万吨核反应堆乏燃料成了烫手山芋，院士痛陈核燃料后处理严重落后

日报记者张野

"我们不得不承认，在核燃料后处理方面，我们是一个落后的国家."

朱勇院士(贝瑞)虽然拿着话筒有些颤抖，但语气却异常平静:“多年来，我国没有对核燃料循环后处理进行系统研究，没有顶层科学规划，研究力量分散，基础研究缺乏支撑。这必然会影响核电站的可持续发展。”

今年10月16日是中国第一颗原子弹试验成功52周年。15日，朱院士等9位核化学和放射化学界的院士齐聚会议中心。他们应该拍手庆祝，但在谈到中国核燃料后处理现状时，气氛突然变得严肃起来。

今年8月，连云港中法合作核循环项目拟选址引起当地居民强烈反对，最终当地政府宣布永久停止该项目的选址规划。

中国第一座商业核电站于1991年投入运行。为什么今天对乏燃料处理厂的位置仍有困惑？朱院士痛批的问题根源是什么？多位院士和专家向科技日报记者阐述了自己的观点。

乏燃料是“魔鬼”吗

乏燃料是指在反应堆中燃烧，经过一定时间后从反应堆中排出的核燃料。乏燃料不是核废料。其中95%的铀仍未燃烧，同时会产生一些新的核素，如1%的钚和4%的其他核素。

到2020年，中国预计将建成5800万千瓦核反应堆机组，每年将产生1000多吨乏燃料，累计乏燃料总量约1万吨。

“诺贝尔奖获得者伯顿·里克特曾写过一篇讨论核能的文章《在两个魔鬼之间》。我们做的是驱魔。”清华大学的陈静教授形象地说。

乏燃料具有很强的放射性，如果处理不当，会造成不可估量的灾难。世界上对付这个“魔鬼”的方法有两种:一种是把他永久地禁锢在地下，另一种是把他“招进来”，让他可以利用。

“美国花了1000亿美元在亚卡山挖了一个几百米深的地下储存基地，但到2015年储量已经达到75%，再过几年就满了。接下来是什么？”陈静问道。因此，自奥巴马上台以来，美国政府暂停了尤卡山乏燃料的储存，以另谋出路。

但我国人多地少的国情决定了环境容量更加有限，把问题留给子孙后代既不负责也不现实。

如何锁住潘多拉魔盒

在天然铀中，只有不到1%的铀同位素——铀235能在热中子的作用下发生裂变反应，而占天然铀绝大多数的铀238却不能。这意味着铀燃料中99%的能量没有被利用。

因此，核燃料循环的后处理是回收铀、钚等易裂变材料和可用的次锕系元素等材料，制成核燃料组件再利用，其他放射性核素则固化成玻璃样的高放废物贮存。

那么，乏燃料的处理是否意味着打开潘多拉魔盒？

“所有的处理都是在室温下进行的，这与切尔诺贝利或福岛因核反应堆高温而发生的泄漏完全不同。”陈静说，“有了成熟的关键安全控制措施，处理厂的风险非常低。”

据专家介绍，在后处理厂运行过程中，确实有一些放射性物质进入环境。比如，按照国际惯例，氚排放到海水中，因为它天然存在于海水中，它的“寿命”只有几年，对环境基本没有影响。

法国阿格拉瓦核循环厂多年的监测数据显示，该厂给工业园区附近公众带来的辐射剂量为0.03毫西弗/年，仅为天然辐射的百分之一。

“建造处理厂并不是为了在当地贮存高放废物，最终是为了将其运送到甘肃北山的地下贮存基地。”中国原子能科学研究院副院长叶国安告诉记者。

但经过处理后，罪大恶极的“魔鬼”与原来的乏燃料相比已经大大减少。一吨乏燃料处理后，高放废物只有0.2立方米，这将大大减轻地下贮存的压力空。

即将“爆炸”的乏燃料何去何从？

“2004年，我们写了一份报告，报告说中国的乏燃料处理落后于印度，让国家领导人感到震惊。”中科院柴之芳院士说。

目前，世界主要核国家都有乏燃料处理装置，包括法国、美国、英国、俄罗斯和日本。“印度早在十几年前就建成了三座100吨级的处理厂，而中国在甘肃只有一座50吨级的处理厂，远远不能满足商业核电站的乏燃料处理需求。”

没有处理厂，中国商用核电站的乏燃料只能存在于水池中，一般核电站水池的设计容量只能满足15-20年的乏燃料总量。自1991年秦山核电站投入运行以来，目前已有数座核电站的水池装满。核电站不得不扩大水池或寻求干贮，但这些只是权宜之计。

是什么原因导致核电行业前后端发展不平衡？

“没有持续投入，缺乏国家顶层设计是根本原因。”陈静告诉记者，2010年，国家重大项目中设立了乏燃料后处理子项目，预算68.95亿元，但迄今只拨付了2.6亿元。

“虽然乏燃料处理写入了国家核电发展规划，但没有细化，无法实施。”叶国安认为，我国乏燃料处理工业能力薄弱，工艺、设备和质量控制不能满足连续、大容量处理的要求。

20世纪70年代，朱勇院士(贝瑞)带领团队研究提出了从高放废液中去除锕系元素的TRPO萃取工艺，属国内首创，达到国际先进水平，受到国际核能界的高度评价。但是工业研究和后续投入没有跟上，至今没有转化为处理装置。柴之芳院士惋惜地说。

专家不禁要问:无处可去的乏燃料真的会成为中国商业核电发展的烫手山芋吗？

(图片来自网络)