傳得沸沸揚揚的“核廢料”實際上是“燒過一輪的核燃料”——乏燃料（試想你在公司被各種工作壓榨過一輪，你也會覺得“乏”的），在這些乏燃料中，還有大量的裂變物質(zhì)，而核循環(huán)廠的主要目的，就是把這些乏燃料進行再一次的富集處理，再將他們送回核電站繼續(xù)“發(fā)光發(fā)熱”。

這就好像你在被各種工作壓榨過一輪以后，公司總是讓你好好吃一頓歇一歇，恢復(fù)元氣了再讓你接著干，而不是在榨干了你的生產(chǎn)力后直接把你炒了。

所以港城人民說這是個“核廢料處理廠”是不準確的。

所謂“核廢料”就真的只是“廢料”嗎？

——當然不，大約有97%的乏燃料可以回收利用，重新回到核電站反應(yīng)堆中，是為“循環(huán)”；只有大約3%會變成高放射性廢物。

而高放射性廢物這種真正的“廢料”，會被送到指定地點填埋——我說“指定地點”可不是“就近”的意思，按國內(nèi)目前的情況，大多數(shù)乏燃料都還在核電站的水池中靜靜安眠，而在未來，大部分不能回收的高放射性廢物會經(jīng)處理封存后送往荒無人煙的大漠中的處置廠。

另外根據(jù)@江蘇網(wǎng)警 的微博，連云港只是這個核循環(huán)廠的候選廠址之一，江蘇、廣東、浙江、福建、甘肅、山東等全國六省市都在對這個項目進行激烈的爭奪。

光說不練假把式，大家要反對也好要支持也好，總得先知道核循環(huán)廠是怎么工作的，下面我們來聊聊這個問題。

核循環(huán)廠怎么工作？

乏燃料后處理的兩條路

從核電站里出來的乏燃料的大致組成是：95%的鈾，1%的钚和4%的FP（裂變產(chǎn)物）。一般而言，這些乏燃料會首先在反應(yīng)堆旁的冷卻水池中待上五到十年，等那些放射性最強的、最不穩(wěn)定的和放射性最短的元素都衰變完了以后，才會進行下一步的后處理。

鈾和钚相信大家都不陌生，這兩種元素以“能造原子彈”聞名——不過元素并不能說明什么，太陽還每天用氫——這種常見到你渾身上下都是的元素——來進行比原子彈爆炸激烈得多的核聚變反應(yīng)呢。鈾和钚也是核燃料的重要成分，乏燃料里含有這么多的鈾和钚，因而也就有了兩種不一樣的處理方式。

棄療法

——這個名字是我胡謅的，別信，它真正的名稱叫一次通過（Once-through）方法。

這種“一次通過”方法的核心思想是：直接處置，長久存放。也就是乏燃料出來以后就不回收利用了，直接把這堆高放射性的“煤渣”打包（當然，這個“打包”用的包裝是有規(guī)定的！有標準的！有紀律的！是專門的�。�，作為固體廢棄物處置——一般是找個地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常、非常、非常穩(wěn)定的地方深埋。

一句話總結(jié)：這種辦法就是“榨干你的勞動力后直接炒了你”。

一篇1994年的文章（張祿慶《世界鈾市場的供求現(xiàn)狀和核燃料循環(huán)決策淺析》）里談到了美國的乏燃料后處理辦法，就是典型的“一次通過”方法：

美國現(xiàn)有的24000噸乏燃料組件大部分暫存在核電廠的乏燃料水池里，其他存放在一種干式存放容器里。這種容器還有可能發(fā)展成為未來的乏燃料組件運輸和最終儲存容器。以后將采取地下深處永久存放的辦法來處理。

不過這種辦法對儲存的地址要求非�？量�。因為鈾和钚的半衰期非常長——就是說從放射性物質(zhì)完全變成沒有放射性的物質(zhì)需要的時間非常長——所以永久儲存的安全期限是300到1000年。

使用這種方法進行乏燃料后處理的代表國家有：瑞典、美國、加拿大。

循環(huán)（Recycle）法

全稱是燃料閉合再循環(huán)方法，聽著就很環(huán)保節(jié)約實際上也確實很環(huán)保節(jié)約的一種方法。采用這種辦法的國家一般都是從軍事領(lǐng)域開始進行核能利用的，因此掌握了成熟的核富集的方法，比如法國；當然也有一些因為有錢有技術(shù)，核電產(chǎn)業(yè)又是國民經(jīng)濟發(fā)展的重要支柱于是采用這種辦法的國家，比如日本。

燃料閉合再循環(huán)的核心思想是回收鈾、钚，再循環(huán)。

目前國際通行循環(huán)法流程是1954年美國在薩凡納（Savannah）開發(fā)的Purex流程：

• 1. 將乏燃料解體

• 2. 用硝酸溶解成溶液

• 3. 用TBP萃取，使目標產(chǎn)物鈾、钚與裂變產(chǎn)物分離，得到產(chǎn)物硝酸钚酰、硝酸鈾酰

• 4. 硝酸钚酰溶液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮、草酸鹽沉淀、煅燒，得到二氧化钚；硝酸鈾酰溶液經(jīng)過蒸發(fā)濃縮，AUC沉淀，煅燒還原得到二氧化鈾產(chǎn)品

• 5. 得到的二氧化钚可以與二氧化鈾制成混合陶瓷燃料（MOX）元件再循環(huán)于反應(yīng)堆中

• 6. 得到的二氧化鈾產(chǎn)品送至鈾轉(zhuǎn)化廠轉(zhuǎn)化成六氟化鈾，然后富集，再制成和燃料元件

我知道這個流程看起來挺乏味的……實在看不下去就跳過去算了，還在高中的同學(xué)們可以拿出做化學(xué)流程題的耐心來看看，比你們的題目應(yīng)該簡單多了。

循環(huán)法的優(yōu)點非常明顯，鈾與钚的回收再利用將有效助力核電站運行，節(jié)約核燃料，僅產(chǎn)生少量的高放射性廢物需要填埋處理。

但循環(huán)法的缺點也不能忽視：循環(huán)法會產(chǎn)生大量的廢液，而這些廢液的化學(xué)中和與處理，將是核循環(huán)廠需要面對的一個大挑戰(zhàn)。

采用燃料閉合再循環(huán)方法的代表國家有：法國、英國、日本、俄羅斯。

而這次新聞的主角中法合作的核循環(huán)項目，正是采取燃料閉合再循環(huán)方法進行乏燃料處理的。

而項目的合作方——承擔總體技術(shù)責(zé)任的法國阿海琺集團，在核能源建設(shè)領(lǐng)域稱得上全球首屈一指，在乏燃料后處理上有豐富的經(jīng)驗，擁有超過45年的核設(shè)施運行經(jīng)驗。

中核集團在這個項目中負責(zé)建設(shè)，至于中國的基建能力，不吹不黑，什么水平大家都懂的。

一點題外話：事實上也有文章分出了第三種處理辦法：等等看（Wait See）……很多核能利用剛起步的國家是這么干的，不過這個辦法顯然比棄療法都更像放棄治療……

“可我還是擔心不安全……”

——所以我們要專門開一節(jié)來講講核循環(huán)廠的安全問題，相信也是大家最最最關(guān)心，沒有之一的問題。

核循環(huán)廠運行中的安全問題主要有兩個：

核臨界安全、核廢物管理

稍微休整一下，我們下面要開始認真掰扯掰扯這兩個主要問題啦。

核臨界安全

核臨界安全是核設(shè)施獨有的一種安全因素，這一安全因素來源于鏈式反應(yīng)——一枚中子打中一個鈾-235原子核，生成的鈾-236衰變后放出兩個或三個中子，這些中子繼續(xù)轟擊其他鈾-235原子核，如此循環(huán)，生生不息。

在核武器里，這種鏈式反應(yīng)是不加控制的，被轟擊的原子以幾何級數(shù)增長（學(xué)過點數(shù)學(xué)的都知道幾何級數(shù)增長有多厲害），于是有了威力巨大的原子彈。

然而在核電站反應(yīng)堆里就不一樣啦。首先，反應(yīng)堆中鈾的豐度只有3%，相比于核武器90%以上的鈾，顯然是極低的；其次，在核反應(yīng)堆中，鈾-236衰變放出的中子并不會全部都與下一個原子核反應(yīng)，它們會被吸收掉大半，最后的效果就像是一個原子核只放出一個中子繼續(xù)與下面的原子核反應(yīng)，一環(huán)扣一環(huán)，穩(wěn)定持續(xù)地進行核反應(yīng)。

聰明的讀者朋友們一定看出來了，維持核電站正常運行，就必須控制好“放出”的中子數(shù)，如果太多，就會以幾何級數(shù)速度反應(yīng)，一發(fā)不可收拾，如果太少，反應(yīng)就會越來越弱，直至完全無法進行下去。

而這恰好能維持鏈式反應(yīng)繼續(xù)進行的條件，就是臨界條件。

在反應(yīng)堆中我們要維持臨界條件，但是對于其他工藝流程來說，避免臨界條件的出現(xiàn)，嚴防超臨界事故的發(fā)生則是保證安全的重要條件。

特別是在核循環(huán)廠，這種有鈾富集過程進行的地方，核臨界安全自然是重中之重。

在國內(nèi)，核臨界安全標準遵守所謂“雙偶然原則”，這項原則要求，任何單一的“不太可能發(fā)生的偶然事件”都不能導(dǎo)致超臨界事故的發(fā)生。

“不太可能發(fā)生的偶然事件”聽上去非常扯，但它真的有一個計量標準——當一個事件的發(fā)生概率在每年百分之一到每年萬分之一之間時，稱之為“不太可能發(fā)生的偶然事件”。

那么，按照雙偶然原則，單一不太可能發(fā)生的偶然事件（說真的它有沒有一個縮寫，這名詞也太長了……）不能造成超臨界事故發(fā)生，那么我們來簡單算一算，一年里發(fā)生超臨界事故的概率是多少？

答案是十萬分之一到億分之一。

高中數(shù)學(xué)老師告訴我們兩個獨立事件同時發(fā)生的時候概率要相乘的。

所以，“萬一發(fā)生了呢？”這種提問是不對的！應(yīng)該問——“億一發(fā)生了呢？”

我真誠地覺得，有這個心情操心億一發(fā)生的事情，不如留心一下走在路上不要玩手機，容易掉坑里或者被車蹭到。

保障核臨界安全就是一向非常專業(yè)的事情了。一般來說，應(yīng)用幾何控制——通過限制尺寸、控制材料的幾何形狀來提供安全可靠的裂變材料容器、貯罐和導(dǎo)流系統(tǒng)和用中子吸收體進行控制是兩種最常見的辦法，有興趣的朋友們可參閱阮可強等的《核臨界安全》進一步了解。

核廢物管理

這里的“核廢物”就真的是沒有回收價值，需要處理排放的廢物了。

國際上通常把核廢物分成三類，并且每一類都有各自對應(yīng)的處理辦法：

A類：含有短半衰期和低放射性水平的廢物。這一類廢物在短時間內(nèi)就會衰變成為一般的廢物，不再具有放射性，這種廢物經(jīng)過常規(guī)的物理和化學(xué)方法處理后就可以按照正常固體廢物的流程排放了。

B類：含有長半衰期和中放射性水平的廢物。這一類廢物的來源主要是后處理過程中，也有些來自反應(yīng)堆和燃料元件的制造過程。這類廢物需要經(jīng)過物理和化學(xué)方法處理和減容后，用水泥或者瀝青固化，然后用帶有屏蔽體的不銹鋼容器包裝，深埋在地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定、有專用工程建筑的的深井中。

必須強調(diào)的是它叫深井但是并不是喝水用的那種井！絕對不是！它也不通水！它只是通到很深很深的地下的一個通道而已！筆者真是怕了有些看到個井就覺得是污染地下水的人了……

C類：高放射性水平的廢物，這類廢物的來源主要就是乏燃料回收利用以后剩下了的那些含裂變產(chǎn)物的廢物了。也是聳人聽聞的坊間謠言中“讓人斷子絕孫變成怪物威脅子孫后代生存萬惡不赦的核廢料”的本體。這類廢物經(jīng)過物理和化學(xué)方法減容處理后，加入玻璃體熔煉使之成為浸出率很低的玻璃體，然后用帶屏蔽體的不銹鋼容器包裝，貯存于地質(zhì)結(jié)構(gòu)非常穩(wěn)定，有專用工程建筑的深井中，并且進行連續(xù)的監(jiān)測和隨機抽查以保證安全。

對C類廢物的玻璃固化處理是一項非常專業(yè)，工藝非常復(fù)雜，地位也非常關(guān)鍵的技術(shù)。筆者對此也沒有更深入的了解了，希望這方面的老師前輩看到拙文能不吝賜教。

對于固化之后的核廢料地質(zhì)掩埋，國際通行的辦法是在深巖洞——比如巖鹽和花崗巖巖洞中處置。也有例外，比如德國采用了廢礦井處置的辦法。目前比較前沿的辦法還有在巖鹽或者花崗巖中鉆孔處置。這些用于地質(zhì)掩埋的地方大多深300-1000米，不通水源，遠離居民區(qū)，也沒有地下資源。

也有不掩埋的辦法，雖然目前這種辦法還在實驗階段，這個辦法就是核嬗變處理——ADS嬗變的研究工作據(jù)我所知是中科院高能物理所在做。上個月他們的ADS強流質(zhì)子加速器注入器剛通過達標測試，在這里給高能所打個廣告哈，大家可以關(guān)注一下。

總之，就算你所有的掩埋過程呀方法呀啥都沒看懂，那么只要記住一點就好了：地質(zhì)掩埋的種種工藝流程規(guī)范要求，都是奔著“保一萬到十萬年平安”去的。理論上，地質(zhì)掩埋的處置庫，甚至比天然鈾床還要安全。

那些千奇百怪的問題，我來給你答案

首先聲明，筆者只是某普通高校物理系本科生，所有知識都來自文獻與課本，所有觀點僅代表個人。

“在連云港建這個，把連云港作為試驗田，將來有什么問題給后人借鑒？！犧牲連云港給后人警示嗎�。　�

上來第一個問題就不是很好回答，它看上去不是很像一個問句……

安全問題我在上面的章節(jié)里已經(jīng)講過了就不再贅述，說一說試驗田的問題吧。

中法核循環(huán)項目確實是國內(nèi)首例商用核循環(huán)項目，但并非“試驗田”，國內(nèi)第一座，也是唯一一座乏燃料中間處理工廠在中核404廠，位于甘肅。

其實核循環(huán)方向的研究早在我們國家研制核武的時候就在做了，然而由于歷史原因，在六七十年代的時候完全被耽誤了，耽誤了以后就沒怎么再做起來，八十年代以后有一些理論研究，都是靠科研人員自發(fā)自覺地在搞。

所以，雖然國家確定了要走“閉合再循環(huán)”的路子，但我們實際面臨著又缺人又缺技術(shù)的狀態(tài)。自主研發(fā)一直在做，但短期內(nèi)要實現(xiàn)商用推廣難度非常大，而另一條路——從國外引進成熟的技術(shù)，主要的難度在于錢。與法國的談判從2008年就開始了，如今能談下來，稱得上是喜事一樁。

“國外從來不建核循環(huán)廠！我們?yōu)槭裁匆�建！�?/SPAN>

事實上，中法核循環(huán)項目就是參照法國阿格核循環(huán)廠計劃建設(shè)的……阿格核循環(huán)廠已經(jīng)運行了二十多年，業(yè)績良好，周圍環(huán)境優(yōu)美景色宜人（當然我也就看了看照片你非說我沒親眼見過我也沒轍……），距離法國旅游勝地諾曼底不遠。

我們?yōu)槭裁匆�建核循環(huán)廠呢，主要是因為這十幾二十年來中國的核能工業(yè)正在蓬勃發(fā)展，在建與計劃在建的核電站越來越多，404廠的中間處理站根本不足以處理那么多的乏燃料。一個更加嚴峻的事實是，我們正面臨著第一代核設(shè)施全面退役的現(xiàn)狀，這些退役的核設(shè)施也需要核循環(huán)項目承擔消化。

我們等這樣一個項目已經(jīng)等得太久了。

“為什么一定要建在連云港？”

沒有說一定要�。�？？不是還在選址嗎？？？連云港不想要這個項目，還有其他地方想要呢，這種對環(huán)境友好不產(chǎn)生污染，還能發(fā)展旅游業(yè)還能拉動經(jīng)濟發(fā)展提供就業(yè)崗位的項目，多少地方等著啊。

“就問問核輻射你們怎么辦謝謝。”

我手里的資料顯示阿格核循環(huán)廠對周圍環(huán)境放出的輻射是每年0.03毫希，這是個什么概念呢……嗯，坐飛機從北京飛歐洲，往返一次的輻射是0.04毫希；你腳下的土壤的輻射是每年0.15毫希；你每天吃的糧食蔬菜的輻射是每年0.25毫希。

“你們忘了三里島和切爾諾貝利了嗎？”

首先我希望大家翻到文章開頭再重溫一下核循環(huán)廠和核電站的區(qū)別。

然后這兩起事故確實是很多人反對核能的時候經(jīng)常要舉的例子，要說起來又是一個兒子沒娘說來話長的事了，之后筆者大概還會寫個文章叫《前塵往事斷腸詩：核電站和它這一路走來》仔細八一八核電站的歷史發(fā)展與運行現(xiàn)狀什么的，會講到這些著名的核電站事故。不過筆者拖延癥晚期，大家要多鞭策一下我才能寫出來……

“既然法國先進，那為什么還要把核廢料千里迢迢運到中國處理！”

呃……這位朋友你到底對中法核循環(huán)項目有什么誤會……

假設(shè)項目最終落戶連云港（雖然我覺得目前情況來看大概不可能了），優(yōu)先服務(wù)的一定是田灣核電站。

田灣核電站目前有兩臺壓水堆機組，未來打算在建四臺，對乏燃料處理的需求本身就很大，加上連云港地理位置優(yōu)越，本來會是一個很好的選址地點的。

再說一遍，地質(zhì)掩埋不在核循環(huán)廠當?shù)�，不在！也沒法在當?shù)�，因為幾個大核電站都在沿海，地下到處都是水，沒法埋。

最后，其實還真有國家打算接收其他國家的核廢料進行掩埋的，今年二月Weinberg Next Nuclear發(fā)表了一篇文章，表示南澳大利亞正準備建設(shè)一個核廢物地質(zhì)處置廠，擬接收世界各地（尤其是沒有能力進行核廢料地質(zhì)掩埋的國家）的核廢料。

“混凝土只有一百年壽命，根本不可能保證核廢料不泄露！地下那么高的放射性你睡得安穩(wěn)嗎？”

？？？？？？

誰告訴您用混凝土封的？？？

請翻回“核廢物管理”一節(jié)把三類廢物的處理辦法高聲朗讀三遍，不要侮辱做固化處理的老師們的智商謝謝。

“第一，任何人為安全設(shè)計都經(jīng)不住人為事故和自然災(zāi)害的襲擊；第二，僅僅考慮40年運行周期的安全，而忽略20萬年核廢料的安全，簡直笑話。”

第一，安全設(shè)計就是為了抵抗人為事故和自然災(zāi)害，不然你以為房屋抗震等級這種設(shè)計標準是怎么來的？？？

核設(shè)施的建設(shè)標準比起其他建筑標準要嚴苛得多，核循環(huán)廠那一堆國標不說，我拿核電站來舉個例子，在臨海地區(qū)的一般建筑抗風(fēng)浪的等級大概是抗十年一遇百年一遇的風(fēng)浪，也就是大概十多米高的浪吧，核電站的抗風(fēng)浪等級是抗五百年一遇，什么概念呢，就是扛得住40米高的浪——你去臨海地區(qū)問問，哪家動不動就見過40米高的浪的？

第二，雖然本人不是核工專業(yè)，但仍然可以不心虛地說，我們的核廢料地質(zhì)掩埋，可以保證處置庫一萬到十萬年的安全。

我建議這位朋友——聽說是位“環(huán)保學(xué)者”——回學(xué)校跟自己老師道個歉，書讀成這樣是挺丟人的。

“你說的都是理論，可是怎么保證不出問題呢？”

這個問題問得好。

在工程建設(shè)上，從選址到建設(shè)到驗收，《建筑法》都規(guī)定了嚴格的監(jiān)理制度，涉核工程的要求更加嚴格。監(jiān)理就好像是老師督促你寫作業(yè)，在工程進行中，要是你出了問題，或者有可能要出問題了，監(jiān)理就會給你指出來讓你改正，之后再改試卷，改完了還讓你訂正。

而在核循環(huán)廠運行的過程中，由環(huán)保部監(jiān)管，環(huán)保部有個“低調(diào)”的ID，叫做“國家核安全局”，下面有個司“核安全管理司”，專門管核安全。國家還有專門立法《放射性污染防治法》，專門規(guī)定了核廢料應(yīng)該怎么管。

如果你對選址有疑慮，可以申請聽證；如果覺得工程建設(shè)有貓膩，可以向當?shù)亟ㄔO(shè)部門舉報；如果覺得核循環(huán)廠運行有問題，可以撥打環(huán)保熱線12369！再不行，可以提出環(huán)保公益訴訟~

“難道這個項目就一點風(fēng)險都沒有？”

實事求是地說，有的，事實上每個環(huán)節(jié)都是風(fēng)險。我前面也提到過，廢液處理也是個問題，運輸貯藏也很考驗技術(shù)。

但經(jīng)過這么多年的實踐，我們已經(jīng)知道了在哪些環(huán)節(jié)會有哪些風(fēng)險，并且已經(jīng)制定了相應(yīng)的標準來預(yù)防這些風(fēng)險。

希望對這些風(fēng)險與標準有進一步了解的朋友們可以找找下面的文件：

• GB/T4960.8-2008《核科學(xué)技術(shù)術(shù)語 放射性廢物管理》

• GB9133-1995《放射性廢物的分類》

• GB11929-2011《高水平放射性廢液貯存廠房設(shè)計規(guī)定》

• GB14500-2002《放射性廢物管理規(guī)定》

• EJ/T940-1995《核燃料后處理廠放射性廢物管理技術(shù)規(guī)定》

此外，程琦福的《核燃料循環(huán)設(shè)施與放射性廢物環(huán)境安全管理的實踐與思考》也提到了許多核循環(huán)設(shè)施建設(shè)過程中應(yīng)該遵循的標準，也對暫時有所欠缺的方面提出了建議。