2699.核废料的模糊利用

王东镇

2699.核废料的模糊利用

2011.10.31

日本是一个资源匮乏的国家，却拥有世界排名第三的核电数量，其核燃料是如何解决的呢？从日本福岛核事故产生的放射性污染物分析，我认为日本可能在大规模利用核废料生产的高端核燃料。
铀235（原子量235，拥有92个质子、143个中子）核裂变的过程可能是一个铀原子释放一个氦核（原子量4，拥有2个质子、2个中子）的同时，裂变为两个铑原子（原子量103，拥有45个质子、58个中子），同时释放25个中子。或者是释放一个氦核后裂变为三个锌原子（原子量64——70，拥有30个质子、34——40个中子），同时释放多余的中子（一个铀235的中子数减去一个氦4的中子数，再减去三个锌原子的中子数）。而释放的氦核有可能与另一个铀235结合，聚变为钚239（原子量239，拥有94个质子、145个中子），或与铀238外加两个中子结合，聚变为钚244（原子量244，拥有94个质子，150个中子）。还有可能与其他杂质，或已经聚变成的物质继续结合，产生更高端的核物质。至于这些新产生的高端核材料是否都能用来发电，或制造核武器，我不得而知，但其中一定有一些成分可以用来发电，这样就可以免去进一步的提纯，只把初次裂变产生的铑元素和锌元素去除就可以再次利用，我称此为核废料的模糊利用。
核废料的模糊利用实际上是核废料的深加工，不但可以利用初次裂变产生的金属元素（提纯以后的锌、铑元素的残余放射性周期应该有限），还可以利用残存的铀235、238等核材料和初次裂变产生的聚变物质，即高端核材料，有效减少核废料的排放。其处理过程实际上只是提纯部分初次裂变产物锌、铑元素的过程，其余废料继续用来发电，或加入部分新的铀235并列（或环抱）投放，或与其他放射性物质做成可以产生链式反应（通过实验才能知道）的合金（例如质子和中子含量与钚239和铀235相同的模拟钚239或铀235）投放。
提纯其他物质的过程，也是浓缩核材料的过程。不必知道浓缩后的核材料的确切成分，也不必将铀235和钚239全部提纯，只要能够继续发电就行，这就是核废料的模糊利用，其好处就是成本低，接近零排放。