小型模塊化反應(yīng)堆發(fā)現(xiàn)比傳統(tǒng)核電站產(chǎn)生更多的放射性廢物

研究的主要作者、斯坦福大學(xué)國(guó)際安全與合作中心（CISAC）的前 MacArthur 博士后林賽·克拉爾（Lindsay Krall）說(shuō)：“我們的研究結(jié)果顯示，大多數(shù)小型模塊化反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)實(shí)際上將增加需要管理和處置的核廢料的數(shù)量，對(duì)于我們案例研究中的反應(yīng)堆來(lái)說(shuō)，增加了 2 到 30 倍，這些發(fā)現(xiàn)與倡導(dǎo)者聲稱(chēng)的先進(jìn)核技術(shù)的成本和減少?gòu)U物的好處形成鮮明對(duì)比”。

當(dāng)一個(gè)中子在反應(yīng)堆中分裂一個(gè)鈾原子時(shí)，就會(huì)在核反應(yīng)堆中產(chǎn)生能量，產(chǎn)生額外的中子，繼續(xù)分裂其他鈾原子，形成連鎖反應(yīng)。但是一些中子從堆芯中漏出（這個(gè)問(wèn)題被稱(chēng)為中子泄漏）并擊中周?chē)慕Y(jié)構(gòu)材料，如鋼鐵和混凝土。這些材料在被核心流失的中子"激活"后變得具有放射性。這項(xiàng)新的研究發(fā)現(xiàn)，由于體積較小，小型模塊化反應(yīng)堆將比傳統(tǒng)反應(yīng)堆經(jīng)歷更多的中子泄漏。這種泄漏的增加會(huì)影響其廢物流的數(shù)量和組成。

Ewing 表示：“泄漏的中子越多，中子的活化過(guò)程所產(chǎn)生的放射性就越大。我們發(fā)現(xiàn)，小型模塊化反應(yīng)堆產(chǎn)生的中子活化鋼將至少是傳統(tǒng)電廠的9倍。這些放射性材料在處置前必須仔細(xì)管理，這將是昂貴的”。

但這并不是唯一的問(wèn)題。

該研究還發(fā)現(xiàn)，小型模塊化反應(yīng)堆的乏核燃料在每單位能量提取中的排放量將更大，而且可能比現(xiàn)有電廠排放的乏核燃料復(fù)雜得多。該論文共同作者、不列顛哥倫比亞大學(xué)公共政策和全球事務(wù)學(xué)院教授兼主任 Allison Macfarlane 說(shuō)：“一些小型模塊化反應(yīng)堆的設(shè)計(jì)要求使用化學(xué)上奇特的燃料和冷卻劑，這可能會(huì)產(chǎn)生難以管理的廢物。那些外來(lái)的燃料和冷卻劑可能需要在處置前進(jìn)行昂貴的化學(xué)處理”。

Macfarlane 說(shuō)：“對(duì)行業(yè)和投資者的啟示是，燃料循環(huán)的后端可能包括必須解決的隱藏成本。了解這些反應(yīng)堆的廢物影響，符合反應(yīng)堆設(shè)計(jì)者和監(jiān)管者的最佳利益”。

該研究的結(jié)論是，總體而言，小型模塊化設(shè)計(jì)在放射性廢物的產(chǎn)生、管理要求和處置選擇方面不如傳統(tǒng)反應(yīng)堆。一個(gè)問(wèn)題是乏核燃料的長(zhǎng)期輻射。研究小組估計(jì)，1萬(wàn)年后，從三個(gè)研究模塊中排出的乏燃料中的钚的輻射毒性將比傳統(tǒng)乏燃料中每單位能量提取的钚至少高出50%。