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奥巴马总统承诺，作为本周核安全峰会的一部分，从美国核武器计划中消除34吨钚。但是，如何真正摆脱半衰期超过 20,000 年的炸弹制造材料呢？
一种方法是在核反应堆中燃烧它。目前，美国核电站发电量中大约一半来自俄罗斯弹头中的裂变材料，尽管是高浓缩铀，另一种用于炸弹的裂变材料。这种后处理可能也有助于处理核废料。
事实上，奥巴马最近任命的美国核未来蓝丝带委员会专门选择调查后处理乏核燃料棒的可能性。毕竟，法国、日本和其他国家通常都会这样做，而韩国和印度也希望这样做。
法国核电公司阿海珐的技术和乏燃料管理执行副总裁、核工程师艾伦·汉森表示：“（后处理）取代了 25% 的铀需求，它取代了一些浓缩。”该公司负责该国的后处理。“我们需要销毁这种材料。如果您认为这种东西[钚]如此糟糕，那么燃烧它有什么不好呢？”
本质上，后处理涉及从反应堆中取出乏核燃料，并分离出钚和其他裂变副产物。将硝酸等化学物质施加到乏燃料上，然后使用溶剂分离出裂变副产物，包括铀和钚。然后将分离的副产物（或来自核武器的降级裂变材料）与新鲜铀结合，以产生一种新的燃料，即所谓的混合氧化物 (MOX) 燃料，该燃料可用于经过改造的现有反应堆中。在随后的使用中，一些钚通过裂变被销毁。
后处理可能会减少对新鲜铀燃料的需求。尽管各种估计表明已知的铀储量足以支持全球现有 440 个反应堆至少 100 年，但中国、美国和其他地区对新反应堆的需求增长可能会改变这一等式。全球最大的铀燃料供应商汉森认为：“如果我们再建造 200 到 400 个反应堆，那么它肯定只能供应 100 年。”“您会建造一个寿命为 60 年，但只能供应 100 年的核电站吗？如果我是投资者，我就不会。”
尽管如此，阿海珐也出售了其在美国的所有采矿业务。“美国是地球上最不适合采矿的地方，”汉森说。“[铀]的品位不够高，不值得这样做。”
但根据普林斯顿大学物理学家弗兰克·冯·希佩尔等批评家的说法，即使是低品位铀也比后处理便宜。“除非你使用增殖堆，否则回收和后处理在铀资源节约方面并不能给你带来太多好处，但增殖堆在商业上并没有成功。”
正如冯·希佩尔指出的那样，要真正利用后处理燃料，需要一种新型核反应堆：所谓的快中子增殖反应堆，它本质上是自己生产或增殖燃料。只有一个问题：尽管至少 60 年来一直在努力改进，但这种反应堆的商业版本尚未奏效。“我们花费了 1000 亿美元试图让它们商业化，但它们仍然存在安全、扩散和成本问题，”能源与环境研究所所长、物理学家阿琼·马基贾尼说。汉森也同意：“快堆还没有准备好投入使用。”
然而，即使没有快中子反应堆，一些人（例如新任核管理委员会委员威廉·马格伍德）也认为，在内华达州尤卡山拟建的核废料地质处置库缺席的情况下，后处理对于处理核废料是有意义的。据美国能源部 (DOE) 称，美国 104 座核反应堆每年总共产生约 2,000 吨废料。这相当于该国各地约 70,000 吨，而后处理可以减少其中大部分废料的放射性半衰期。
汉森还认为，后处理将乏燃料棒（即包覆在锆中的低浓缩铀燃料棒）变成更适合长期储存的形式：玻璃化的核废料玻璃棒。“用过的燃料比地狱还热。而且没有人设计将其丢弃，”他说。“玻璃具有耐久性。”
但后处理最终会产生更多废料。根据美国能源部的说法，后处理乏燃料最终会将核废料的总累积量增加六倍以上——这归因于更多材料被钚污染——从略低于 74,000 立方米，用于某种形式的处置库，增加到近 460,000 立方米。后处理还会产生放射性液态废物：法国拉海牙的后处理厂每年向英吉利海峡排放1亿升液态废物（pdf）。“他们已经污染了整个海洋，一直到北极，”马基贾尼说。“十一个西欧国家已要求他们停止后处理。”
而分离钚和高浓缩铀正是各国政府制造核武器的方式，因此后处理会增加裂变材料扩散或被盗的风险。据冯·希佩尔称，目前全球各地至少有 250 吨钚等待处理，足以制造 30,000 件相当于投在长崎的炸弹的核武器。
后处理也很昂贵。与传统铀燃料棒相比，法国每年为后处理燃料花费额外约 8 亿欧元（11 亿美元），而国家研究委员会在 1996 年估计，后处理美国现有的乏核燃料至少需要花费 1000 亿美元。马基贾尼说：“用混合氧化物燃料发电的成本比用铀燃料发电的成本高 2 美分。”“它比基本资源成本高出十倍。”
汉森不同意。“有足够的资金用于回收利用……轻水[核]反应堆是一种将外国铀转化为国内钚的机器。”
后处理产生的混合氧化物燃料棒的性能记录好坏参半。据汉森称，虽然没有一根这样的混合氧化物燃料棒发生故障，但它们的寿命不如新鲜铀制成的燃料棒长。“它本应持续三个换料周期，”冯·希佩尔指出，美国过剩武器钚转化为混合氧化物燃料时，约为 4.5 年。“他们在两个[每个周期 18 个月的换料周期]后不得不将其取出，因为燃料膨胀得太厉害了。它与低浓缩铀燃料并不完全等效。”
因此，一些人提议转向可以直接使用乏燃料的小型反应堆，例如可以在 30 年寿命内消耗核废料的封闭式核反应堆模块。“我们被对规模经济的需求推向了大型反应堆，”汉森说。“很难想象如何缩小尺寸。”
最后，至少在未来几十年里，解决方案将继续是今天使用的相同解决方案：将乏燃料棒从冷却池转移到位于核电站场地的干燥桶中。“干式桶存储将永远持续下去，”汉森说。
而且，无论是否进行后处理，仍然需要一个核废料处置库。“回收利用并不能消除对处置库的需求，只是改变了它，”汉森补充道。目前，美国核武器计划产生的废钚被放入新墨西哥州的盐穴。可能需要更多此类场所来保护民用核电产生的裂变材料。