“在核燃料后處理上我們是一個后進(jìn)的國家，這不得不承認(rèn)。”

雖然，朱永公式院士手拿話筒有些顫抖，但他的語氣卻異常冷靜：“多年來，我國對核燃料循環(huán)后段處理缺乏系統(tǒng)研究，沒有頂層科學(xué)規(guī)劃，研究力量分散，基礎(chǔ)研究缺乏支持，這樣下去勢必影響核電站的可持續(xù)發(fā)展。”

今年10月16日，是我國第一顆原子彈試驗(yàn)成功52周年。15日，朱院士與其他9位核化學(xué)與放射化學(xué)界院士相聚在北京應(yīng)物會議中心，他們理應(yīng)拍手相慶，但是一說起我國的核燃料后處理的現(xiàn)狀，氣氛一下子變得嚴(yán)肅起來。

而在今年8月，中法合作核循環(huán)項(xiàng)目在連云港擬選廠址一事引起了當(dāng)?shù)鼐用駨?qiáng)烈反對，最終地方政府宣布永久停止該項(xiàng)目的選址規(guī)劃。

我國首個商業(yè)核電站1991年就投入運(yùn)行，為何到今天還在為乏燃料處理廠選址困惑？朱院士痛陳的問題其根源又在哪？多位院士和專家向科技日報(bào)記者闡述觀點(diǎn)。

乏燃料是“魔鬼”嗎

乏燃料，是指在反應(yīng)堆內(nèi)燃燒過的核燃料，經(jīng)過一定的時間從反應(yīng)堆內(nèi)卸出。乏燃料并非核廢料。其中仍有95%的鈾沒有燃燒，同時還會產(chǎn)生一些新核素，如1%的钚和4%的其他核素。

到2020年，我國預(yù)計(jì)建成5800萬千瓦核反應(yīng)堆機(jī)組，每年產(chǎn)生的乏燃料超過1000噸，乏燃料累計(jì)總量約1萬噸。

“諾貝爾獎獲得者伯頓·里克特曾經(jīng)寫過一篇討論核能的文章《兩個魔鬼之間》，我們干的就是降妖除魔的事。”清華大學(xué)教授陳靖形象地說。

乏燃料具有很強(qiáng)的放射性，如果處置不當(dāng)將引發(fā)難以估量的災(zāi)難。對于這個“魔鬼”，國際上有兩種辦法：一是永久禁錮在地下，二是“招安”部分可用之才。

“美國耗資1000億美元在尤卡山挖了一個幾百米深的地下儲藏基地，但是到2015年，儲量已經(jīng)達(dá)到75%，過不了幾年就要裝滿了，接下來怎么辦？”陳靖反問道。因此，自奧巴馬上任后，美國政府就暫停向尤卡山繼續(xù)存放乏燃料，另尋出路。

而我國人多地少的國情決定了環(huán)境容量更為有限，把問題留給后代既不負(fù)責(zé)也不現(xiàn)實(shí)。

如何鎖緊“潘多拉魔盒”

在天然鈾中，僅有不到1%的鈾同位素——鈾235，能夠在熱中子的作用下發(fā)生裂變反應(yīng)，而占天然鈾絕大部分的鈾238卻不能。這就意味著，鈾燃料中有99%的能量未被利用。

因此，核燃料循環(huán)后處理就是要回收鈾、钚等易裂變材料，以及可以利用的次錒系元素等物質(zhì)，并制成核燃料組件再次使用，而其他放射性核素固化制成玻璃塊狀的高放廢物封存。

那么，對乏燃料的處理是否意味著打開了“潘多拉魔盒”？

“所有的處理都在常溫下進(jìn)行，這與切爾諾貝利或福島因?yàn)楹朔磻?yīng)堆高溫導(dǎo)致泄露完全不同。”陳靖說，“再配合成熟的臨界安全管控措施，處理廠的風(fēng)險是非常低的。”

專家介紹，后處理廠在操作過程中確實(shí)有部分放射性物質(zhì)進(jìn)入環(huán)境。比如氚，國際慣例是排放到海水中，因?yàn)樗诤Ｋ刑烊淮嬖?，?ldquo;壽命”只有幾年，對環(huán)境基本沒有影響。

法國阿格琺核循環(huán)廠多年監(jiān)測的數(shù)據(jù)表明，工廠給產(chǎn)業(yè)園區(qū)附近的公眾帶來的輻射劑量為0.03毫西弗/年，僅相當(dāng)于自然輻射量的百分之一。

“建處理廠并非要在當(dāng)?shù)卮娣鸥叻艔U物，最終還是運(yùn)輸?shù)礁拭C北山的地下儲存基地。”中國原子能科學(xué)研究院副院長葉國安告訴記者。

而經(jīng)過處理，最終“罪大惡極”的“惡魔”比起當(dāng)初的乏燃料已大大減少，一噸乏燃料處理后高放廢物僅有0.2立方米，這將大大減輕地下存放的空間壓力。

即將“爆倉”的乏燃料何去何從

“2004年，我們撰寫了一個報(bào)告，其中講到我國的乏燃料處理比印度還落后，引起了國家領(lǐng)導(dǎo)人的震驚。”中科院院士柴之芳說。

目前，全球主要的核國家都有乏燃料處理裝置，包括法國、美國、英國、俄羅斯、日本。“印度早在十幾年前就建成了3個百噸級的處理廠，而我國僅有甘肅一個50噸級的處理廠，遠(yuǎn)遠(yuǎn)無法滿足商業(yè)核電站的乏燃料處理需求。”

沒有處理廠，我國商業(yè)核電站的乏燃料只能存在水池中，一般核電站的水池設(shè)計(jì)容量僅能滿足其15—20年的乏燃料總量。自1991年秦山核電站投運(yùn)，目前已有多個核電站的水池存滿。核電站不得不擴(kuò)建水池或?qū)で蟾煞▋Υ?，但這些僅是權(quán)宜之計(jì)。

究竟是什么原因?qū)е潞穗姰a(chǎn)業(yè)前、后端發(fā)展不平衡呢？

“沒有持續(xù)性投入、缺少國家頂層設(shè)計(jì)是根源。”陳靖告訴記者，2010年，國家重大專項(xiàng)中設(shè)立了乏燃料后處理子項(xiàng)，預(yù)算經(jīng)費(fèi)68.95億元，但是到目前只下?lián)芰?span lang="EN-US">2.6億元。

“雖然乏燃料處理寫入國家核電發(fā)展規(guī)劃，但是沒有細(xì)化，無法執(zhí)行。”葉國安認(rèn)為，我國乏燃料處理工業(yè)化能力較弱，工藝、設(shè)備、質(zhì)控都不能滿足連續(xù)的、大容量的處理要求。

上世紀(jì)70年代，朱永公式院士帶領(lǐng)團(tuán)隊(duì)研究提出了從高放射性廢液中去除錒系元素的TRPO萃取流程，為我國獨(dú)創(chuàng)，達(dá)到國際先進(jìn)水平，受到國際核能界的高度評價。但是因?yàn)楣I(yè)化研究和后續(xù)投入沒有跟上，至今仍未轉(zhuǎn)化為處理裝置。柴之芳院士不無遺憾地說。

專家們不禁追問：難道無處可去的乏燃料真的將成為我國商業(yè)核電發(fā)展中的燙手山芋嗎？