200亿美元投资播种9公斤，什么玻璃这么金贵？

科技日报记者 陈瑜

这是一个等候了20余年的喜讯。近日，美国太平洋东南国度实验室的迷信家成功完成低放废液玻璃固化的初次热试。

“此次实验发生的9公斤玻璃，是美国动力部自1997年给汉福特厂核废料处置项目投资200多亿美元发生的第一块核废料玻璃。”6月28日，武汉理工大学硅酸盐修建资料国度重点实验室教授徐凯在承受科技日报记者专访时引见。他曾在美国太平洋东南国度实验室任务多年。

徐凯解释，这次热试完全模仿汉福特厂将要采取的低放废液处置工艺，对真实低放废液停止固化处置。值得一提的是，该工艺为延续进料形式而非传统的批次进料。

“这对深化研讨汉福特玻璃固化工艺，以及将来扩展处置规模具有极端重要的指点意义。”徐凯评价。

作为曼哈顿方案的一局部，汉福特厂建于1943年，人类初次核弹引爆实验及投放到日本长崎的原子弹所运用的高纯钚都产自这里。在提取高纯钚进程中，该厂发生了少量放射性废液。目前，约20万立方米的军工遗留废液暂存于此，储存量为全球之最，其中90％以上为低放废液。

随着工夫的推移，复杂液态储存方式的弊端日益暴露。1987年，汉福特厂成为核废料处置场，1989年美国联邦政府着手处置此处核废料。但因处置工艺复杂、技术难度大，虽然投资费用不断呈直线式攀升，但项目停顿非常迟缓。

核废料是人类面临的次要环境成绩之一。比方，乏燃料后处置中发生的高程度放射性废液，含有辐照核燃料中总裂变产物的97％以上，由于具有放射性元素浓度高、释热率大和腐蚀性强等特点，假如不加以严厉管理、妥善处置，一旦进入生物圈，必将形成极端严重的环境灾难。

过来40多年，科研人员不断在探究一种技术途径，其中第一步是先将废液转化为固态消弭其活动性，降低废液内含有的放射性元素进入环境的能够性，继而将废液固化体放置于深地质层中，完成对废料的最终处置，应用地质介质为屏障将废物中的放射性元素和人类生活的环境相隔绝。

所谓玻璃固化，是指将核废料与玻璃添加剂混合，经低温熔融，浇铸成玻璃固化体的工艺，放射性元素在原子尺度内固化于玻璃体内，保证了其地质存贮的平安，被以为是完成最终处置的第一道重要工序。

目前玻璃固化有两条技术途径：热锅法、冷锅法。

浅显地讲，热锅法是将废液稀释、煅烧后转化成的粉状氧化物，撒向高达1200摄氏度的硼硅酸盐玻璃液里，让氧化物与液态玻璃交融。冷锅法的中心是在锅外缠绕感应线圈，对锅内玻璃液完成感应加热，与此同时，在锅核心注入冷水，低温玻璃液在锅内壁构成起维护作用的“锅巴”，防止了对锅的腐蚀，延伸了运用寿命。

进程听起来并不是太复杂，但不能疏忽的是，玻璃固化安装运转条件和要求极为特殊，任务环境不但具有放射性，而且温度高达上千摄氏度。一切操作特别是维护，必需能经过远间隔完成。

“好比送到月球的月球车坏了，只能远间隔遥控修复。有些难度大的修复，维修风险与本钱甚至比建形成本还高。”徐凯说。

他同时表示，玻璃固化是一项高精尖的复杂技术。目前世界上掌握玻璃固化技术的国度并不多，无限的玻璃固化技术国际协作也无法完成真正的中心技术交流。即便有本国公司的技术援助，如英国核燃料公司曾是汉福特核废料处置项目的次要承包商，美国太平洋东南国度实验室也并未中缀玻璃固化技术研讨，四十年如一日，在玻璃固化范畴发生了少量原创性效果，对将来的工程化使用有着至关重要的指点作用，“可见坚持自主创新非常必要”。

来源：科技日报

编辑：岳靓

审核：王小龙