核裂变产生的温室气体排放量比煤、石油和天然气少得多,日常健康风险也比煤小得多。
然而,如果不能稳定控制核电的运行,就可能导致灾难性的后果。
在核反应堆中,过热的核燃料熔化并向环境中释放大量裂变产物就属于这种情况。
包括乏燃料在内的寿命最长的放射性废物必须在很长一段时间内受到控制并与环境隔离。
另一方面,乏燃料可以再利用,产生更多的能量。
1979年的三里岛事故和1986年的切尔诺贝利灾难,加上高昂的建设成本,再加上反核派推动的示威、禁令系列事件,结束了全球核电的快速增长。
2011年日本海啸破坏了福岛第一核电站,导致氢气爆炸和反应堆堆芯部分熔毁,随后放射性物质释放。
放射性物质的大规模释放导致人们从核电站周围20公里的隔离区撤离,类似于半径30公里的切尔诺贝利隔离区。
但最新的研究表明,该地区放射性水平已经大幅降低,不足以对野生动物产生影响。
核能对环境可能影响的活动:开采,浓缩,发电和废弃物处理核电至少会产生三种可能影响环境的废物:(1)反应堆现场的乏核燃料(包括裂变产物和钚废料);(2)铀矿厂的尾矿和废石;(3)事故期间产生的放射性物质高放射性废弃物元素周期表中的铀元素铀-235和钚-239等核裂变产生的乏核燃料含有多种致癌放射性核素同位素,如锶-90、碘-131和铯-137,还包括一些半衰期很长的超铀元素,如镅-241和钚同位素。
在1977年卡特总统禁止核燃料回收后,乏核燃料储存在美国成了一个大问题,而法国、英国和日本等国家对建立乏燃料存储库是拒绝的。
实际上,乏核燃料是宝贵的资产,而不仅仅是废物。
在位于合适的地质构造深处的工程设施或储存库中安置乏燃料是目前的有效解决方案。
人们普遍认为,乏燃料需要经过精心设计的长期储存,才能减少所含放射性物质向环境的释放。
同时,还需要保障措施来确保钚和高浓缩铀都不会被转用于武器用途。
因此,将乏核燃料放置在地表以下数百米的地方比在地表无限期储存乏燃料更安全。
技术人员正在对放射性废弃物进行隔离作业储存库的处置常见废物包括放射性废物、封装废物的容器、容器周围的其他工程屏障或密封、容器所在的隧道以及周围区域的地质构造。
非洲奥克罗的铀矿证明了天然地质屏障完全具备隔离放射性废物的能力。
在漫长的反应期间,该铀矿内产生了大约5.4吨裂变产物以及1.5吨钚和其他超铀元素。
直到今天,这种钚和其他超铀元素性质仍维持不变,已经持续了近20亿年。
尽管许多专家长期以来一致认为地质处置是安全的、技术上可行的和无害环境的,但仍有许多国家的公众对此持怀疑态度。
乏燃料的后处理并不能消除对储存库的需求,但减少了体积,减少了长期辐射危害。
在建立高放射性废料处置库方面取得最大进展的国家通常是从公众协商开始,并把自愿选址作为一个必要条件。
这种寻求共识的方法被认为比自上而下的决策模式更有可能成功,但这一过程必然是缓慢的。
此外,大多数地区都不想建立核废料处置库,因为他们担心所在地会成为数千年来事实上的核废料存放地,担心事故造成的健康和环境后果,并担心他们所拥有的财产价值会降低。
低放射性废弃物一座核电站,高耸的混凝土结构是排放废气的烟囱一些低水平废物可以通过化学和体积控制系统(CVCS)将气体或液体废物过滤、压缩、稀释等一系列处理后排放到环境中。
但是,这种排放量和排放速率是受管制的。
固体废物可以简单地放在几年内不会受到干扰的地方进行处理。
在美国的南卡罗来纳州、犹他州和华盛顿有三个低水平的核废料处理场。
在美国,环保组织称铀矿开采公司正试图减少废弃铀矿场地的清理费用,许多州都要求在矿山停止开采后进行环境修复。
根据美国一个环境组织的说法,如果矿场在数十年内一直受到污染,会增加放射性污染渗入地下的潜在风险。
核电厂放射性气体或液体的排放大多数商业核电厂会向环境中排放一些气态和液态放射性废物,这是化学物质总量控制系统的副产品,这些核电厂运行过程中产生的废物通常又由环境保护局和核管理委员会进行监测。
有研究表明,居住在核电站50英里(80公里)范围内的平民通常每年接收约0.1 μSv。
相比之下,生活在海平面以上的普通人从宇宙辐射中获得至少260 μSv。
核电站中圆形结构的建筑物即是安全壳目前,所有的反应堆都会有一个安全壳。
安全壳由混凝土制成的墙壁有几英尺厚,可以阻止反应堆向环境释放任何辐射。
事实上,燃煤电厂产生的废物实际上比核电厂产生的废物更具放射性。
燃煤电厂排放的飞灰(燃煤发电的副产品)对周围环境的辐射是产生同等能量的核电站的100倍。
燃煤发电厂比核电厂对人类健康的危害更大,因为它们向环境中释放更多的放射性元素,从而使人们暴露在比核电厂更高的辐射水平下。
当所有的食物都在同一个地区种植时,燃煤电厂周围的辐射剂量比核电厂要高出50%到200%。
氚的排放核电站会向附近的湖泊排放一些很低放射水平的废物2010年美国佛蒙特州扬基核电站发生的放射性水泄漏,以及近年来美国其他20多家核电站发生的类似事件,引发了人们对核电站已经老化了的核设施的可靠性、耐用性和维护的质疑。
氚是氢的放射性同位素,它发射出低能β粒子,通常以贝克勒尔(即每秒衰变的原子)每升(Bq/L)来测量。
轻水反应堆通过水中的中子俘获产生少量氘。
这消耗了足够的中子,使得天然铀需要浓缩,以将其裂变铀-235含量从0.72%提高到3.6%。
加拿大的CANDU堆则使用重水(即氧化氘),并且可以使用非浓缩铀。
因为氘捕获的中子非常少,一般商业轻水反应堆中的只有很少量的氘会变成氚,并且速率很低。
铀矿开采 罗辛纳米比亚露天铀矿铀矿开采是指从地下提取铀矿石的过程,2009年全球铀产量达到50572吨。
哈萨克斯坦、加拿大和澳大利亚是前三大产铀国,合计占世界铀产量的63%。
铀的一个主要用途是作为核电站的燃料,铀的开采和提炼对环境构成了严重的威胁。
2010年,全球41%的铀产量是通过原地浸出生产的,原地浸出使用溶液溶解铀,同时将岩石留在原地。
其余的是通过常规采矿生产的,在常规采矿中,将开采的铀矿石研磨成均匀的粒度,然后通过化学浸出提取铀。
铀矿开采会消耗大量的水,比如澳大利亚的罗克斯比唐斯奥林匹克大坝矿每天消耗35000立方米的水,并计划将其增加到每天150000立方米。
1979年7月16日,新墨西哥州铀厂发生了泄漏事故。
超过1000吨的固体放射性工厂废料和9300万加仑的酸性放射性尾矿溶液流入普尔科河。
尽管尾矿溶液主要成分是水和硫酸,但事故释放的辐射比四个月前发生的三里岛事故还要多,是美国历史上最大的放射性物质释放,泄漏点附近的地下水也受到了污染。
今天在纳瓦霍部落以及犹他州、科罗拉多州、新墨西哥州和亚利桑那州仍然存在着铀开发遗留下来的重大问题。
据美国环境保护局估计,除了4000个记录在案的铀矿生产,还有部分铀矿分布在西部地区的14个州。
癌症风险患者体内的癌细胞有部分流行病学研究表明,居住在核设施附近的人患各种疾病的风险会增加,尤其是癌症。
但是,也有学者对此持不同意见。
英国环境辐射医学委员会在2011年发布了一项研究,研究对象是1969-2004年间生活在英国13座核电站附近的五岁以下儿童。
该委员会发现,生活在英国发电厂附近的儿童患白血病的可能性并不比生活在其他地方的儿童高。
同样,美国国家癌症研究所1991年的一项研究发现,在靠近核电站的107个美国县中,没有出现过多的癌症患者。
鉴于目前的争议,美国核管理委员会已经要求国家科学院制定一项关于核管制委员会许可设施附近人群癌症风险的最新研究。
核电正常运行依赖于核燃料生产,包括铀矿开采和提炼。
铀矿工人经常暴露在低水平的氡衰变产物和伽马射线下。
急性和高剂量伽马辐射导致白血病的风险是众所周知的,但是对于低剂量的风险存在争议。
世界核协会称,核领域存在一群无证的核工人(分包商雇佣的临时工),他们从事着普通员工回避的肮脏、困难和潜在危险的工作。
在这里,保护工人健康权利的现行劳动法并没有得到执行。
核事故释放的放射性碘-131被人体吸收后会引起甲状腺癌核电反应堆事故会导致各种放射性同位素释放到环境中。
每种放射性同位素对健康的影响取决于多种因素。
碘-131是意外排放的一个潜在的重要致病源,因为它很普遍,而且会在地面停留。
当碘-131被释放出来时,它可以通过被污染的水果、蔬菜、牛奶和地下水进入食物链后,然后被吸入或消耗。
碘-131被人体吸收后会迅速积聚在甲状腺中,成为β辐射源。
与燃煤发电的比较就净放射性释放而言,美国国家辐射防护和测量委员会(NCRP)估计,每短吨煤的平均放射性为17100毫居里/4000000吨。
美国有154家燃煤电厂,这相当于一家电厂每年的排放量为0.6319 TBq。
对生活在电厂附近的人受到的辐射剂量而言,煤电厂释放的放射性是核电站的100倍。
来自NCRP第92号和第95号报告显示,同样是1000兆瓦的燃煤电厂和核电厂对人口的剂量分别为4.9人-西沃特/年和0.048人-西沃特/年(典型的胸部x射线给出的剂量约为0.06毫西沃特)。
环境保护局估计,生活在距离煤电厂50英里(80公里)以内的人每年增加0.3毫西沃特的辐射剂量,而核电站每年增加0.009毫西沃特的辐射剂量。
所以,正常运行的核电厂比燃煤电厂排放的放射性要少得多。
二氧化硫分子结构与燃煤或燃油发电不同,核能发电不直接产生任何二氧化硫、氮氧化物或汞。
然而,与所有能源一样,核电在采矿、制造和运输等辅助性生产也会带来一些污染。
在1995年至2005年期间,由欧盟资助的一项名为“外部性能源”的大型研究发现,核电的环境和健康成本(每单位输送的能源)为0.0019€/千瓦时。
这低于许多可再生能源,包括生物量使用和光伏太阳能电池板制造造成的环境影响,比€0.06/千瓦时或6美分/千瓦时的煤炭影响低30多倍。
放射性事故排放与工业排放的对比燃煤电厂正在排放废气英国广播公司2004年的一篇报道显示,每年全球有300万人死于汽车和工业排放的室外空气污染。
仅在美国,化石燃料废物每年就造成20000人死亡。
据估计,在1982年,美国燃煤释放到大气中的放射性是三里岛事故的155倍。
世界核能协会做了不同形式的能源生产中事故死亡的比较,从1970年到1992年每TW-yr发电量导致的死亡分别为水力发电885人,煤342人,天然气85人,核能8人。
核电站退役正在进行拆除作业的核设施核电站退役是指拆除核电厂场地,使其不再需要辐射防护措施的过程。
放射性物质的处置需要一些过程,这对自然环境是有一定风险的,既昂贵又费时。
核电站退役包括放射性的清理和电厂设施的逐步拆除。
一旦设施完全退役,放射性的危险就不会持续存在。
退役费用将在设施的整个寿命期内分摊,并存入退役基金。
在一个设施完全退役后,它将不再受监管机构的监督,核电厂的被许可方也将不再对其核安全负责。
目前,世界上在运行的大多数核电站最初的设计寿命约为40年,这些反应堆已经平均运行了大约32年。
因此,许多反应堆的许可证即将过期。
如果核电站的许可证没有更新,则必须执行正常退役过程。
与此同时,也有许多专家和工程师指出,这些老旧的核电站设施没有危险。
已经有国家对临近设计年限的核电站设施进行重新评估,更新一些必要设施后,对核反应堆重新授权以延长其运行时间。