乏燃料中的放射性要持续多长时间？

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当一个乏燃料组件被从反应堆中移走时，放射性衰变要以几十千瓦的功率释放热量，这意味着这些材料相当热，需要冷却。冷却是把乏燃料放置在一个大而深的水池中进行的。水要深得能够在乏燃料上面形成一个数米厚的屏蔽层。这个屏蔽层要足以允许工作人员环绕池边行走，而不会受到乏燃料的放射性照射。乏燃料必须在水池中至少停留数年后才能从水池中移走，为的是使放射性在衰变后降到足够低的水平。特别是5年后，放射性衰变产生的热量减少至原来的1%。到了这个时候，乏燃料能够被放置到干燥的储存桶中。但是这种桶较为昂贵，所以只要有足够的空间，核电厂的所有者通常决定把乏燃料在水池中放置更长时间。5年后放射性减少至原来的1%，表明乏燃料中大部分放射性材料的半衰期较短，只有不到1年的时间。在以后的几百年中，最受关注的材料是铯-137和锶-90，它们的半衰期大约是30年。在乏燃料产生的几万年后，放射性材料已经衰变到与那些用作新鲜燃料的原始含铀矿石相同的水平。但是这些材料在乏燃料中的浓度要比在矿石中的高得多。而且，甚至在几万年以后，乏燃料中仍然含有钚-239和少数其他放射性材料。

放射性废物有什么危害？

放射性废物的危害程度与下列因素有关：放射性材料的半衰期、发射的电离辐射的类型、发射出去的电离辐射的能量含量以及其进入环境，特别是食物链和供水系统的可能途径。较短的半衰期意味着这种材料将很快衰变，经过7个半衰期后只有不到1%的原始材料留了下来。衰变产物往往具有放射性，但是衰变链最终将以一种稳定的物质结束。如在第1章讨论的那样，离子辐射的三种主要类型，依照它们穿透能力从低到高排列是α射线、β射线和γ射线。α发射体只是在被吞咽和吸入时，才会对人体内部健康造成伤害。如果辐射是高能量的，β发射体可能会对人体外部造成健康危害，对没有防护的眼睛尤甚。γ发射体总是会造成内部和外部两方面的伤害。环境中和人体内的放射性物质的变化除了受放射性半衰期和放射性类型等核衰变性质的影响之外，也受化学性质的影响。例如水溶性物质如果大量进入供水系统，甚或进入食物链，就可能造成重大伤害。例如，锶-90，一种发射β射线的核裂变产物，通常会融入骨骼中去，因为它的化学性质类似于钙，而钙是骨骼的基本组成成分。

已经产生了多少乏燃料？

大约有270000吨的乏燃料储存在世界各地。大部分的乏燃料储存在核电厂现场，它们中的90%被保存在水池中。每年大约有440座商业反应堆废弃12000吨左右的乏燃料。其中约1/4，也就是3000吨左右被送到了后处理设施。因为美国拥有数量最多的反应堆，它产生了世界上绝大部分的乏燃料。每年，美国的104座反应堆大约废弃2000吨乏燃料。累计起来，美国大约有60000吨的乏燃料，绝大部分储存在水池中，一小部分被置于干燥的储存桶中。它们都没有被送往永久储存地。