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核廢料儲存數十萬年後其放射性相當於背景輻射嗎?

在網路上常常聽到,核電廠所產出的核廢料需儲存數十萬年,然而經過數十萬年後核廢料的放射性就相當於背景輻射,因此就算其進入生命圈,對人類也就沒有什麼影響。然而,真的是如此嗎?可惜,答案是否定的。
請看以下的圖,最右邊的黑線就是核廢料放射毒性(radiotoxicity)衰減圖。1公噸可供應600億瓦天的鈾燃料在經過數十萬年後,其放射性相當於1公噸到達平衡狀態天然鈾礦,其放射毒性仍高達1萬西弗以上(請注意此座標為指數座標),所以核廢料儲存數十萬年後,人類仍然需要對其重重防護,不能使它流落到生物圈。
核廢料儲存數十萬年後其放射性相當於背景輻射嗎?

另外,擁核大將陳立誠在其部落格中提到「第四代反應爐之“高階核廢料”其輻射強度在數百年內就會降為與天然鈾礦無異」,其實他們追求的極致就是最左方的咖啡色曲線(圖上標示fission product)。然而,陳立誠沒有說的是第四代反應爐中的快中子反應爐(只有快中子反應爐才能達到所謂燃燒核廢料之目的)經過70多年的開發,上千億美金的投入都還存在很大的技術問題,且要經過多次再處理才能達到其所欲的效果(做為參考,目前核廢料的再處理就只能做一次)。縱使成功,從此圖可知,核廢料經過十萬年後放射毒性仍然高達100西弗,人類仍然無法與之和平共存。

2018-01-28 21:38 發佈

有極限的增長 wrote:
在網路上常常聽到,...(恕刪)


另外,註明一下,1樓的圖據我所知,最初是來自NEA於2006年所出具的報告。
有極限的增長 wrote:
另外,註明一下,1樓的圖據我所知,最初是來自NEA於2006年所出具的報告。

那麼,核融合會不會比較好?

核融合有沒有機會把舊(核分裂)的廢料拿去做為融合的燃料?
行至水窮處,與人云亦云。〔薪水是零元,還活得下去〕。

水云 wrote:
那麼,核融合會不會...(恕刪)


點不起來到商轉程度...好也沒用?
有極限的增長 wrote:
所以核廢料儲存數十萬年後,人類仍然需要對其重重防護,不能使它流落到生物圈。
你知道『十萬年』是什麼概念嗎?
如果不控制好碳排放,
人類真的可以不用煩惱10萬年後的事。
我個人認為,不用50年,
就會有商轉的反應爐可以將核廢料再利用。
到時候就不會有核廢料的問題。

水云 wrote:
那麼,核融合會不會...(恕刪)


很遺憾地告訴你,核融合發電可能不具可行性,故有人戲稱它為永遠的五十年。
而且,核融合是不可能燃燒核分裂所產生的核廢料的。
01newbie wrote:
你知道『十萬年』是...(恕刪)


我這邊強調數十萬年,可不是再說核廢料在數十萬年後才有可能產生核洩漏,而是強調核廢料在數十萬年後還是有很高的輻射毒性。其實,它可能幾十年後就產生核洩漏,不過若是如此就是災難了。

另外,所謂能燃燒核廢料的反應爐其實就是快中子增殖反應爐。然而,人類史上第一個用於發電的核反應爐就是快中子反應爐,70年過去了,結果卻是熱中子反應爐佔有絕對壓倒性的優勢,可見快中子反應爐是多麼不堪。之所以有這樣的原因是快中子反應爐本身的技術原理所導致的高風險,由於易核分裂的元素與快中子的反應截面較小,所以鏈式反應必須要在很高的核燃料濃度下才能得以實現,而這麼高的燃料濃度就意味著比熱中子反應爐高得多的功率密度,再加上快中子反應爐使用的冷卻劑是極其危險的液態鈉,所以其運行風險比常規核電站高得多。
就算不考慮風險硬上好了,由於快中子反應爐需搭配多次的再處理(須注意現在的MOX也就只循環一次而已),才有可能使鈾238達到更高的使用效率,然而多次的再處理就是更昂貴的成本,因此當成本高到一定程度,人們就不會再使用下去了。
另外,我之前在網路上看到了一篇文章,叫做"支持用核──關於核廢料萬年不化的迷思",連接如下:

https://www.facebook.com/notes/%E6%96%B9%E6%AD%A3%E5%B9%B3/%E6%94%AF%E6%8C%81%E7%94%A8%E6%A0%B8%E9%97%9C%E6%96%BC%E6%A0%B8%E5%BB%A2%E6%96%99%E8%90%AC%E5%B9%B4%E4%B8%8D%E5%8C%96%E7%9A%84%E8%BF%B7%E6%80%9D/10152898481259584/

然而,其內文其實有諸多錯誤,分析如下:

首先,其提到『因為鈽的長半衰期,所以它並不是反應爐用過核燃料輻射主要來源』。然而,請看1樓所附的圖,可以看出鈽(藍色那條)就是乏燃料輻射毒性的主要來源,因為輻射劑量不是只基於半衰期,還基於放射性物質的總量以及放射性物質衰變後的產物。鈽239衰變後是產生鈾235,鈾235還會產生其他可持續衰變的產物,這些產物有些半衰期很短,會產生很強的輻射毒性。
另外,這篇文章又提到『鈽239也是可分裂物質,分離粹取後可以重新投入核電廠發電』,這句話基本上是沒錯,但他沒說到提取鈽239的再循環需要花費很高的成本,目前這方面是不經濟的。
『用過核燃料主要的輻射來源,是核分裂產物中的中壽期放射性核種,例如鍶-90、銫-137,半衰期大約都是30年。若把鈽元素抽離後,這些零零總總的分裂產物大約經過10,000年,輻射強度會回復到鈾礦區的天然背景強度』。
這一段話本身就存在矛盾,若核廢料主要的輻射來源是核分裂產物中的中壽期放射性核種,那不管有沒有把鈽元素抽離,其對總體的衰變時間都不會有太大的影響。然而,從1樓所附的圖可知,鈽才是乏燃料主要的輻射來源,故將鈽抽離後,總體的衰變時間才能有效縮短。鈽元素抽離後,剩下的放射性物質的輻射來源並不是來自於核分裂產物,而是來自次錒系元素(Minor actinide)。另外,剩下的放射性物質可不是經過10,000年輻射強度會回復到鈾礦區的天然背景強度,而是回復到天然鈾礦的強度,這二者可是有很大的差距。
『過了萬年,這時就算它們任意丟棄到大自然中,也不會增加當地的放射性,對環境及生物也不會有危害。』
這根本就是大錯特錯,從1樓所附的圖可知縱使經過百萬年,輻射毒性仍然很強,所以根本就不能任意丟棄到大自然中,否則就會對生物圈造成很大的破壞性。
『為了不讓這些有強放射性的核種不會到處流竄,所以用熔融玻璃固化,再把玻璃固化體靜置300年,這時的輻射強度大約會衰變成鈾礦區的天然背景值的100倍,但只要這玻璃磚內的核種不溶出到環境中,它的危害等同無害』
再次指正,是衰變到天然鈾礦的100倍,而不是衰變成鈾礦區的天然背景值的100倍。
另外,所謂的放射性是指原子核發生核衰變,放出各種各樣的高能粒子,比如α粒子、β粒子、γ粒子等等,而這些粒子的能級遠遠超出化學鍵的範疇,因此它們可以輕而易舉地破壞任何化學鍵----生命體若遭遇這種打擊,就意味著DNA分子被損壞,由此便導致了癌症的發生;普通物體若長期遭遇這種打擊,那就意味著化學鍵的破壞會逐步累積起來,到了一定程度之後,必然導致該物體的結構強度下降或破裂。因此,不管是用何種容器放置這些核廢料,經過三百年後這些容器都可能產生破裂,從而讓放射性物質流出。
有極限的增長 wrote:
另外,我之前在網路...(恕刪)


核廢料的危害主要是放射元素的濃度. 用10000倍的材料去須稀釋它, 輻射強度自然要降低. 把濃縮提煉反向操作不也是方法, 而且稀釋後濃度降低, 溫度也比較好控制. 另外, 廢棄的古老岩盤, 沒地下水流過的深礦坑, 也可以擺個幾千萬年.

我只是很好奇, 人類有能力從鈾礦濃縮成燃料棒, 怎麼會沒本事把廢料稀釋到環境背景值. 而輻射能力越強的元素, 原則上半衰期也越短, 所以只要儲存一段時間, 輻射危害也會降低不是, 換句話說, 千萬年級半衰期的放射源數實際上的輻射能力也不太高吧.
核衰變的高能的只有γ射線, 但是在大氣中傳不了多遠, 而α粒子, β粒子只要不在身體裡危害也不大, 西伯利亞車諾比核電廠外的野生動物也證明了生物有一定的適應性, 世界上不明白的很多, 用不著急著自己嚇自己.

再說, 火山岩漿幾億年來不斷的從地心把輻射物質往地表上推, 雨水沖刷地表流入大海, 也讓大海的輻射和鹽度不斷增加, 輻射對地表的生物一直都是生存考驗, 避無可避, 我不知道如此費盡心思反核, 究竟能換來多少安全. 地球從來都是個什麼永續使用環境, 從太陽風, 隕石, 地涵的運動, 到地球的磁場, 可以毀滅人類的事情還很多, 而我們知道的卻很少, 哪來的自信開口閉口愛地球, 哪來的永續自然環境. 若做得到的話, 我還真想問問這些博物館裡的古化石, 當年你們是怎麼掛掉的.



umts wrote:
核廢料的危害主要是放...(恕刪)






反核,在台灣只是一個政治議題啦
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