所谓核废料，就是在反应堆中“燃烧”过的核燃料。与柴禾焚烧骨灰不同。核燃料如何放入或取出？所谓“燃烧”只是一个裂变放热过程，而质量几乎没有变化。核废料的处理一直是个问题，因为它的放射性污染，但我可以告诉你的是，如果你打算在核废料的大池子里游泳，你不会被核辐射杀死，但你可能被员工Hacked杀死！

核燃料是如何燃烧成核废料的？

最早发现核反应应该归功于卢瑟福。1919年，他用α粒子轰击氮气产生氢原子核，从而导致了质子的发现。当然，这也成为公认的人工诱发核反应。

欧内斯特·卢瑟福

真正的裂变反应是哈恩和斯特拉斯曼在1938年发现的，他们用中子撞击铀，发现了钡元素。瑞典的迈特纳、瑞典原子物理学家迈特纳和奥地利物理学家弗里德里希弗里德里希施认为，这是原子核的裂变，而钡元素就是裂变的产物。

铀235裂变过程

在受到中子轰击后，铀235会短暂地变成铀236，但这种状态不稳定，很快就会裂变成钡141和氪-92，其中氪是一种气体，可能哈恩当时忽略了这种气体元素，只发现了钡，但是钡也会衰变，它的半衰期是18.27分钟，通过β衰变变成镧-141，当然还会继续衰变，有兴趣的朋友可以去查一下这条衰变链。

关于核裂变电站

其实第一座核电站的目的不是为了发电，而是为了制造原子弹实验室。它是美国曼哈顿计划的一部分。1942年12月2日，芝加哥一号反应堆成功产生了可控的铀核裂变链式反应，为人类开启了原子能时代。它非常简单，但它具有现代核反应堆的关键要素，例如核燃料、控制棒和慢化剂。

芝加哥一号反应堆

现代核反应堆中的慢化剂主要有重水和轻水（分别称为重水堆和轻水堆）。前者可以使用极低浓度的铀燃料，因为铀235需要慢中子，重水裂变产生的快中子减速效率极高，而轻水是普通水，减速效率比较低，所以高-使用浓缩核燃料，但重水反应堆会产生钚，因此受到国际原子能机构的监控，以防止核扩散。

关于乏燃料

铀235用于裂变燃料，但自然界中提取的铀中的同位素235只有0.7%，大部分核燃料需要提纯，比如要提纯到3%-5%，这个浓度的重水堆是可以用的，轻水堆需要更高，所以核燃料里有大量的铀238，很难裂变，所以核反应堆里的乏燃料，乏燃料中的铀238会吸收中子转化为铀-239，比例约为1%，而铀235吸收中子后还未发生裂变的铀236，比例约为0.4%。这种半衰期极长，很麻烦。

此外，裂变产物中存在衰变链，包括锶90、铯137、锝99和碘129，处理难度大。这些产品的半衰期很长。放射性污染包括这些产品。

利用云室观察铀的衰变，可以看到释放出的α粒子和β粒子轨迹

废话太多，上面说的是铀235裂变后的两种产物都具有放射性，和它们的衰变产物也有放射性（也有稳定的元素）。半衰期是指衰减到一半所需的时间。理论上，这种放射性只会变弱，不会消失。半衰期较长的同位素危害更大。比如碘129的半衰期是1570万年，怎么样？

如何处理核废料？

当核燃料中的铀235逐渐消耗，当质量比小于0.8%左右时，裂变功率过高，燃料棒也该退役了，但请不要不要以为取出来就可以直接放进乏燃料中第一个是余热，好处理，第二个是衰变热，因为乏燃料棒β衰变会放出大量的热量.取出乏燃料时，功率约为裂变时间的7%。一小时后1.5%，一天后0.4%，一周后0.2%，所以乏燃料应该放在水池里冷却。一般需要在池中放置一年，然后转移到干桶中。事后如何处理？没办法，只能深埋！

所以所谓的大型核燃料池一般就是乏燃料散热的大型池。否则，您将看不到核反应堆内部的水池，那里是高温高压所在。乏燃料中的水不仅起到散热作用，而且对隔绝辐射也有很好的作用。乏燃料池的水深几乎可以完全隔绝辐射，所以在池边行走或不慎掉入池中都没有问题！

高温怎么办？你能潜水看看吗？

我们刚才说乏燃料棒的功率还是挺大的，所以可能会造成烫伤？其实根本不是这样的，因为乏燃料池会被迫散热。简单的说，池子里的水是流动的，会带走热量，最高温度也不超过30度，所以在这样的池子里泡澡一定很舒服。

GE日立的水下探测机器人Stinger

专门为核反应堆开发，但是有一个前提，虽然水池表面的辐射可以忽略不计，但越靠近池底的乏燃料，辐射更强。所以早期的人工潜水维修水池，现在已经被机器人代替了，毕竟水池底部的风险还是很高的。需要注意的是水底，因为乏燃料池里并没有装满乏燃料棒，而是集中在水底，主要是利用水的辐射隔离能力。

如果你在大泳池里游泳，你很可能会被砍死！

虽然在泳池里游泳没什么不好，但还是建议大家不要做这种憋气的操作，不然会被砍死的！