【视野】放射性废弃物处理的新方向

在玻璃和其他陶瓷材料中含有放射性废物可以保护人类和环境免除放射性伤害。这就为人们处理放射性废弃物提供了一种新的途径。

核能非常强大，在没有温室气体排放的情况下原子分裂可以产生大量的能量。然而，核能的缺点是留下成堆的对人，动物，植物等几乎一切都是有害的放射性副产品(废弃物)。好消息是，随着时间的推移它会发生自然放射性衰变——然而这个过程通常是几百万年。坏消息是，废弃物会在水和空气中进行化学移动(它被雨或河流携带),所以你必须很好地将它隔离和锁定直到这一时间的流逝。但这是相当麻烦的。我们现在的处理方式是深部地质处置——一种奇特的方式“我们把它埋深”—在废弃的矿山，海底处置，或(有计划的)专业深层储藏。

“具有优良的化学稳定性的玻璃是一个固定放射性废弃物的完美材料,”Goel说，他的一个项目涉及到大规模生产磷灰石玻璃以一种化学稳定形式固定碘-129原子。碘的同位素的半衰期为1570万年，根据环境保护局的数据表示其在水和空气是快速移动的。暴露在碘-129中会影响甲状腺并增加患癌的风险。他的另一个项目开发了一种方法用碘化银粒子来合成磷灰石矿物。Goel还研究如何通过抵抗结晶的硼硅酸盐玻璃从高放射性废物捕获钠和铝原子。

将废弃物包含在玻璃中可能是未来安全处理废料的方式。在未来它会看起来像这样。

Goel是美国能源部(DOE)的主要创始人，目前正在监管世界上最大规模之一核清理项目，伴随着美国的长达45年的核武器开发和生产的计划。根据美国能源部表示这个项目包括的16个主要设施遍及爱达荷州、内华达州、南卡罗来纳、田纳西和华盛顿州。汉福德是华盛顿州一个面临最大挑战的清理部门。这个复杂的生产超过2000万件的金属铀燃料，在哥伦比亚河通过九个反应堆处理约110000吨的燃料。

汉福德工厂的地下存有大约5600万加仑及177油罐的放射性废弃物。美国能源部表示：据估计，67油罐及超过三分之一废弃物泄露。1989年，清理工作开始。液体被抽出油罐，留下几乎干涸的废弃物。处理液体放射性废物的工作开始于1999年，这已经接近于完成。

“这里我们谈论的是高度复杂的，多组分放射性废弃物，这几乎包含元素周期表中所有的元素，我们关注的是在地下以及如何将其固定化。能源部希望在2022年或2023年开始在汉福德推出核废弃物玻璃。我们的研究将明显受到这个时间的影响。(这个过程)取决于其废弃物的成分，这是多么复杂的以及它包含什么，如果我们知道来自那些工厂核废料的化学成分，我们就能明确知道该如何工作。”Goel说。

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