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《高放核廢物處置庫(kù)選址探究》由會(huì)員上傳分享,免費(fèi)在線閱讀,更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫(kù)。
1、高放核廢物處置庫(kù)選址探究 摘要:高放核廢物處置庫(kù)的地址是核工業(yè)安全保障的終端工程,是一項(xiàng)涉及社會(huì)、法律、生態(tài)環(huán)境和公共安全的高度敏感性工程,科學(xué)問(wèn)題多,技術(shù)難度大。1957年美國(guó)國(guó)家科學(xué)院(NAS)提出高放核廢物地質(zhì)處置方案后,目前已被人們所廣泛接受。這是一個(gè)通過(guò)建造天然屏障(或稱地質(zhì)屏障)和工程屏障相互結(jié)合的多重安全防護(hù)體系。本文研究提出,高放核廢物處置庫(kù)在早期的選址階段,應(yīng)將地震和地表破裂作用的潛在危險(xiǎn)放在首要位置上,這是一個(gè)不容回避的問(wèn)題。關(guān)鍵詞:高放核廢物處置庫(kù);深地質(zhì)處置;選址;地震;地表斷
2、裂作用中圖分類號(hào):TL942文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼:A一、引言10能源利用的多樣化,對(duì)國(guó)民經(jīng)濟(jì)發(fā)展的可持續(xù)性具有極為重要的意義。全球統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)表明,人均收入超過(guò)1萬(wàn)美元的國(guó)家人均發(fā)電裝機(jī)容量至少要達(dá)到1500瓦,這幾乎是一個(gè)中等發(fā)達(dá)國(guó)家的能源指標(biāo)。中國(guó)經(jīng)濟(jì)發(fā)展的三步走戰(zhàn)略,計(jì)劃到2020年國(guó)民經(jīng)濟(jì)總產(chǎn)值達(dá)4萬(wàn)億美元,屆時(shí)所需能源折合2415億噸標(biāo)準(zhǔn)煤,能夠支持的火電裝機(jī)容量是9億千瓦,水電、天然氣和風(fēng)能最多可形成4億千瓦,至少還有2億千瓦裝機(jī)容量需要依賴核能來(lái)解決。我國(guó)的發(fā)電量在2000年為13472億千瓦時(shí),其中火
3、電占82.9%,水電占15.9%,核電只占1.2%。在國(guó)家發(fā)展與改革委員會(huì)的核電發(fā)展遠(yuǎn)景規(guī)劃中,到2020年,核電裝機(jī)容量要達(dá)到36000萬(wàn)千瓦,要實(shí)現(xiàn)這樣的目標(biāo),從現(xiàn)在起每年至少應(yīng)興建2座百萬(wàn)級(jí)核電機(jī)組。這或許是由“適度發(fā)展核電”到“積極發(fā)展核電”、“大力發(fā)展核電”的基本前提和戰(zhàn)略性選擇的依據(jù)。因此即使日本福島核電站在地震中發(fā)生連環(huán)爆炸,而我國(guó)的核電發(fā)展戰(zhàn)略依然要在確保安全的前提下穩(wěn)步前進(jìn)。二、深地質(zhì)處置庫(kù)廠址要求核工業(yè)的發(fā)展不可避免地會(huì)帶來(lái)核廢物的管理和處置問(wèn)題。在核燃料循環(huán)的各個(gè)階段以及在國(guó)防、醫(yī)
4、學(xué)、科研和工農(nóng)業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域均可產(chǎn)生放射性廢物,其中中、低放廢物的半衰期不超過(guò)30年,如銫-137和鍶-90,而α輻射體、钚-241、镅-241、镎-237則半衰期很長(zhǎng),如钚的半衰期為24000年,根據(jù)經(jīng)驗(yàn)一個(gè)元素的半衰期乘以20可以估算出該元素衰減至無(wú)害的時(shí)間,則钚的衰減需要50萬(wàn)年才能變成無(wú)害的。目前國(guó)際上普遍采用的是深地質(zhì)處置庫(kù)的方法。核廢物特別是高效、長(zhǎng)放核廢物的處置日益得到世界各國(guó)的重視,國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)(IAEA)特別提出的核廢物管理計(jì)劃包括:101.放射性廢物的搬運(yùn)、處理、調(diào)整和貯存;2.核設(shè)施
5、的去污與退役;3.放射性廢物的地下處置;4.海洋傾倒和放射性核素的環(huán)境影響。有鑒如此,1985年美國(guó)地質(zhì)學(xué)會(huì)第98屆年會(huì)全面介紹了美國(guó)各地區(qū)的核廢物處置情況和各類巖體的分布;1986年美國(guó)第27屆巖石力學(xué)專題討論會(huì)研究了核廢物地質(zhì)處置中的巖石力學(xué)和熱力學(xué)問(wèn)題;1986年IAEA在德國(guó)漢諾威召開(kāi)了放射性廢物地下處置庫(kù)的選址、設(shè)計(jì)和建造的國(guó)際討論會(huì)。1992年起,IAEA相繼頒布了核廢物管理方面的標(biāo)準(zhǔn)55個(gè),用以指導(dǎo)各成員國(guó)科學(xué)地管理核廢物,1997年進(jìn)一步通過(guò)《乏燃料管理安全與放射性廢物管理安全聯(lián)合公約》
6、,國(guó)際輻射防護(hù)委員會(huì)(ICRP)1997年還出版了《放射性廢物處置的放射防護(hù)政策》。對(duì)于中低放廢物,通常采用近地表或巖洞處置庫(kù)的方法。對(duì)于高放廢物,則采用深地質(zhì)處置庫(kù)的方法,使放射性廢物有效地與外部環(huán)境隔離數(shù)萬(wàn)年或更長(zhǎng)時(shí)間。深地質(zhì)處置庫(kù)的實(shí)質(zhì)是由工程屏障和天然屏障相結(jié)合的方法構(gòu)建的,它體現(xiàn)了多重屏障的安全設(shè)計(jì)理念。而天然屏障或地質(zhì)屏障要比工程屏障更為重要,所以無(wú)論是高放還是中低放廢物的處置庫(kù),場(chǎng)址的選擇都是要優(yōu)先開(kāi)展的工作。關(guān)于處置場(chǎng)地的選擇一般應(yīng)考慮:101.區(qū)域地殼穩(wěn)定性。選擇相對(duì)穩(wěn)定的地帶,遠(yuǎn)離活
7、動(dòng)斷裂、地震和火山活動(dòng)區(qū);2.巖層(或巖體)的完整性。選擇厚度穩(wěn)定,工程地質(zhì)性能優(yōu)良,少裂隙節(jié)理,抗熱變性強(qiáng),阻滯核素遷移能力強(qiáng)的地帶;3.水文地質(zhì)條件適宜。淺埋處置時(shí),要求地下水位埋藏深,飽氣帶滲透性弱;深層處置場(chǎng)則要求無(wú)導(dǎo)水?dāng)鄬?,弱透水或不透水,地下水逕流微弱、緩慢,地下水補(bǔ)給量少,水質(zhì)少腐蝕性。4.地表水體少,逕流少且動(dòng)態(tài)穩(wěn)定,侵蝕作用微弱,無(wú)洪水泛濫淹沒(méi)場(chǎng)址的可能性;5.氣候干旱少雨,強(qiáng)蒸發(fā);6.易于保護(hù)生物圈。不因場(chǎng)地危及自然保護(hù)區(qū)或珍稀動(dòng)、植物群,在一定時(shí)期內(nèi)不影響人類;7.人口稀疏,遠(yuǎn)離大
8、、中城市人口稠密區(qū);8.可資利用的自然資源較少,遠(yuǎn)離人類活動(dòng)區(qū)(如建筑、農(nóng)業(yè)、采礦、旅游等);9.交通相對(duì)方便。新建專用運(yùn)輸線易于施工,利用修建處置設(shè)施和運(yùn)輸核廢物;10.易于解決法律及土地所有權(quán)問(wèn)題,還應(yīng)考慮各級(jí)政府與公眾輿論的因素。三、處置庫(kù)選址與地震研究10在區(qū)域構(gòu)造穩(wěn)定性研究方面,主要包括活動(dòng)斷裂和地震的活動(dòng)性。從某種意義上講,這兩個(gè)方面的研究是最為困難的,不確定性的因素很多。同時(shí),這又是兩個(gè)相互關(guān)聯(lián)不可分割的主題,在高放核廢物深地