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thelord2009的個人空間http://eyny.com/?5788411[收藏][複製][分享][RSS]

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核廢料,怎麼處理?

熱度 5已有 379 次閱讀2018-11-21 04:38 PM

導讀
高階核廢料就是用過的核子燃料(乏燃料棒),一般來說有幾種處理方式。
一、貯存(storage):暫時貯存分成放在水池內以水為流體,提供高放衰變熱熱交換的濕式貯存
;以及將用過燃料以特製的燃料護箱(Cask)貯存,利用空氣來冷卻的乾式貯存。
二、深層地質處置(disposal):原則上需選定穩定地質,深度約300至1000公尺,
在數萬年的時間週期內,高放中的放射性核種都不致進入生態圈,
目前瑞典與芬蘭正在興建最終處置場(美國亞卡山也是最終處置場但因政治問題無法營運,
現在電力公司正與美國政府在打官司當中),最終處置場需考慮處置之高放需能讓
後代子孫取出的機會,因為高放中仍有97%的可用核燃料。
三、再處理(reprocessing):將用過的核子燃料中可用的97%之鈾與鈽元素取出,
重新再製成新的燃料回收再利用,不過回收的燃料其反應度與一般濃化鈾燃料有差異
,需重新進行安全分析(有時需對反應器的水流量或是蒸汽產生器更新)才能使用,
目前主要使用此方法 的國家是法國。
四、核種異變(transmutation):目前此方法已經完成計算,並且有初步的反應器規劃,
主要是由Bill Gates投資的公司Terra Power發展,現在原型機(prototype)正要規劃興建
,此方法的概念是將高放中長達數萬年半衰期的放射性物質,
重新照射成為半衰期約為數日至數 年的短半衰期放射性物質,
徹底解決放射性物質的問題,且異變過程也能產生能量發電,一舉兩得。
核燃料再處理可以減少高放射性廢物的體積,但卻不能減低其放射性和衰變熱。
α衰變Alpha decay放出氦核,質量數減4,原子序減2
發生α衰變時,一顆α粒子會從原子核中射出(附註:α粒子,又名阿爾法粒子,即氦-4核,4
2He ,即一顆由2顆質子和2顆中子組成的原子核); 
α衰變發生後,原子核的質量數會減少4個單位,其原子序也會減少了2個單位。
鈾-238通過α粒子發射的衰減以形成釷-234
半衰期(英語:Half-life)是指某種特定物質的濃度經過某種反應降低到剩下
初始時一半所消耗的時間
鈾經過半衰期(年),最後的穩定同位素:鉛

氧化性的酸,如硝酸可快速溶解鈾
對於同一種氧化性酸,濃度越大(或溶液中氫離子濃度越大)氧化性越強
例如,濃硝酸比稀硝酸氧化性強
常見的氧化性酸有濃硫酸、濃硝酸、稀硝酸、亞硝酸及氯、溴、碘的含氧酸
A model for radiolysis of nitric acid and its application to the radiation 
chemistry of uranium ion in nitric acid medium
硝酸輻射分解模型及應用在硝酸介質中鈾離子的輻射化學
Radiolysis is the dissociation of molecules by ionizing radiation. 
輻射分解是通過電離輻射解離分子。
Usually, this ionizing radiation stems from the decay of radioactive nuclei
通常,這種電離輻射源於放射性核的衰變
Plutonium(https://zh.wikipedia.org/zh-tw/鈽) 
and Americium(https://zh.wikipedia.org/zh-tw/鋂) Alpha Radiolysis 
of Nitric Acid Solutions
硝酸溶液的鈽和鋂的Alpha輻射分解
There are significant differences in the yields measured from solutions 
of the two different radionuclides.
從兩種不同放射性核素的溶液測量的產率存在顯著差異。
For 0.1 mol dm–3 HNO3 solutions, 
the radiolytic yield of HNO2 produced by americium α-decay is below 
the detection limit, whereas for plutonium α-decay the yield 
is considerably greater than that found previously for γ-radiolysis. 
對於0.1 mol dm-3 HNO3(硝酸)溶液鋂α衰變產生的HNO2的輻射產率低於檢測限制;
鈽α衰變,產率顯著高於先前用於γ-輻射分解的產率。

小結1
由以上可知,氧化性酸(例如:硝酸溶液)可造成放射性核元素產生α衰變,降低原子序(https://zh.wikipedia.org/zh-tw/原子序數),最後變成安定的元素。

This paper shows that ultrastrong magnetic fields (such as those of magnetars)
 and dense astrophysical plasmas can reduce the half-life of α-decaying nuclei
 by many orders of magnitude. 
本文表明,超強磁場(如磁體)和密集的電漿(等離子體)可以將α衰變核的半衰期降低
許多個數量級。 
「電漿減容法」亦可應用於醫療廢棄物及低放射能核廢料之減容處理

小結2
電漿亦可造成放射性核元素產生α衰變,最後變成安定的元素。

總結以上
建議可試試氧化性酸及電漿對於放射性核廢料的影響,看看是否能降低放射性核廢料的半衰期。




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發表評論評論 (1 個評論)

回復 thelord20092019-8-22 11:25 PM
科學家研發「鑽石電池」:將萬年核廢料,化為恆久遠的乾淨能源~~~^O^

英科學家研發「鑽石電池」:將萬年核廢料,化為恆久遠的乾淨能源
www.seinsights.asia/article/3289/3270/4585

科學家以核廢料製造鑽石電池,能持續供電一萬年
tomorrowsci.com/science/科學家以核廢料製造鑽石電池,能持續供電一萬年/

核廢料處理不再難,可做成核能電池!
kknews.cc/zh-tw/science/x3nnxxo.html

研究人員用核廢料讓鑽石電池「恆久遠」
www.eettaiwan.com/news/article/20161205NT01-radioactive-diamond-battery-shows-near-unlimited-life

核廢料成鑽石電池 半顆可用7000年
www.hk01.com/即時國際/61963/核廢料成鑽石電池-半顆可用7000年

一舉三得 核廢料變電池 耐用數長達5000年
https://news.cnyes.com/news/id/3636321

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