下一代小型核反应堆将大量产生放射性废料

被称为核能未来的小型反应堆可能比现有技术产生更多的放射性废料。这一发现来自研究人员，他们警告说，由于政策制定者和开发人员急于制定新的核基础设施计划，废物管理和处置被忽视了。

小型模块化反应堆(SMRs)，也被称为“先进”核反应堆，近年来得到了大力推广。与传统的反应堆设计相比，它们的体积更小，这意味着smr可以在工厂中预制，然后运输到不同的地点进行安装。支持者表示，这将使它们比目前的核电站更便宜、更容易建造。

在各国努力减少碳排放的情况下，许多政府希望smr能够帮助他们实现气候目标。今年早些时候，欧盟委员会提出了将核能列入“绿色投资”名单，而英国政府已经要求核监管办公室开始批准程序适用于由劳斯莱斯公司设计的smr。smr目前已获许可或正在建造在阿根廷、加拿大、中国、俄罗斯、韩国和美国。2020年5月，俄罗斯的一个浮动核电站成为第一个将smr投入商业运营．

但是根据琳赛克劳尔，在关于SMR废物流的讨论中省略了许多重要的信息。克劳在美国乔治华盛顿大学和斯坦福大学工作期间，领导了一个团队，分析了三种不同SMR设计的废物流。

“设计师通常会采用质量等指标，这很容易理解。但这对那些真正从事核废料管理的人并没有什么帮助——我们需要了解更多关于这种材料的知识，我们需要知道有多少衰变热被释放出来，”她说。“废料的放射性核素成分是什么?”这些放射性核素结合的化学基质是什么?产生了多少中低水平废物?这是特别重要的乏燃料中可裂变核素的浓度是多少?”

克劳的项目显示，小尺度反应堆产生的放射性废物是传统反应堆的30倍。

罐的并发症

克劳说:“当你在处理裂变时，每个裂变事件都会产生一个或多个中子，这些中子可以向前传播链式反应，这是你在反应堆中试图缓和和控制的。”但小核不可避免地会损失更多正在生成的中子。因此，在SMR中维持关键的连锁反应更加困难。

为了处理这种中子泄漏，一种常见的方法是在反应堆堆芯周围添加石墨或钢中子反射器。但这些反射器也会吸收中子并具有放射性。克罗尔指出，与传统反应堆相比，小型反应堆将产生更多的低、中水平废物。她说，这些废料需要被送往地质储存库，因为它们包括寿命较长的核素，以及寿命较短的核素，后者会使反应堆的退役变得复杂。

smr也倾向于要求铀含有更多裂变物质的燃料²³⁵U同位素比常规发电厂使用的燃料高。克劳解释说:“最终，高浓缩和低燃烧的结合会使乏燃料中裂变放射性核素的浓度更高。”“我认为，一旦你开始设计乏燃料管理系统，处理这些问题将是非常昂贵的，因为你需要把这些乏燃料放进罐子里，而罐子可能很昂贵，因为它们应该可以使用至少一万年。”

克劳说，由于SMR乏燃料的放射性更强，每个罐子只能放入少量的燃料，以避免达到临界质量的风险，这意味着需要“更多、更多、更多的罐子”。

“过于乐观、误导性的信息”

研究结果“有趣且令人信服”保罗·多尔夫曼他是核政策专家，担任核咨询小组主席，也是英国苏塞克斯大学苏塞克斯能源小组成员。

他解释说，核工业投入了大量资金开发先进的smr，声称该技术有助于减少核废料问题。“然而，与这些说法形成鲜明对比的是，这项新的详细评估非常有力地证明，每千瓦时，SMR技术的推广将显著增加核废料产生的体积和裂变、放射性、物理和化学性质，”他说。换句话说，与现有的常规反应堆相比，小型堆将增加核废料问题的数量和复杂性。

他补充说:“这很重要，因为如果SMR产生的废物确实比传统反应堆更有问题，这将具有非常重要的实际和政策意义。”

霍斯特Geckeis他是德国卡尔斯鲁厄理工学院核废料处理研究所的负责人，他指出，人们“经常认为”SMR设计会产生更少的放射性废物。克劳团队的工作现在提供了“基本信息”来反驳这种说法，他说，他指出，smr产生的废物“远远超过目前运行的轻水反应堆产生的废物”。

Geckeis补充说:“在讨论SMR技术的利弊时，Krall团队的研究需要被考虑在内——它代表了未来反应堆概念中与放射性废物管理相关的研发计划的重要基础。”

克劳说，她在开发人员、政策制定者和其他研究人员中遇到了一种令人担忧的态度，即在SMR废物流真正开始产生废物之前，没有必要解决它们。她说:“我认为这是非常不明智的，因为我们不能假设我们知道如何管理这些废物，因为它们与我们今天习惯处理的废物太不一样了。”

克劳尔补充说:“我认为，如果监管机构得到资金，他们会解决这个问题，但他们需要政策制定者提供资金，而政策制定者正在从开发商那里获取信息。”他说，现在到处都是过于乐观、具有误导性的信息，人们并没有普遍认识到这些反应堆实际上会比我们正在处理的情况更糟糕。他们甚至有希望为解决核废料问题做出贡献，但事实远非如此。”

更正:5月31日，文章进行了更新，澄清了林赛·克劳的归属。