乏燃料處置是指對反應堆中使用後卸出的核燃料實施的一種不可回取的處理(1987年，美國在“核廢物政策修正法”中把乏燃料處置改為“有監控，可回取”的方式)。
基本介紹
- 中文名：乏燃料處置
- 外文名：spent fuel disposal
早在1976年，美國以防止核擴散為由宣布停止對民用核電廠乏燃料的後處理，決定採用“一次通過”核燃料循環方式的直接處置。隨後，瑞典、加拿大等國對此做出了回響。到了20世紀90年代後期，芬蘭和德國也實施了該政策。
由於乏燃料與高效廢物有相同的釋熱率和最終相等的裂變產物含量，所以對兩者可以採用相同的處置庫設計。一般而言，處置庫安置在地表500m以下適宜的地質岩層中，採用由燃料棒包殼、回填材料、乏燃料容器、緩衝材料和地質圍岩組成的多重屏障隔離方法，使乏燃料中含有的各种放射性核素不應有危害量進入人類生物圈，以保護人類健康和環境安全。
對乏燃料處置庫的選址、結構、乏燃料包裝、屏障及運輸通道等的設計尚無統一模式。美國、瑞典和德國的處置庫庫址及其結構見下表所示。
美國、瑞典和德國的乏燃料處置庫
庫址 | 美國內華達州尤卡(Yacca)山 | 瑞典阿斯波()島 | 德國戈爾勒本(Gorleben) |
地質岩層 | 凝灰岩 | 花崗岩 | 鹽岩 |
庫深(m) | 720 | 460 | 840~1000 |
庫結構 | 主巷道—支巷道(上、下兩層) | 豎井-平巷-處置坑 | 與瑞典的相同 |
包裝 | 直徑1.8m，重125t多用途圓形罐 | 銅質容器 | —— |
美國設計的主巷道—支巷道型結構分上、下兩層。主巷道與地面、層與層之間均有斜坡連線。乏燃料儲存容器置於有水泥底座的墊板上，在支巷道中央儲存。考慮到在處置後100年內的回取，容器周圍不加回填材料和緩衝材料，以便裝卸操作，也有利於散熱。瑞典採用豎井—平巷—處置坑型結構。平巷分主巷道和支巷道。乏燃料儲存容器通過豎井先運到主巷道，再經支巷道運入處置坑。容器周圍填充由膨潤土與黏土混合組成的緩衝材料。當一個支巷道內的所有處置坑都裝滿後，用膨潤土、黏土與砂土混合物把支巷道填滿。最後用相同材料把主巷道填滿。德國和加拿大的處置庫與瑞典的基本相同，唯加拿大的容器外包裝更為嚴密。在幾個儲存容器外增加一個外包裝，內充填緩衝材料，構成一道工程屏障。在外包裝與處置坑壁間加回填材料。
乏燃料處置的前景取決於防止核擴散政策的進程、後處理價格的變化和各國政治態度及環保政策的演變。在近期可能會有一些國家放棄後處理改為直接處置；但從長遠看，隨著核燃料資源的日漸貧乏，鈾價上漲，後處理的勢頭會上升，甚至把已處置的乏燃料回取出來進行後處理。
我國“十三五”將發布核電廠乏燃料處置規劃
2017年，國務院正式批覆《核安全與放射性污染防治“十三五”規劃及2025 遠景目標》(以下簡稱《規劃》。2017年3 月23 日，環保部舉行新聞發布會，對《規劃》進行解讀。
《規劃》明確提出，“十三五”時期編制和發布核電廠乏燃料處置規劃，推進乏燃料貯存和處理。依法明確核電廠乏燃料近堆乾法貯存設施的安全審評要求，加快乏燃料離堆貯存能力建設。加強乏燃料後處理產學研一體化頂層設計，建立保障機制，最佳化運行管理，積極推動大型商用後處理廠選址和建設，緩解核電廠乏燃料在堆貯存壓力。
我國也高度重視放射性廢物處理處置，“十二五”時期在全行業共同努力下，我國放射性廢物治理取得積極進展，由於多方面原因，我國仍有一批放射性廢物尚未得到最終處理處置，主要原因是放射性廢物處理處置能力不足，與核工業發展速度不相適應。為了推動相關工作，《規劃》明確提出，加快放射性廢物處理能力建設，基本完成歷史遺留中低放廢液固化處理，處置一批中低放固體廢物，發布實施《中低水平放射性固體廢物處置場規劃》，開展5座中低放固體廢物處置場選址、建設，形成中低放固體廢物處置的合理布局，推進核電廢物外運處置。開工建設高放廢物地質處置地下實驗室。推進高放廢物地質處置場選址與場址調查，加快高放廢物處置研究。
