科学探索|小型模块化反应堆发现比传统核电站产生更多的放射性废物小型模块化反应堆发现比传统

斯坦福大学和英属哥伦比亚大学的一项新研究，给下一代核反应堆带来了坏消息。在报告中警告道：“长期以来小型模块化反应堆被业内认为是核能的未来，但实际上将比传统的核电站产生更多的放射性废物” 。这份报告发表在《Proceedings of the National Academy of Sciences》上。
【科学探索|小型模块化反应堆发现比传统核电站产生更多的放射性废物】

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研究的主要作者、斯坦福大学国际安全与合作中心（CISAC）的前 MacArthur 博士后林赛·克拉尔（Lindsay Krall）说：“我们的研究结果显示，大多数小型模块化反应堆的设计实际上将增加需要管理和处置的核废料的数量，对于我们案例研究中的反应堆来说，增加了 2 到 30 倍，这些发现与倡导者声称的先进核技术的成本和减少废物的好处形成鲜明对比” 。
当一个中子在反应堆中分裂一个铀原子时，就会在核反应堆中产生能量，产生额外的中子，继续分裂其他铀原子，形成连锁反应。但是一些中子从堆芯中漏出（这个问题被称为中子泄漏）并击中周围的结构材料，如钢铁和混凝土。这些材料在被核心流失的中子"激活"后变得具有放射性。这项新的研究发现，由于体积较小，小型模块化反应堆将比传统反应堆经历更多的中子泄漏。这种泄漏的增加会影响其废物流的数量和组成。
Ewing 表示：“泄漏的中子越多，中子的活化过程所产生的放射性就越大。我们发现，小型模块化反应堆产生的中子活化钢将至少是传统电厂的9倍。这些放射性材料在处置前必须仔细管理，这将是昂贵的” 。

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但这并不是唯一的问题。
该研究还发现，小型模块化反应堆的乏核燃料在每单位能量提取中的排放量将更大，而且可能比现有电厂排放的乏核燃料复杂得多。该论文共同作者、不列颠哥伦比亚大学公共政策和全球事务学院教授兼主任 Allison Macfarlane 说：“一些小型模块化反应堆的设计要求使用化学上奇特的燃料和冷却剂，这可能会产生难以管理的废物。那些外来的燃料和冷却剂可能需要在处置前进行昂贵的化学处理” 。
Macfarlane 说：“对行业和投资者的启示是，燃料循环的后端可能包括必须解决的隐藏成本。了解这些反应堆的废物影响，符合反应堆设计者和监管者的最佳利益” 。
该研究的结论是，总体而言，小型模块化设计在放射性废物的产生、管理要求和处置选择方面不如传统反应堆。一个问题是乏核燃料的长期辐射。研究小组估计，1万年后，从三个研究模块中排出的乏燃料中的钚的辐射毒性将比传统乏燃料中每单位能量提取的钚至少高出50% 。