段先哲 王灿州 王驹 凌辉 周志超 唐振平 马艾阳 牛苏娟

(1.南华大学资源环境与安全工程学院 湖南衡阳 421001; 2. 稀有金属矿产开发与废物地质处置技术湖南省重点实验室 湖南衡阳 421001; 3.中核集团核工业北京地质研究院 北京 100029)

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随着世界核能技术的发展，有核国家将核能用于国防和能源领域，核电站越建越多，产生的核废料也持续增加。目前全世界正在运行的核电站大约有400多座，每年预计将产生1万多吨的重金属乏燃料，只有不足1/3的乏燃料接受了循环处理，其余的则会放置在中间储存设施中[1-4]。目前全世界储存的乏燃料约有20万tHM。

我国是全球第三大核电生产国，核电在建规模世界第一。按照目前的发展情况，预计到2020年底，我国累计核电发电量能够突破一万亿千瓦大关，并且仍具有上升的空间，此时全部核电站相应的乏燃料累计总量将会达到14万tHM[2]。

这些乏燃料后处理所产生的高放废物含有几十种放射性核素，其放射性强度从形成到衰变再到正常水平往往需要经历数百万年之久。许多核素的生物毒性都很大，属于极毒或者高毒类，同时具有高释热率(如90Sr和137Cs)。此外，高放废物会因自身的强辐射场作用产生C2H4、CH4、CO、H2等燃爆性气体[5-6]。高放废物的这些复杂特性，导致其最终处置费用高、难度极大且面临一系列工程、技术及社会科学方面的挑战。挑战的最大难点在于如何确保在高放废物与生物圈之间进行安全可靠、长期有效的隔离，且隔离时间长达数万年甚至更长时间。……