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第193章 核废料处理技术——高稳定锆基复合陶瓷固化技术

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  聊了几句,稍微熟悉一些之后,李兴汉终于说起了正事。

  “不知道贺教授对核废料处理技术有没有了解?”

  贺中坚闻言眼睛亮了一下:“核废料处理技术正是我博士期间的研究方向。”

  思考了片刻之后,他继续说道:“现在世界采用的主流核废料处理技术是主流玻璃固化体。

  简单来说,这种技术就是将高放射性的废液,里面含有裂变产物和一些长寿命的锕系元素,与特定的玻璃形成物质,通常是硼硅酸盐玻璃粉末,混合在一起。”

  他拿起桌上的水杯比划着:“在高温熔炉里,通常是温度高达一千多度的‘冷坩埚’熔炉,这些东西会熔化成炽热的液态玻璃浆。

  高温下,放射性元素会被‘困’在这些熔融的玻璃分子网络结构里,就像掉进了极其复杂而致密的石头迷宫里。

  等它冷却凝固后,就形成一种坚固的、类似黑色火山玻璃的固体块。

  我们将这些玻璃铸锭密封在厚实的、耐腐蚀的不锈钢容器里,多层包裹,最后深埋在地质结构稳定的深层地下处置库中,与生物圈隔绝数万年甚至更久。

  这是目前工程上最成熟、应用最广的固化方案。”

  李兴汉认真听着,点了点头:“听起来像是把毒药封存在坚固的石头里,这技术听起来很可靠也很成熟了,为什么小日本不在福岛用这项技术把核污水都处理掉,反而任由核污水排放进海里面呢?”

  贺中坚微微叹了口气,神色变得凝重起来:“李总说得对,玻璃固化是目前最好的办法,但也绝非完美无缺,它存在一些根本性的技术瓶颈,尤其是面对未来核能大规模发展产生的巨量废料时。”

  “首先,最直观的问题是体积庞大。”

  贺中坚用手指在空中画了一个圈:“为了确保放射性元素被有效禁锢,并防止玻璃在辐射下过早失效,我们用的玻璃基体体积要远远大于它实际包裹的废料体积。

  通常增容比,也就是固化体体积与原始废液体积之比大约是1:3,甚至更高。

  想想看,一座大型核电站几十年运行产生的废液经固化后,那最终需要深埋处置的玻璃罐数量是非常可观的,对地质处置库的空间需求非常大。

  福岛这次的泄露,产生的核污水可能高达上百万吨。

  要是全部用这样的办法进行出来,需要的填埋空间大道难以想象,日本这个小小的弹丸之地,他们哪里有这么多地方由来埋放核废料?”

  李兴汉闻言点了点头,算是知道为什么小日本宁愿把钱上供给他们美爹,让美爹帮忙遮掩着排放核污水,也不愿意把钱用来进行无害化处理了。

  贺教授喝了一口水后,继续说道:“除此之外,玻璃固化还存在兼容性问题,硼硅酸盐玻璃并非‘万能溶剂’。

  一些关键的长寿命锕系核素,比如镎、锔、镅,它们在玻璃熔体中的溶解度其实相当有限。

  当废料中这些元素浓度较高时,它们可能无法完全溶解在玻璃网络中,会形成微小的不溶性氧化物或硅酸盐结晶颗粒,就混杂在玻璃基体里。

  这些富集了高放射性元素的微小‘热点’,可能会成为未来玻璃体被侵蚀或破坏的薄弱环节,影响整体的长期稳定性。

  另外,在强辐射场和地质环境的长期作用下,玻璃网络结构会发生‘辐照损伤’和‘蚀变’,导致其物理化学稳定性下降,关键核素的浸出率会随时间增加。

  最后,也是我最关注的,它无法根本性‘消灭’那些半衰期动辄万年的核素,只是把问题留给遥远的后代,依赖地质处置库的万古安全,这个保证本身就充满不确定性。

  可以说,玻璃固化体是个‘延期的妥协’,而非最终的解决方案。

  技术本身,也感觉快到瓶颈了,近十年没有革命性的突破。”

  说完,贺教授端起杯子里的茶水一饮而尽,语气带着一丝行业从业者的无奈和对前沿的渴求:“所以,李总问我核废料处理……这行当,壁垒高、投入大、周期长,核心客户就那么几家。

  订单是有的,但说广阔前景和技术突破……

  说实话,我个人是感到有些瓶颈期的迷茫。”

  李兴汉认真听完贺中坚鞭辟入里的分析,眼中欣赏之色更浓。

  端起茶壶给贺教授的杯子里续了一杯水,语气诚恳而直接:“贺教授果然是行家,看得透彻!正是看到现有技术的局限和未来的巨大需求,我们星汉科技才决心投入这个领域。”

  他停顿了一下,抛出了邀请:“星汉已经在筹建自己的高放废料处理实验室和工程化验证平台。

  并且,我们正在跟能源部沟通,准备拿下中核集团合作的一个国家级核废料安全处理技术创新试点工程的一期订单,体量不小,是实实在在的项目起点。

  我们非常需要像贺教授您这样的顶尖专家来牵头主持这项战略业务,打造我们自己的核心竞争力。

  不知道贺教授是否有意愿加入我们?”

  贺中坚明显一愣,没想到李兴汉会如此直接地抛出橄榄枝,而且开出的还是这样一个听起来分量颇重的“起点”。他眼中闪过一丝惊讶和犹豫,手指无意识地摩挲着杯壁。

  “这个……”

  贺中坚沉吟良久,才缓缓开口,语气带着知识分子特有的审慎和一丝坦诚的担忧:“李总,感谢您的信任和赏识。

  国家级订单,背靠中核,起点确实不低。

  但恕我直言,虽然有大项目打底,但这个行业本身的天花板相对清晰,市场深度有限,主要还是依赖国家主导,商业化程度不高。再者……”

  他苦笑了下:“如我刚才所说,技术本身似乎陷入了平台期。

  玻璃固化体改进空间有限,而诸如嬗变、先进分离之类的‘终极方案’,离大规模工程应用又遥遥无期。

  就算加入贵公司,在现有技术框架下,我能做的事情,能带来的真正突破……恐怕也是有限的。”

  他的语气里带着对技术瓶颈的无力感和对自己价值的疑问。

  李兴汉听着贺中坚坦率的疑虑,非但没有不悦,嘴角反而勾起了一抹了然于胸的微笑。

  他没有急于辩驳,而是从容地从随身携带的公文包中,慎重地取出了一份封面印着“高度机密”的厚重蓝色文件夹,轻轻推到贺中坚面前。

  “贺教授,您的顾虑,我们非常理解。

  市场天花板,我们另有规划,稍后再谈。

  至于技术瓶颈……”

  李兴汉的声音带着一种不容置疑的信心,手指在文件夹上点了点。

  “您所忧虑的‘平台期’,也许即将被我们打破。”

  “请您先看看这个。”

  贺中坚带着疑惑和一丝被激起的专业好奇心,拿起文件夹翻开了第一页。

  印入眼帘的标题赫然是【高稳定锆基复合陶瓷固化技术】。

  他目光向下扫去,看到关键参数对比表时,身体猛地坐直了,瞳孔瞬间放大,脸上布满了难以置信的惊愕。

  他越翻越快,呼吸都不由自主地急促起来。

  “这…锆酸钙/锆酸锆基体?…理论包容量是玻璃的3倍以上?体积膨胀率控制到1.2:1??”

  “抗辐射损伤能力提升一个数量级?

  在模拟地质环境下,关键核素的千年累计浸出率≤10⁻⁵ g/m²·d

  这数据…怎么可能这么低?!

  比最好的玻璃固化体都低了两三个数量级?!

  尤其对锕系元素和难熔核素的固溶效果……磷酸锆晶体结构?双相包裹?……天呐!”

  李兴汉端起茶杯抿了一口:“不仅如此,您看第二页的包容量数据。我们的锆基陶瓷可以固化20wt%的锕系元素,是现有技术的两倍。”

  贺教授急切地翻动着纸张,眼镜片后的瞳孔不断放大。当他看到“地质寿命>20万年”时,突然站起身来回踱步:“这简直是革命性的突破!

  李总,您知道这意味着什么吗?

  按照这个性能,一座百万千瓦级核电站的年废料处理成本可以从5亿降到3亿,而且储存库的占地面积能缩减一半!”

  李兴汉看到贺中坚的反应,知道自己这把“钥匙”插对了锁芯。

  他满意地笑了,抬手示意贺教授稍安勿躁。

  “贺教授,这就是我们星汉科技的底气,也是我们进入核能产业的敲门砖!”

  李兴汉的语调变得极具感染力,熟悉他的人都知道,他这是要开始画饼了。

  他站起来,目光仿佛穿透了房间的墙壁,投向了更广阔的远方:“核废料安全处理,仅仅是我们宏伟蓝图的第一步!

  我们依托这份独家技术建立起无可撼动的处理能力和安全标准,就是要在这个充满战略意义的领域扎下最深的根基,赢得国家信赖!”

  他转过身,眼神锐利而充满野心地看着贺中坚:“贺教授,有了这个技术,有了您的加入,我们不仅能把现有的订单做成标杆工程!

  更重要的是,我们将成为核燃料循环后端最关键的环节之一!

  未来,等到国家在核电投资、核燃料循环乃至先进反应堆技术方面进一步深化改革、放宽门槛,积累了深厚技术和资源的星汉科技,必将是最有力的竞争者!”

  李兴汉再次走到贺中坚面前,伸出手,声音斩钉截铁:“我们最终的目标,绝不仅仅是处理废料!

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