核废料含有一些最易挥发的化合物,这就是为什么它们要被储存在一个足以承受火车事故的容器里。

放射性物质
放射性物质是地球表面最易挥发的化合物之一。然而,有了正确的技术,即使是道路、轨道或海上的任何危险,都无法破环容纳放射性物质的防护罩。经过几十年的精细探索,科学家们开发出了坚固的核料运输容器。这些罐子能够承受世界各地运输过程中造成的各种潜在和最具破坏性的危险。
打造这些容器来运送世界上最危险的物质不是一件容易的事。容器首先必须足够重,以提供足够的屏蔽,防止辐射穿透容器壁。然而,不是所有类型的放射性物质都会发出相同形式的辐射。工程师必须根据材料,制造不同的放射性运输罐,以容纳各种类型的放射性物质。放射性物质的跨度比核废料要大得多。它有很多种状态,从气体到液体和固体。
核废料
核废料通常是核燃料耗尽后留下的物质。一般来讲,核燃料能够利用充分,不会产生太多核废料。例如,如果整个美国人口完全依赖核能,每人将产生39.5 克核废料。同样地,如果是通过燃烧木头获得同样能量,那么每个人最终将产生10000 公斤的废料。
不同形式的辐射需要不同类型的保护
放射性物质是根据释放辐射的元素来分类的。一般来说,元素越重,放射性能量越高。辐射也有两种形式,电离和非电离。非电离辐射给原子更多的能量,但不会引起它的物理变化。非电离辐射最常见的形式是可见光、红外线、微波等。虽然它们有放射性,但通常不会造成太大的危险。另一方面,电离辐射会引起分子的物理变化,迫使它们失去电子,或完全分裂。把一个原子分裂会释放出大量的辐射。虽然辐射可以被控制并用于制造宏伟的东西,但它必须被包含在世界上最坚固的容器中。
为了保护核工作人员、公众和环境免受数十年的污染,需要制造出一种精度最高、质量最严格的容器,以防止灾难的发生。
辐射是由原子发射出来的能量。它像电磁波一样传播( 就像太阳射线一样) ,或者像亚原子粒子一样以令人难以置信的速度传播。当辐射击中另一个原子时,它把所有的能量都给了这个原子,使它升温。它能让我们看到东西,让我们保持温暖,有时还能给我们所有的电子设备供电。
容器的类型
并不是所有的放射性物质都释放出相同水平的辐射,因此需要不同材料的不同程度保护。容器的用途各不相同,比如用于运输放射性气体和医用同位素的小型密封容器。运输用过的核燃料需要最大程度的保护。核运输罐可以超过50 吨!
防护水平取决于两个主要变量: 运输了多少材料,以及放射出的辐射类型。
小的放射性粒子发射较低的能量辐射,一般是粒子发射器。粒子发射器很容易被限制在最小的辐射屏蔽范围内。由于颗粒如此之小,最大的问题来自潜在的断裂或缺陷。一个裂缝可以让小颗粒从容器中泄漏出来,进入世界。尽管如此,这些容器并不要求像其他形式的电离辐射一样坚固。
较重的原子释放出更高的能量,如伽马射线。由于伽玛射线是所有辐射中能量最高的射线,因此需要更多的屏蔽。像铀这样的大原子产生的伽马射线最多。原子的中心是质子和中子。中子是极好的伽玛辐射吸收器,使它们成为抵御伽玛射线的巨大屏障。中子越多,容器就越好,这就是为什么用重元素来容纳高能辐射。钢铁、铅、混凝土,有时甚至贫铀被用来制造容器——其中最大的干重可达50 吨。
建造一个不可穿透的屏障
容器的壁厚可以超过35 厘米,以确保没有伽玛辐射泄漏。无缝罐子是通过锻造钢来容纳伽玛辐射。有点讽刺的是,伽玛射线经常被用来检查容器的每一寸质量。一些放射性物质需要被一层厚厚的铅所包围。铅是最软的金属之一,它是吸收辐射能力最强的金属之一。铅防止辐射与外部容器接触。虽然伽马辐射很容易被控制,但它可以使其他粒子电离,迫使它们释放出更危险的辐射。为此,专业人员坚持最严格的安全程序,以防止事故发生。
放射性物质是如何准备和运输的
核废料储存罐的重量,使其无法通过航空进行运输。大多数放射性物质的运输路线与普通大众所走的路线相同,特别是常用到火车。
一旦核燃料被用完,它仍然含有96% 的铀,1% 的钚和3% 的裂变产物( 来自核反应) 以及一些超铀( 铀衰变后剩下的) 。一个核反应堆在大约300 度的温度下工作。不过,反应堆内部温度可以超过1000 度。一旦用完,核燃料仍然非常热。它必须在乏燃料储存库中冷却数月,然后才能安全地装入运输罐中运输。乏燃料舱通常是一个巨大的冷却池,在放射性物质达到可持续性水平之前,这里一直储存着放射性物质。
冷却后,将核燃料放入合适的桶中。有些桶可以装废燃料长达120 年!
大多数的运输罐都装满了水来吸收一些热能。尽管在有限的区域里,光有水是不够的。冷却鳍通常集成在集装箱的外部,将热量分散到大气中。

运输有多危险?
航运放射性物质是一个精确和无可挑剔的安全操作。根据世界核协会的数据,每年约有2000 万件各种尺寸的含有放射性物质的货物通过公路、铁路和船舶在世界范围内正常运输。多年来,放射性物质已被运往世界各地数百万公里。尽管几十年来发生了一些小事故,但从未有一个装有高放射性设备的容器泄漏到环境中。
通过严格的测试确保安全
虽然核工程专家在他们的工作中很有能力,但偶然总会存在。国际核议定书要求所有机构在将任何集装箱运入现实世界之前对其进行广泛的测试。
1984 年,英国核燃料公司进行了一次这样的试验,调查了他们的核容器在“撞击行动”中的强度。最不可能发生的事件是在最恶劣的条件下,在最极端的水平上进行测试,以观察罐子的性能和容纳核废料的能力。
在其中一次8 米落差试验中,大部分试验的罐子失败了。当容器以难以置信的力量撞向地面时,少量的水被释放出来。虽然喷雾几乎不含辐射,也不会对环境造成威胁,但塞拉菲尔德有限公司(正式称为英国核燃料公司)重新设计了罐子,使其在与真正的乏燃料一起使用之前能够完全承受住压力。最后的实验成功地证明了集装箱的抗击能力,因为它能承受最极端情况锤击。
在处理放射性物质时,总会有潜在风险。然而,严格的政策管理以及精确的工程实践,已大大减少了事故发生的机会。确保公众安全,是完全可以做到的!返回搜狐,查看更多