代表ECO 专栏

9.放射性物質の利用と廃棄

2008.11.15

在最后三篇专栏中，我提到了三大环境问题之一，“能源、水和食物不足”。现在，我想谈谈其他三大环境问题之一的“放射性物质的使用和处置”。

谈到放射性物质的使用，有两个主要的使用领域。一是核能发电，二是核武器。

关于核武器，我们不会把它作为一个主题，但至少，我认为我们必须避免绝对传播到拥有可以妥善管理的系统的坚实国家之外。

在这里，我想把核能发电作为一个主线，从利用意义上的“发电”以及随之而来的放射性物质的“处置”来谈一谈。

●核能发电现在备受瞩目。

随着能源需求的增加、油价的飙升以及二氧化碳引起的全球变暖问题，核能发电已成为人们关注的焦点。目前，全球有21 个国家有建设 127 座新核电站的具体计划。包括未来设想的数量，将有29 个国家的 222 台机组（基于截至 2007 年 12 月的世界核协会 WNA 的数据）。

我想看看核能发电在响应二氧化碳减排和能源需求增加方面有多大的优点，相反，从废物的角度来看有多大的风险。

●核能发电可以抑制多少二氧化碳的产生?

首先，让我们看看核能发电在控制二氧化碳产生方面的效果如何。产生的二氧化碳量因发电方式而异，但似乎很难准确把握。这是因为数字会根据计算条件和假设方式而变化。以下数据为中央电力工业研究所最新分析数据。数据于 2001 年 7 月 10 日公布。
来自：https://criepi.denken.or.jp/research/news/pdf/den338.pdf

考虑到这一点，为了抑制二氧化碳的产生，核能发电非常有效，二氧化碳排放量低于太阳能发电和风力发电。

然而，似乎有一种心态，它根本不是一个遗憾。因为，由于电力需求的变化，核能很难停止或移动。尽管如此，一天的用电量仍然有很大的变化。一般来说，白天的用电量比晚上多。为了提供电力，我们必须改变发电量。单靠核能无法应对这种变化。因此，在使用核能发电时，一般需要火力发电来应对波动。最后，有一种观点认为，核能和火力发电厂是一套必要的，不仅需要考虑核能的二氧化碳排放量，还需要考虑火力。

总体而言，核电在控制二氧化碳排放方面似乎相当有效，即使没有上图中的那么多。

●核能发电能在多大程度上缓解能源不足的问题?

首先，我检查了铀资源的探明储量和可采年限。以下数据截至 2007 年（“铀 2007”）

看似可恢复年限长达82年，但考虑到目前核电电力量约占能源总需求的6%。铀是一种非常/紧急少量的能源也可以这么说。例如，假设 20% 的总能源需求由核电覆盖，则储备到生产的周期为 24 年。使用铀本身发电并不能有效解决资源枯竭问题。可以说。

●为了延长铀的可采年数...核燃料循环

铀收获时间不长的原因是容易发生裂变的铀235仅占天然铀的0.7%左右。大约 99.3% 的天然铀是不燃烧的铀 238，它几乎不会产生裂变，不能用于发电。但是，如果这种不燃烧的铀 238 可以用作燃料，那么铀的可回收年限可能会急剧增加。为此，考虑了以下两种技术。 1) 加热

在核反应堆中燃烧天然铀后的废核燃料（一般是燃烧3年后取出的核燃料）中含有吸收中子的部分铀238，并含有容易引起裂变的钚239。 .将剩余在这种乏核燃料中的易燃钚取出并与铀混合，制成 4-9% 的核燃料（MOX 燃料）。这被用作普通核反应堆发电的燃料。这将使铀资源的利用效率提高25%左右。

该系统在海外取得了相当大的成就，主要在法国和德国，并在日本的四个核电站建立了实施钚热发电的初步协议。

然而，仅凭这项技术，铀的可采年数最多只能从80年延长到100年。然而，有许多部分安全问题尚未得到充分验证，当地居民的反对意见也很强烈，实施必须谨慎。2) 快速增殖反应堆

一种称为快中子增殖反应堆的特殊核反应堆将来自燃烧的铀 235 和钚 239 的快中子吸收成不燃烧的铀 238，将不燃烧的铀 238 转化为易于裂变的称为钚 239 的物质。如此一来，原本只能燃烧约0.7%的铀，理论上可以利用约60%的铀资源作为能源。换句话说，可以从相同数量的铀中提取数十倍的能量。如果投入实际使用，按计算铀的可回收年限将超过1000年。

然而，这项技术仍然接近实验阶段，大多数反应堆已经关闭或停止。许多国家停止发展本身，因为今后的发展将花费大量资金。 1995年，日本高速增殖反应堆Monju也因钠泄漏而起火，目前停止运行。与此同时，中国、俄罗斯和印度等国似乎对发展非常积极。

两者都被称为核燃料循环，因为它们使用乏核燃料并有助于增加铀的可回收年限，但两种技术都建立了安全性并获得了人们对工作的理解。距离我们到达最后阶段还有很长的路要走。

●核能发电产生的废弃物有多危险?

乏核燃料及其后处理过程中产生的高放废物，需要经过一万多年的漫长岁月，才能成为不影响人类的状态（见下图）。长久以来，你需要让它远离人类生活并加以管理。换言之，它将在未来一段令人生畏的长时期内留下负面影响。从这个角度来看，这让我怀疑我们是否真的可以做这样的事情。特别是，钚在核燃料循环（多热和快中子增殖反应堆）中被视为燃料。这种钚本身具有剧毒，每人年摄入量限制为3/10百万克（国际放射防护委员会推荐），还可以作为核武器的原料。此类燃料的使用量可能很大。

来自：日本电力公司联合会（https://www.fepc.or.jp）

●关于核能发电的总结

它在减少二氧化碳方面似乎确实有效。
至于能源资源量，如果不实现快中子增殖反应堆，资源量就没有那么大了。
即使以目前的需求水平（约占能源总需求的 6%），资源也将在大约 80 年内消失。
如果需求进一步增加，很快就会枯竭。
Plu 热和快中子增殖反应堆正在考虑增加资源量。
但是，在运行安全、废物处理和后续管理方面，我们必须谨慎执行。
此外，Plu Thermal 仅将风险资源量增加了约 25%。