放射性廢物處置遇技術難關

作者： 甘曉

日益增加的放射性廢物令人擔憂，然而很多專家都無法清楚說出目前中國究竟有多少放射性廢物。公眾的擔憂不僅來自不斷發生的核泄漏事故，更與放射性廢物的管理息息相關。將于3月1日實施的《放射性廢物安全管理條例》或將推動我國放射性污染物的防治工作，但仍需要接受公眾的審視與檢驗。

2月13日，離大學正式開學還有一星期，《中國科學報》記者來到位于北京師范大學南門外的放射性藥物化學實驗室。

實驗室管理員李娜一早便開始忙碌起來?！斑^幾天，我就更忙了！”她一邊在放置放射性廢物的冰柜前作記錄，一邊說，“等學生放假回來之后，實驗產生的放射性廢物又會多起來?！?/font>

在煩瑣的處理流程和冗長的半衰期中，李娜必須每天記錄下放射性廢物的情況，等待專門機構將這些特殊的“垃圾”集中收走。

如同李娜所在的這間實驗室一樣，許多實驗室也產生放射性廢物。不僅如此，廣泛使用的核電站、鈾礦、輻照設備等工業設施則產生了數量更多、放射性劑量更大的廢物。

2003年正式實施的《放射性污染防治法》，標志著我國依法防治放射性污染工作邁出了重要的一步。法律明確規定了放射性污染管理的五個方面，放射性廢物管理則是其中之一。在此基礎上制定的《放射性廢物安全管理條例》將于今年3月1日起實施。

中國輻射防護研究院三廢治理研究所副所長孫慶紅告訴《中國科學報》記者，目前最大的難題在于高放射性水平廢物的永久處置。

越來越多的“垃圾”

核技術在醫藥、能源、軍事等領域的應用已經讓人們嘗到了它的甜頭。同時，日益增加的放射性廢物也讓專家們頭疼不已。但當《中國科學報》記者采訪相關領域專家時，卻沒有一位專家能說得清目前究竟有多少放射性廢物。

李娜所在的放射性藥物化學實驗室主要研究放射性藥物在動物體內的情況，每天都會產生大量包含放射性的溶液和動物尸體。

李娜介紹，他們所用的藥物半衰期都不長，而10個半衰期后，放射性劑量則被認為已經減少到不足以造成傷害的程度，便可以進一步處置?！斑@個時候，我們就可以向環保局提出申請，請專門人員來收走這些廢物了?！?/font>

最近這些年，李娜感到收“垃圾”的人來得越來越頻繁，實驗室的放射性廢物也越來越多了。

同樣地，據中國原子能科學研究院統計，2009年，該院共收貯放射性固體廢物22.2立方米，主要有污土、金屬、工作服、塑料、玻璃、棉紗等，均為“低水平放射性廢物”。在1996年發布的《放射性廢物分類標準》中，這是一種“在正常操作和運輸過程中通常不需要屏蔽”的放射性廢物。

中國科學技術大學國家同步輻射實驗室教授李玨忻也對《中國科學報》記者稱：“隨著技術的發展，核儀器使用越來越多，留下的廢物肯定越來越多?！崩纾谡业V時地質工作者使用的探傷儀，其中帶有小型放射源。

不僅在科學研究上，放射源也快速進入了民用領域。在常見的煙霧報警器中，便含有少量的放射性金屬鐳?！皢蝹€報警器放射性強度很低，但廣泛使用后數量激增，放射性鐳的處理便成了大問題。”孫慶紅指出。

輻照技術的推廣也帶來不少放射性廢物。據不完全統計，截至2011年，全國已建成運行的輻照裝置超過200座。

早在1975年，湖南彬州市農業科學研究所獲取鈷源38支，放射總強度為5500克鐳當量。當時，彬州市農科所利用鈷源先后開展了輻射誘變育種、食品滅菌消毒、刺激作物增產、輻射產品加工等綜合性應用。

30多年后，這批鈷源早已廢棄。其間產生了大量放射性廢物，針對這些廢物的處置則花費了330多萬元的經費。

此外，自1956年以來，全國幾十座鈾礦山、鈾水冶廠、鈾采冶聯合企業已遍布云南、西藏、內蒙古等地區，完整的鈾礦冶工業體系同樣留下了危險的放射性廢物。

孫慶紅透露，我國現有核電站中，每一個百萬千瓦級的機組將產生50到100立方米的放射性固體廢物。

而根據2007年國務院批準的核電中長期規劃，到2020年前，中國將新建27個百萬千瓦級核電機組，屆時將有超過30臺的百萬千瓦核電機組投入運行。據此估算，到2020年，由這些核電機組運行產生的放射性固體廢物將在1500到3000立方米之間。

值得注意的是，盡管這些來自核電站的廢物體積看上去并沒有達到驚人的地步，但它們都屬于“高放射性廢物”，其放射性水平高、釋熱量大、毒性大，處理和處置難度非常大，且費用非常高。

日益嚴格的管理

近年來，不斷發生的核事故讓人們談“核”色變，也與放射性廢物的管理無不相關。西安交通大學能源與動力工程學院教授胡華四向《中國科學報》記者強調：“放射性廢物安全管理事關人體健康和環境安全，也直接關系到核能和非動力核技術及應用事業的健康發展?！?/font>

其實，早在1987年，當時的國家環保總局下發文件《城市放射性廢物管理辦法》。該《辦法》對放射性廢物的分類、產生放射性廢物單位的責任、廢物的收運及廢物庫的管理都作了詳盡的規定。

對此，胡華四解釋：“放射性廢物處理、貯存、處置活動是放射性廢物管理的三個核心環節?！倍派湫詮U物管理還應以安全為目的，具體應遵循“減少生產、分類收集、凈化濃縮、減容固化、嚴格包裝、安全運輸、就地暫存、集中處置、控制排放、加強監測”的原則。

但是，由于管理不善帶來放射源丟失、違規使用的事故仍然時常發生。

2004年7月12日凌晨，唐山市某建筑工地技術人員因操作不慎，將一個用于工業探傷的硒-75放射源失落在施工現場。10余名工人誤將放射源當做機器配件，最終發現主要受照者受到全身非均勻照射。

無獨有偶，2008年4月11日，山西省農科院旱農輻照中心發生了一起嚴重的鈷源意外照射事故。由于違規使用已經退役的鈷源室照射藥劑，數名工人受到不同程度的輻照。

另外，在鈾（釷）礦和伴生放射性礦開發利用過程中，由于對放射性污染防治重視不夠，缺乏對放射性污染防治的專項管理制度，亂堆、亂放放射性廢礦渣的情況也時有發生，由此造成的放射性污染威脅著環境安全和公眾健康。

中廣核中科華核電技術研究院反應堆工程設計與燃料管理研究中心主任肖岷向《中國科學報》記者介紹：“針對這些情況，政府部門對放射性廢物進行了日趨嚴格的管理?！?/font>

國務院法制辦公室負責人解釋，《放射性污染防治法》規定了“要盡量減少放射性廢物的產生量”、“排放廢物要經國家許可”、“對高放廢物要進行分類處理”等原則性問題，而將于今年3月1日起實施的《條例》則將法律的原則規定具體化了。

那么，對具體單位而言，新《條例》的實施將帶來什么變化？北京市環保局宣傳教育處工作人員稱，目前仍在等環保部的進一步通知。截至發稿時，記者仍未得到回應。

肖岷認為，國家對放射性廢物的管理力度加大，不僅相關文件得到了細化，管理體系也在進行調整。

有報道稱，我國在核安全監管機構上將進行大幅度調整，國家能源局將新增設核電司，國家核安全局在原來一個司的基礎上調整到三個司，核安全監管人員增加近千人。國防科工局新增設核應急司。

永久保存難題

孫慶紅長期與放射性“三廢”打交道，中低放射性水平的廢物主要以暫存后處置為主。公開資料顯示，目前中國已建有兩座中低放射核廢料處置庫，分別位于甘肅玉門和廣東大亞灣附近的北龍，還將在華東和西南建設兩座區域性低放廢物處置庫。

1944年，美國田納西州橡樹嶺進行了世界上首次放射性廢物的處置。在今天看來，第一個用于處置“放射性污染的破碎玻璃器皿”的處置場，只不過是橡樹嶺處置場中的一條簡易地溝，填滿了未經處理的廢物。

在核動力發展的初期階段，世界上其他國家也都采取了與此類似的方法進行放射性廢物處置。如今，國際原子能研究機構成員國中已經有100多座專業的設施運行。

在普通人眼中，放射性廢物暫存庫恐怕是一個非常神秘的地方。據統計，截至2011年，我國已建成31個放射性廢物庫。孫慶紅向記者透露，我國幾乎每個省都有自己的放射性廢物暫存庫。

1998年建成的湖北省城市放射性廢物庫深藏在大別山脈的崇山峻嶺中。戒備森嚴的倉庫配備厚實的鐵門，地面上有一個個標有字母的水泥蓋板，放射性廢物就封存在蓋板下面。

運送廢物的卡車，必須加裝防護鉛板，每次將放射源搬入庫中后，經辦人員、車輛必須進行徹底清洗。這些“洗澡水”被排入專門的蒸發池，防止其混入地表及地下水體。

去年6月，該庫結束了為期8年的改造工程。改造后的廢物庫實現了物聯網遠程在線監控，這在全國放射性廢物庫建設中走在了前列。

與此相比，高放射性水平廢物處置的技術要求則高很多。高放射性核廢料含有多種對人體危害極大的高放射性元素，10毫克钚就能令人斃命。

所以，在孫慶紅看來，目前最大的難題在于高放射性水平廢物的永久處置。

核工業北京地質研究院環境工程研究所所長蘇銳曾撰文稱，高放廢物的最終去向是深地質處置。這需要把高放廢物埋藏在距離地表深約500米到1000米的地質體中，使之永久與人類的生存環境隔離。

首先要將高放廢液變成玻璃固化體，再將玻璃固化體裝入金屬罐中，并在地下1000米的深部找一塊2平方公里到10平方公里不等的堅硬巖石，將裝有高放玻璃固化體的廢物罐埋藏其中，最后用一種特殊的回填材料將所有深部空間封填。

孫慶紅形容：“看上去有點像一座巨大的墳墓。”

因此，地質條件是首要的考慮因素。南京大學地球科學與工程學院水科學系教授周啟友向《中國科學報》記者介紹，選擇高放廢物的處置地點最重要的則是要地下水的條件。

“我們要尋找一個不含地下水或者地下水移動非常緩慢的地方?！敝軉⒂颜f，“除了自然條件，還需要加固工程屏障，對巖石圈進行保護?！睋?，一些專家認為甘肅敦煌北山可能是將來最為理想的高放廢物處置庫。

不僅是中國，高放廢物的處置也是一個全球性的難題。從建造核電站的那天起，德國政府有關機構和地質、核電專家就在為核廢料的最終去處而發愁。

目前已知的看法是，核廢料在相當長的時間內不得流入自然界。那么，什么樣的建筑構造和地點能經得住自然界的滄海桑田？

“別放在我家后院”

在美國的報刊上，經常會見到這樣的縮寫——NIMBY，即Not in my backyard.意思是：別將垃圾放在我家后院。

紐約市的許多垃圾填埋場因為不符合美國環境署的環保標準而被迫關閉，一些城市索性將垃圾直接運到別的城市或其他州。被動接受垃圾的城市的居民就非常憤怒，他們組織了“NIMBY”運動，抵制垃圾運進自家后院。

在令人恐慌的放射性廢物處置上，我國也面臨類似問題。2008年，在一家地方網站的論壇中出現一個“湖北省的放射性廢物庫在廣水市”的帖子。帖子中陳述了“廣水市癌癥發病率全省最高與省放射性廢物倉庫具有很大關聯”，并抗議廢物庫繼續在當地運行。

而2010年11月，中國核工業集團與法國阿?，m公司簽署的協議則引發了更大的波瀾。協議規定，在甘肅嘉峪關以北的金塔縣內建設一座年處理規模達到800噸的乏燃料后處理基地。

這意味著，今后運往甘肅的核廢料不僅來自國內的核電站，還有可能來自周邊國家?！盎厥占夹g是否成熟”已經成了專家擔憂的問題。

不過，這已不是阿海琺公司第一次在運輸核廢料途中遭遇“攔路虎”。作為國際“核廢料處理中心”，核廢料在法國與這些國家之間往來運輸，所到之處，無不遭到民眾的強烈抗議。

普遍認為，核廢物處置計劃的成功離不開與公眾良好的溝通。長久以來，一些國家已經采取若干種步驟，并取得相當的成效。

例如，在匈牙利，上世紀90年代的兩次選址受阻后，匈牙利原子能委員會于1992年啟動了國家低中放射性廢物處置選址計劃。委員會采用公眾自愿參加的方式，確定了愿意成為這些場地“東道主”的社區，最終在這些社區內選定了6個處置場場址。

在澳大利亞、美國、加拿大等國家和地區，全面的公眾磋商過程是專設低中放射性廢物處置庫選址的一個重要環節。

而在我國，在環境問題上與公眾進行互動才剛剛興起。胡華四向記者表示：“將來，公眾對核的態度將影響核科學技術事業的發展?！比绾问构娂炔弧皩税踩珗笠詿o所謂的態度”，也不致“談核色變”，還需要作長期的努力。

“必須要開展廣泛深入細致的核科技知識的普及宣傳工作?！彼f，“要使公眾能理解、配合和支持這項工作的開展，應當保障充足的經費開展核科學的普及工作?！?/font>

放射性廢物的來源

地質勘探、鈾礦開采、選礦和礦石

含有鈾、鐳和其他天然放射性核素的鈾礦山廢石、尾礦和水冶廠尾砂，放射性水平較低

鈾的精制、轉化、同位素分離和燃料元（組）件制造

含鈾的坑道廢水、選礦水等

核電廠和其反應堆的運行

含活化產物和裂變產物中、低放射性廢物和固體廢物及卸出的乏燃料

核燃料后處理廠的運行

含裂變產物和錒系元素高放射性廢液和廢物

核設施退役

堆芯活化材料、可回收的放射性污染廢鋼鐵及其他廢金屬、大量放射性水平極低的固體廢物

核能研究與開發、放射性同位素生產和應用

廢輻射源，主要是鈷-60和鐳-226源

鏈接：

美國如何管理放射性廢物

美聯社獲得數據顯示，美國目前擁有7.1862萬噸核廢料。近年來，美國在低、中放廢物的處理與處置技術上已經基本成熟，放射性廢物管理的重點逐步轉向高放廢物。

據中國輻射防護研究院三廢治理研究所副所長孫慶紅介紹，美國放射性廢物處置的國家政策為“以地質處置方式安全、永久地處置乏燃料和高放廢物，以地表或地下處置方式處置低放廢物，確保放射性廢物與環境的長期隔離”。

低放廢物淺層埋藏

美國主要利用淺層埋藏場址處置低放廢物。而即便是低放廢物，美國也有細致的分類體系。

按照放射性活度大小，美國核管會低放廢物分為A類、B類和C類，放射性活度依次增加。其中，由于C類低放廢物在處置場封閉數百年后仍可能對意外闖入者造成危害，因此處置設施要有工程屏障，或予以深埋。

按照行政管轄范圍，美國則將低放廢物分為兩部分，能源部低放廢物和商業低放廢物，并執行分類管理政策。商業低放廢物處置設施的設計、建造和運行必須獲得核管會或核管會協議州的許可。此類設施的設計、建造和運行必須滿足安全標準的要求。設施運營商還必須對設施所在場址進行廣泛的特性調查，并分析設施在未來數千年的行為。

目前，投入運行的商業低放廢物處置設施有三個，包括猶他州的恩維洛卡設施，華盛頓州的漢福特設施和南卡羅來納州的巴恩維爾設施。其中，恩維洛卡設施只接收A類低放廢物，巴恩維爾設施接收所有三類低放廢物。

超鈾廢物安全貯存

美國核管會規定，對于具有較高α核素含量的廢物屬于超鈾廢物。1970年以后，美國開始禁止將超鈾廢物作近地表處置。

對于超鈾廢物，能源部的政策為，如果是國防廢物，則在廢物隔離示范工廠處置；如果尚未確定是否是國防廢物，則安全貯存，待將來處置。

1999年3月，廢物隔離示范工廠開始運行，這是世界上第一個獲得許可的永久貯存超鈾廢物的地下處置庫，位于地下大約700米的巖層中。隨后，能源部獲得許可在廢物隔離示范工廠處置17.56萬立方米超鈾廢物。

到2006年9月，該工廠已經處置了4.1萬立方米超鈾廢物。未處置的超鈾廢物貯存在廢物產生設施或指定的能源部設施內，貯存方法包括可回取式埋藏、淺地層掩體、混凝土箱、地上混凝土房和建筑物內存放。

高放廢物永久處置

1982年，美國《核廢物政策法》授權能源部負責處理和處置美國的高放廢物。能源部確定的高放廢物和乏燃料管理政策為“進行必要的穩定、固化處理，在場址安全貯存，直到能夠運往地質處置庫”。

“尤卡山之爭”則是美國高放廢物處置的經典案例。在尤卡山永久性掩埋核廢料曾經被認為是美國核廢料問題的最佳解決方案。但在經歷22年的建設，耗資90億美元之后，這個愿望暫時落空了。

1987年，美國《核廢物政策法修訂案》指定尤卡山場址為唯一的高放廢物處置庫候選場址。2002年2月，美國能源部長向美國總統布什申請將尤卡山場址作為乏燃料和高放廢物的地質處置庫開發場址。

5個月后，美國國會通過了聯合決議，批準將尤卡山場址作為高放廢物的地質處置場址。能源部在2008年中期向核管會遞交了尤卡山地質處置庫建設許可證的申請。能源部稱，如果獲得足夠的資金并成功完成許可證申請程序，則第一批核廢物將能夠在2017年之前運抵該處置庫。

然而，奧巴馬政府上臺后，決定從2010財年起不再為尤卡山項目提供經費，認為該項目并不是一個更好滿足美國核廢物貯存需求可行的解決方案，將尋找更好的方案解決核廢物問題。

（見習記者 甘曉）

(中國科技網)

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