是,由于管理不善带来放射源丢失、违规使用的事故仍然时常发生。

2004年7月12日凌晨,唐山市某建筑工地技术人员因操作不慎,将一个用于工业探伤的硒-75放射源失落在施工现场。10余名工人误将放射源当做机器配件,最终发现主要受照者受到全身非均匀照射。

无独有偶,2008年4月11日,山西省农科院旱农辐照中心发生了一起严重的钴源意外照射事故。由于违规使用已经退役的钴源室照射药剂,数名工人受到不同程度的辐照。

另外,在铀(钍)矿和伴生放射性矿开发利用过程中,由于对放射性污染防治重视不够,缺乏对放射性污染防治的专项管理制度,乱堆、乱放放射性废矿渣的情况也时有发生,由此造成的放射性污染威胁着环境安全和公众健康。

中广核中科华核电技术研究院反应堆工程设计与燃料管理研究中心主任肖岷向《中国科学报》记者介绍:“针对这些情况,政府部门对放射性废物进行了日趋严格的管理。”

国务院法制办公室负责人解释,《放射性污染防治法》规定了“要尽量减少放射性废物的产生量”、“排放废物要经国家许可”、“对高放废物要进行分类处理”等原则性问题,而将于今年3月1日起实施的《条例》则将法律的原则规定具体化了。

那么,对具体单位而言,新《条例》的实施将带来什么变化?北京市环保局宣传教育处工作人员称,目前仍在等环保部的进一步通知。截至发稿时,记者仍未得到回应。

肖岷认为,国家对放射性废物的管理力度加大,不仅相关文件得到了细化,管理体系也在进行调整。

有报道称,我国在核安全监管机构上将进行大幅度调整,国家能源局将新增设核电司,国家核安全局在原来一个司的基础上调整到三个司,核安全监管人员增加近千人。国防科工局新增设核应急司。

永久保存难题

孙庆红长期与放射性“三废”打交道,中低放射性水平的废物主要以暂存后处置为主。公开资料显示,目前中国已建有两座中低放射核废料处置库,分别位于甘肃玉门和广东大亚湾附近的北龙,还将在华东和西南建设两座区域性低放废物处置库。

1944年,美国田纳西州橡树岭进行了世界上首次放射性废物的处置。在今天看来,第一个用于处置“放射性污染的破碎玻璃器皿”的处置场,只不过是橡树岭处置场中的一条简易地沟,填满了未经处理的废物。

在核动力发展的初期阶段,世界上其他国家也都采取了与此类似的方法进行放射性废物处置。如今,国际原子能研究机构成员国中已经有100多座专业的设施运行。

在普通人眼中,放射性废物暂存库恐怕是一个非常神秘的地方。据统计,截至2011年,我国已建成31个放射性废物库。孙庆红向记者透露,我国几乎每个省都有自己的放射性废物暂存库。

1998年建成的湖北省城市放射性废物库深藏在大别山脉的崇山峻岭中。戒备森严的仓库配备厚实的铁门,地面上有一个个标有字母的水泥盖板,放射性废物就封存在盖板下面。

运送废物的卡车,必须加装防护铅板,每次将放射源搬入库中后,经办人员、车辆必须进行彻底清洗。这些“洗澡水”被排入专门的蒸发池,防止其混入地表及地下水体。

去年6月,该库结束了为期8年的改造工程。改造后的废物库实现了物联网远程在线监控,这在全国放射性废物库建设中走在了前列。

与此相比,高放射性水平废物处置的技术要求则高很多。高放射性核废料含有多种对人体危害极大的高放射性元素,10毫克钚就能令人毙命。

所以,在孙庆红看来,目前最大的难题在于高放射性水平废物的永久处置。

核工业北京地质研究院环境工程研究所所长苏锐曾撰文称,高放废物的最终去向是深地质处置。这需要把高放废物埋藏在距离地表深约500米到1000米的地质体中,使之永久与人类的生存环境隔离。

首先要将高放废液变成玻璃固化体,再将玻璃固化体装入金属罐中,并在地下1000米的深部找一块2平方公里到10平方公里不等的坚硬岩石,将装有高放玻璃固化体的废物罐埋藏其中,最后用一种特殊的回填材料将所有深部空间封填。

孙庆红形容:“看上去有点像一座巨大的坟墓。”

因此,地质条件是首要的考虑因素。南京大学地球科学与工程学院水科学系教授周启友向《中国科学报》记者介绍,选择高放废物的处置地点最重要的则是要地下水的条件。

“我们要寻找一个不含地下水或者地下水移动非常缓慢的地方。”周启友说,“除了自然条件,还需要加固工程屏障,对岩石圈进行保护。”据此,一些专家认为甘肃敦煌北山可能是将来最为理想的高放废物处置库。

不仅是中国,高放废物的处置也是一个全球性的难题。从建造核电站的那天起,德国政府有关机构和地质、核电专家就在为核废料的最终去处而发愁。

目前已知的看法是,核废料在相当长的时间内不得流入自然界。那么,什么样的建筑构造和地点能经得住自然界的沧海桑田?

“别放在我家后院”

在美国的报刊上,经常会见到这样的缩写——NIMBY,即Not in my backyard.意思是:别将垃圾放在我家后院。

纽约市的许多垃圾填埋场因为不符合美国环境署的环保标准而被迫关闭,一些城市索性将垃圾直接运到别的城市或其他州。被动接受垃圾的城市的居民就非常愤怒,他们组织了“NIMBY”运动,抵制垃圾运进自家后院。

在令人恐慌的放射性废物处置上,我国也面临类似问题。2008年,在一家地方网站的论坛中出现一个“湖北省的放射性废物库在广水市”的帖子。帖子中陈述了“广水市癌症发病率全省最高与省放射性废物仓库具有很大关联”,并抗议废物库继续在当地运行。

而2010年11月,中国核工业集团与法国阿海珐公司签署的协议则引发了更大的波澜。协议规定,在甘肃嘉峪关以北的金塔县内建设一座年处理规模达到800吨的乏燃料后处理基地。

这意味着,今后运往甘肃的核废料不仅来自国内的核电站,还有可能来自周边国家。“回收技术是否成熟”已经成了专家担忧的问题。

不过,这已不是阿海珐公司第一次在运输核废料途中遭遇“拦路虎”。作为国际“核废料处理中心”,核废料在法国与这些国家之间往来运输,所到之处,无不遭到民众的强烈抗议。

普遍认为,核废物处置计划的成功离不开与公众良好的沟通。长久以来,一些国家已经采取若干种步骤,并取得相当的成效。

例如,在匈牙利,上世纪90年代的两次选址受阻后,匈牙利原子能委员会于1992年启动了国家低中放射性废物处置选址计划。委员会采用公众自愿参加的方式,确定了愿意成为这些场地“东道主”的社区,最终在这些社区内选定了6个处置场场址。

在澳大利亚、美国、加拿大等国家和地区,全面的公众磋商过程是专设低中放射性废物处置库选址的一个重要环节。

而在我国,在环境问题上与公众进行互动才刚刚兴起。胡华四向记者表示:“将来,公众对核的态度将影响核科学技术事业的发展。”如何使公众既不“对核安全报以无所谓的态度”,也不致“谈核色变”,还需要作长期的努力。

“必须要开展广泛深入细致的核科技知识的普及宣传工作。”他说,“要使公众能理解、配合和支持这项工作的开展,应当保障充足的经费开展核科学的普及工作。”

放射性废物的来源

地质勘探、铀矿开采、选矿和矿石

含有铀、镭和其他天然放射性核素的铀矿山废石、尾矿和水冶厂尾砂,放射性水平较低

铀的精制、转化、同位素分离和燃料元(组)件制造

含铀的坑道废水、选矿水等

核电厂和其反应堆的运行

含活化产物和裂变产物中、低放射性废物和固体废物及卸出的乏燃料

核燃料后处理厂的运行

含裂变产物和锕系元素高放射性废液和废物

核设施退役

堆芯活化材料、可回收的放射性污染废钢铁及其他废金属、大量放射性水平极低的固体废物

核能研究与开发、放射性同位素生产和应用

废辐射源,主要是钴-60和镭-226源

《中国科学报》 (2012-02-16 A3 深度)

http://news.sciencenet.cn/htmlnews/2012/2/259848.shtm
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