曼徹斯特大學(xué)的研究人員開發(fā)了一種新型處理技術(shù)，可能有助于顯著減少英國的核廢料負(fù)擔(dān)。放射性石墨廢物的管理是全世界核電站退役的主要挑戰(zhàn)之一，尤其是在英國、法國和俄羅斯。
全世界有超過 300,000 噸的核石墨廢料，在英國約有 100,000 噸，等待在尚未建造的地質(zhì)處置設(shè)施中進(jìn)行處置。
Tatiana Grebennikova 博士、Clint Sharrad 博士和 Abbie Jones 教授發(fā)現(xiàn)了一種新的非破壞性方法，可以去除此類廢物中的放射性并將其從“高放射性廢物”類別降級(jí)到低得多的水平。因此，這一突破可以顯著加快此類材料的處理速度，并降低處理遺留廢物的總體成本。
開發(fā)的處理方法使用電解來推動(dòng)放射性物質(zhì)從受輻射的核石墨中去除到熔鹽介質(zhì)中。例如，熔鹽比水具有優(yōu)勢，因?yàn)槿埯}具有較寬的電化學(xué)窗口，這意味著我們可以很容易地獲得可以更好地強(qiáng)制去除這些核石墨同位素的電勢。
使用這種方法，該團(tuán)隊(duì)能夠降低英國 Magnox 級(jí)石墨的放射性，從而可以將石墨從中級(jí)廢物重新分類為低級(jí)廢物，從而使其處理起來更容易、更便宜。
核石墨主席 Abbie Jones 教授說：“英國核工業(yè)已經(jīng)建造了除一座反應(yīng)堆外的所有反應(yīng)堆（總共超過 40 個(gè)），使用石墨作為核心減速劑材料和結(jié)構(gòu)部件。由于這些反應(yīng)堆停止運(yùn)行，這將導(dǎo)致石墨廢料的體積相當(dāng)于約 1300 輛雙層巴士（約 100'000 噸）。由于大多數(shù)用于未來低碳能源生產(chǎn)的先進(jìn)模塊化核反應(yīng)堆技術(shù)也可能使用核石墨，這些技術(shù)可以最大限度地減少這種負(fù)擔(dān)廢物至關(guān)重要。
我們已經(jīng)向曼徹斯特大學(xué)提交了一項(xiàng)關(guān)于這項(xiàng)技術(shù)的國際專利，并計(jì)劃進(jìn)行后續(xù)研究，以確定我們是否可以將核石墨凈化到比迄今為止觀察到的水平更高的水平。我們還將利用我們與國際原子能組織的持續(xù)聯(lián)系能源機(jī)構(gòu)將探索升級(jí)這項(xiàng)技術(shù)以處理世界范圍內(nèi)進(jìn)一步廣泛的遺留核石墨廢物的可行性。
核退役工程的讀者 Clint Sharrad 博士補(bǔ)充說，如果我們成功地將這項(xiàng)技術(shù)工業(yè)化，通過降低當(dāng)前石墨遺留廢物的處置成本，它可以為英國納稅人節(jié)省高達(dá) 10 億英鎊的費(fèi)用，以及作為先進(jìn)反應(yīng)堆技術(shù)的可持續(xù)性的提高，石墨將再次部署。
“整個(gè)核行業(yè)已經(jīng)在探索和開發(fā)創(chuàng)新技術(shù)，以快速、安全地退役遺留設(shè)施。我們的工作表明，通過跨學(xué)科和研究領(lǐng)域的工作意愿，可以成功實(shí)現(xiàn)創(chuàng)新。”
這篇題為“使用熔鹽從腐蝕和裂變產(chǎn)物中對(duì)輻照核石墨進(jìn)行電化學(xué)凈化”的論文發(fā)表在能源與環(huán)境科學(xué)雜志上。
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