现代科学认为,人类是由猿类生物进化而来的,大约在200多万年前,猿类生活在地球上,当时地球上还生活着很多其它凶猛的生物,猿类生物为了能够长久生存下去,于是它们选择了群居生活,这样不仅仅能够促进彼此之间相互交流的机会,还能够有效的抵抗外来侵略者,科学家经过研究发现,频繁的交流能够使猿类的大脑变得越来越聪明,由于猿类生物长期在一起生活,所以猿类的大脑变得越来越聪明,最终成功进化为人类,人类作为地球上最有智慧的生命,从诞生以后就开始不断的研究和探索世界的奥秘。
现在人类已经能够走出地球探索宇宙,这说明人类科技发展的速度很快,人类能够有如此之快的发展速度,离不开能源的利用,在远古时期,人类就开始利用火,主要以薪柴为燃料,用于取暖、照明等,这一时期,能源利用效率较低,对环境的影响较小,随着人类科技的进步,到了工业革命时代,煤炭成为了主要的能源,蒸汽机的发明和广泛应用,使得煤炭在工业生产、交通运输等领域得到了大规模的使用,推动了工业化进程,但是也带来了环境污染的问题。后来到了20世纪初的时候,石油逐渐成为了人类的主导能源。
内燃机的发明使得石油在汽车、飞机、轮船等交通运输领域以及化工行业中得到广泛应用,石油的开采和利用极大改变了人们生活方式和社会经济结构,但是也面临着资源短缺的问题,到了20世纪中叶,核能得到了发展,在1942年的时候,美国建成世界首座核反应堆(芝加哥大学),验证了可控核裂变的可行性。二战期间,核技术主要用于军事(如原子弹制造),但苏联于1954年建成奥布宁斯克核电站,标志着核能民用发电的开端。石油危机推动核电成为替代能源,美、苏、英、法制定大规模建设计划,全球核电装机容量迅速增长。
利用核裂变反应释放能量驱动蒸汽轮机发电,具有能量密度高、碳排放低、运行稳定等优势。中国、美国、法国等核电大国已形成完整产业链,第三代技术进一步提升了安全性和经济性。核能相比于煤炭、石油、天然气等基础能源有很多优势,首先它的能量密度很高,核燃料蕴含着巨大的能量,1千克铀-235完全裂变所释放的能量相当于2500吨标准煤炭完全燃烧所释放的能量,这使得核能发电所需要的燃料量相对较少,有利于运输和储存,而且它清洁环保,在核能发电过程中,不会向化石燃料那样燃烧产生二氧化碳等物质。对环境污染非常小,有助于应对全球气候环境的变化。
这也是为什么很多国家都在积极的研究核能的原因,不过核能并不是没有一点污染的,在核反应堆运行过程中,核燃料会发生裂变反应,会产生多种放射性同位素,这些放射性物质会随着用过的核燃料元件以及反应堆冷却剂排出,成为核废料的主要来源,核废料中的放射性物质会不断衰变,释放出α、β、γ射线等,这些射线会对人体细胞造成损伤,引发癌症、基因突变等疾病,对生物的遗传物质产生影响,导致遗传缺陷。由于核废料的放射性半衰期长,其危害可持续数千年甚至更久,需要采取特殊的处理和处置措施,以防止对环境和人类健康造成长期威胁。
对于核废料的处理,不同的国家都有不同的处理方式,根据研究得出,我国每年产生的核废料大约是3200吨,占到全球总量的三分之一,在2024年的时候,我国运行核电机组57台,贡献了4426.5亿千瓦时发电量,这样庞大的发电量,自然意味着核电站废物的产出量也不会少,核电站产生的废料一般分为低、中、高三个等级,像我国的中低放射性固液体废物,通常是采用固化、蒸发、沉淀的方式处理,比如说将废物和水泥或者沥青混合形成固体结构,存在到专门的存储设施中,或者是通过蒸发或者沉淀将放射性核素浓缩起来,然后将净化后的废水排放或者掩埋起来。
像我国的秦山核电站,每年就会通过水泥固化处理技术,对1000立方米左右的中低放射性废物进行处理。首先就是掩埋封存,这是大部分核工业国家都会采用的方式,但这样的处理方式有一大弊端,就是一旦发生渗漏,对周围环境的影响是毁灭性的。于是我国成功研发出了玻璃固化技术,这个通体黑色、在阳光照射下会发出幽蓝色光的玻璃,就是我国通过冷坩埚玻璃固化技术处理的高放射性废物,它也是目前世界公认最先进的高放废物处理手段,通过把放射性核废液和玻璃原料进行混合熔解,形成的玻璃体能包容放射性物质千年以上。目前全球范围内掌握这个技术的国家不多,这大大提升了我国在国际核能领域的话语权和影响力。
我国不仅仅有这样厉害的处理技术,还有非常强大的设备,它就是启明星二号,它不仅仅能够提升核燃料的利用效率到达百分之95以上,还能够减少核废料的产出,并且能够降低核废料的放射性,利用铅基物质为冷却剂与核废料接触,迅速降低核废料的放射性,同时将核废料转化成电能利用起来,玻璃固化技术的成功研发以及启明星二号的发明,也让我国能够更放心的建设核电站。看到这里,相信很多人都会产生一个疑问,就是其它国家是如何处理核废料的?
法国和英国:通过化学分离,提取乏燃料中的铀、钚等可再利用物质,剩余高放废物体积减少至原1/5,但需解决钚的增殖与核扩散风险。利用加速器或者中子反应堆将长寿命放射性核素转化为短寿命或者稳定同位素,但是成本高昂、技术复杂,目前还处于试验阶段。
美国和加拿大:采用金属或者混凝土容器封装乏燃料,置于地面或者浅地下的通风模块中,避免冷却水池泄露风险,也会将废料临时存储在天然盐矿洞中,利用盐的塑性和自我愈合特征封闭空间,为永久处置库争取时间。
德国:逐步淘汰核电,制定《原子能法》强制永久处置,通过“选址对话”机制推动社区参与(如戈莱本争议中的公众听证)。
比利时:依托法国后处理厂处理本国乏燃料,探索将高放废物转化为玻璃固化体(如“玻璃固化技术”)。
俄罗斯:将部分放射性废物掺入混凝土用于建筑,或制成辐射源用于医疗、工业探伤;但需严格监管避免污染扩散。
韩国:发展“模块化处置库”技术,将高放废物封装在金属罐中,埋入花岗岩洞室,计划2030年建成首座库。
日本:2024年启动的ALPS处理水排海计划引发国际争议,需长期监测其对海洋生态和渔业的影响。核废料排海以后,在多个方面都会产生巨大的影响,核废料中的放射性物质会被海洋生物吸收、干扰其细胞代谢、生殖系统等,导致海洋生物出现畸形、死亡、生物多样性降低,放射性物质通过食物链传递和放大,从浮游生物到顶级捕食者,可能影响整个生态系统的结构和功能。破坏海洋生态系统的平衡,影响海洋生态服务功能。对于人类来说,也会有巨大的危害。
食用受放射性污染的海产品,可能导致放射性物质在人体内积累,增加患癌症、遗传疾病等风险。从事渔业、海洋研究等相关职业的人员,会因接触受污染的海水、生物而面临更高的健康风险。而且各国渔业都会遭受重创,消费者对海产品安全性产生担忧,导致渔业捕捞、养殖、加工等产业经济损失巨大。虽然核能对于人类来说非常重要,但是如果不处理好核废料,那么将会对地球生态环境造成严重的影响,核能作为一种稳定、高效的能源,在满足大规模电力供应方面具有不可代替的优势,在可再生能源完全成熟并大规模代替传统能源之前,核能将一直是重要的能源补充。
为了能够长期的利用核能,很多国家都积极推动核能产生的发展,并且不断提高和科普宣传的加强,在未来几十年内,人类对核能的利用并不会减少,想要彻底摆脱核能的利用,除非人类能够找到更加强大的能源,比如说反物质,在1928年的时候,英国物理学家保罗.狄拉克预言了反物质的存在,1930年,赵忠尧在实验中发现硬γ射线在重金属物质中的“反常吸收”现象以及伴随的0.511 MeV的“额外辐射”,这本质上是正电子的产生与湮灭,赵忠尧是人类历史上第一个观测到反物质现象的物理学家。1932年,卡尔·安德森在宇宙射线中发现了带正电的“反电子”(正电子),首次实验证实了反物质的存在。
1955年,欧文·张伯伦、埃米利奥·塞格雷等人在加州大学伯克利分校的辐射实验室利用质子加速器发现了反质子。反物质具有巨大的能量。根据爱因斯坦的质能方程E=mc²,反物质与等量的正物质相遇湮灭时,质量会100%转化为能量。1克反物质与1克正物质湮灭释放的能量极其巨大,相当于4.3万吨TNT炸药爆炸释放的能量,比广岛原子弹强2000倍,足够一座中型城市用电一年。目前人类正在研究的核聚变的转化率大约是百分之0.7,而反物质和物质湮灭所转化的能力是100,从占比上我们就能够看出反物质是非常强大的。
想要获取更加强大的能量,反物质是人类未来必须掌握的一种能源,不过现在人类主要通过大型粒子加速器,加速带电粒子到高能量然后和靶材料相撞来产生反物质粒子,这种方法效率非常低而且成本昂贵,而且由于反物质和普通物质接触会立即湮灭,所以需要用特殊的材料来储存,目前通常采用磁场、电场或电磁场来约束反物质,使其悬浮在真空中,避免与容器壁等普通物质接触。不过现在人类制造出来的反物质,连烧开一壶热水的能量都不够,所以人类离完整掌握反物质技术还差得很远。目前反物质还处于理论当中。
小编认为,虽然现在人类对核能、反物质的利用都不是非常成熟,但是人类一直都在不断的努力和发展科技,人类能够在短短几千年的时间内,站到地球食物链的顶端,这就说明人类科技发展的速度很快,只要人类能够坚持不懈的努力下去,未来人类一定能够实现核能、反物质的利用,或者人类还能够发现更加强大的能源,小编希望人类能够早日实现自己的梦想,能够在宇宙中长久的发展下去,对此,大家有什么想说的吗?
处理会浪费国家的钱,直接扔到深海海沟就行,欧美日本就是这样干的。