零的突破！我国掌握核废料固化技术，再没人能拦着我们发展核能 原创 我是科学人 我是科学人

从最早的火力发电、水力发电，到后来的风力发电、太阳能电池的问世，人类从未放弃去探索能源领域的更多可能性。而核能源，正是当下各国能源领域的必争之地。

不久前，国家原子能机构对外公布，我国首座高水平放射性废液玻璃固化设施已经在四川广元正式投运。这不仅标志着我国已经实现高放废液处理能力零的突破，更代表着我国已经成为世界上少数几个具备高放废液玻璃固化技术的国家。

有人说，这是我国核工业产业链后端的标志性工程，也有人说，从核能源的开发到高废液处理设施落地，一个“完美闭环”产生了……但无论是哪种说法，未来，核能源都一定会在我们的日常生活中扮演越来越重要的角色。

深圳大亚湾核电站

玻璃固化，解决了什么问题？

“高放废液玻璃固化”之所以会产生这么大的轰动，是因为这项技术真的很难。

在核工业领域，放射性核废料的回收处理，一直是非常关键的一环。

一般来说，开采铀矿的矿渣、废水，核电站用完的乏燃料、冷却水，退役的军用核武器原件、水泥钢筋，甚至是核工业人员穿过的衣物、洗澡水等，都可以归到放射性核废料里去。科学家们会根据它们的放射性水平，把这些核废料分为高放废物（HLW），中放废物（MLW）和低放废物（LLW）。

在这三类核废料中，最好处理的是低放废物。它们当中的放射性成分，有的可能比环境本身的放射性还要低。所以只需要用过滤法或者化学手段简单处理后，就可以安全地排放到周围的环境当中。至于那些中放废物，也可以采用陆地浅埋或废矿井掩埋的方式进行处理。

而在这三类中最难处理的，就是高放液体核废物。

玻璃固化体浇筑

在“玻璃固化”技术诞生前，大部分发展核工业的国家采用的仍是“掩埋”或“封存”的方法。但这种操作有很大的风险性。液态的高放核废物状态肯定不如固态的稳定，不管封存的地点在哪里，一旦发生渗漏，对周围环境的影响就是毁灭性的。把这些高废液体核废物固化，就成了核能安全利用的最后一环。

“玻璃固化”之所以难，难就难在它要把放射性核废液和玻璃原料进行混合熔解。要知道，核废液出来的时候温度是非常高的，至少会达到1100度。在这个条件下，非常考验玻璃固化的配方。只有包容率高、稳定性好的配方，才能保证最后形成的玻璃体能包容放射性物质千年以上。

玻璃固化熔炉出

但仅解决玻璃配方还不够，想真正让“玻璃固化”技术落地，我们还需要能为玻璃熔制提供条件的熔炉——它要耐得住1150度以上的高温，且年腐蚀速率小于15毫米；同时还需要具备自动化、远距离操作系统设备。而这些，都需要强大的工业与制造业基础作为支撑。

核能，越来越明确的方向

“玻璃固化”技术落地后，可以肯定的是，大力发展核能，已经是一个越来越明确的方向。

从国家战略层面来说，核能是一种零碳排放、燃料消耗少、环保效益显著的环境友好能源。想实现“努力争取2060年前实现碳中和”的目标，核能势必要承担起越来越重的责任。

玻璃固化产品暂存库

从人们的日常生活来看，随着核工业相关设施、技术的不断完善，核电也越来越靠谱。

就以深圳大亚湾核电站为例。

大亚湾核电站作为我国首个百万千瓦级商用核电站，从1994年2月1日投入运行起，到目前为止已经持续为粤港澳大湾区稳定供电27年。有数据统计，截至今年6月30日，大亚湾核电站两台机组对港供电累计达2794.78亿度。每一年，大亚湾核电站为香港供电超过100亿度，占香港用电量的四分之一，相当于香港每四个家庭中就有一个用的是大亚湾核电站的供电。

而在这27年中，大亚湾核电站累计少消耗标煤约1.2亿吨，减排二氧化碳约3.2亿吨，环保效益相当于种植了近近90万公顷森林，面积相当于4.5个深圳或8个香港。

大亚湾核电站内一景

目前，在原有核技术基础上，我国对核聚变领域的关注度也越来越高，相关技术的突破也走在国际前列。

今年5月，我国的“人造太阳”全超导托卡马克核聚变实验装置又取得了新突破，成功实现了可重复的1.2亿摄氏度101秒和1.6亿摄氏度20秒等离子体运行，创造出托卡马克实验装置运行的世界纪录。

而在前不久揭晓的“2021年未来科学大奖”中，其中的“物质科学奖”也颁给了研究核聚变“激光快点火”技术的张杰院士。

让核能真正“为我所用”，这一天，相信不会太远。

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