基本介紹
- 中文名：乏燃料處置
- 外文名：spent fuel disposal
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)。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。
目前，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，目前，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。
