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为何全球核废料回收率偏低?

Casey Crownhart2026/05/06-139 阅读
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本文探讨全球未广泛回收核废料的原因。乏燃料含大量可再利用铀,后处理(如法国拉·哈格厂采用的PUREX工艺)可提取铀、钚用于制造MOX燃料,实现资源循环,减少废料体积。但该过程成本高、技术复杂,且无法100%提纯;更重要的是,MOX燃料衰变产热更高,实际占用深地质处置库空间未必更少,削弱了“减量”优势。此外,后处理所得铀常含杂质,需暂存备用。专家指出,当前深地质处置库容量受限于热功率而非体积,使后处

气候变化与能源

为何世界不更多地回收利用核废料?

“核燃料后处理”听起来很美好,但专家指出:我们尚未解决其中的关键细节。

作者:凯西·克劳恩哈特(Casey Crownhart) 存档页面 2026年3月19日

法国拉·哈格(La Hague)后处理设施的年处理能力可达1700吨乏燃料。

Abaca Press/Alamy Live News 提供图片

“变废为宝”的可能性总令我着迷——无论是用过的电池、太阳能板,还是乏核燃料,将本应被废弃的材料重新加以利用,似乎堪称一举多得。

在核能领域,如何处置废料始终是个难题,因为这类物质必须谨慎处理。

在一篇新报道中,我深入探讨了先进核反应堆对乏燃料废物的影响:各类新型冷却剂、燃料及物流方案不断涌现,或将带来相应调整。

我的调查也解答了萦绕在我脑海中的另一个问题:为何全球并未更广泛地回收利用核废料?

乏核燃料从反应堆中卸出时,仍含有大量可再利用的铀元素。若能进一步提取利用,既可减少废料总量,也可降低对新开采原材料的依赖。然而,该过程成本高昂、技术复杂,且尚无法达到100%效率。

目前,法国拥有全球规模最大、最成熟的后处理体系。位于法国北部的拉·哈格工厂,年处理乏燃料能力约为1700吨。

其采用名为“PUREX”(普雷克斯)的工艺:将乏燃料溶解于酸液中,经化学分离提纯,提取出铀和钚;随后二者被分离开来。其中,钚用于制造混合氧化物(MOX)燃料,可在常规核反应堆中与传统燃料混合使用,或单独作为某些特殊设计反应堆的燃料;而铀则可继续进行再浓缩,制成标准低浓铀燃料。

不列颠哥伦比亚大学公共政策与全球事务学院院长、前美国核管理委员会(NRC)主席艾莉森·麦克法兰(Allison Macfarlane)指出,后处理可有效减少需特殊处置的高放废物总体积。

但其中存在一个关键限制:当前,深地质处置库(即深层地下储存设施)被视为永久性核废料处置的“黄金标准”。决定此类设施容纳量的核心因素通常是热功率,而非体积——具体取决于各处置库的设计参数。麦克法兰强调,MOX燃料的衰变产热远高于传统乏燃料,因此即便其物理体积较小,实际占用的处置空间可能并不更少,甚至可能更多。

此外,要真正实现“闭环循环”也颇具挑战:后处理所得铀中常混有难以分离的同位素杂质。如今,法国基本将这些铀暂存起来,以备未来可能的再浓缩之用,可谓一种战略储备。

来源:Casey Crownhart

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