问题

在未来人们是否可以将核废料发射至太阳上销毁?

回答
将核废料发射至太阳销毁,这个想法听起来很诱人,似乎能一劳永逸地解决核废料处理的难题。但实际操作起来,这其中的复杂性和风险,远比我们想象的要多得多。

首先,我们要明白核废料的“危险”在于它的放射性。这些放射性物质会随着时间衰减,但衰减的过程可能非常漫长,短则几年、几十年,长则数万年甚至更久。其放射性也分为不同等级,对环境和生物的危害程度也不同。目前我们面临的核废料处理难题,正是因为这些物质在极长的时间内都保持着高放射性,需要安全地隔离起来,防止其泄露到环境中造成污染。

那么,把核废料扔进太阳,能不能真正“销毁”它呢?太阳是一个巨大的核聚变反应堆,持续不断地燃烧,温度高得惊人。理论上,将核废料送入太阳,它会被太阳极高的温度和压力瞬间蒸发、汽化,最终分解成更小的原子。从这个角度看,似乎可以达到“销毁”的目的。

然而,这只是最理想化的设想。我们来分析一下现实中的挑战:

1. 发射的成本和技术难度:

巨量的核废料: 如今,全球范围内积累的核废料数量相当可观,而且随着核能发电的继续,还会不断增加。要将这些成千上万吨甚至更多的放射性物质,分批次地送入太阳,需要极其庞大的运载能力。
强大的火箭技术: 目前的火箭技术,即使是运载能力最强的火箭,一次能运送的重量也有限。要运送如此庞大的核废料,我们需要建造数量惊人、性能远超现有水平的超级火箭。这不仅意味着天文数字般的研发和制造成本,还涉及到对现有航天基础设施的巨大改造。
精准的轨道控制: 太阳如此遥远,想要将载有核废料的探测器精确地送入太阳,并且确保它能在预定位置进入太阳大气层,需要极其复杂的轨道计算和控制技术。任何一点偏差,都可能导致探测器偏离轨道,甚至变成太空垃圾。

2. 安全风险:

发射失败的灾难: 这是最令人担忧的一点。如果火箭在发射过程中发生故障,导致载有核废料的探测器爆炸或坠落,那将是灾难性的。其放射性物质很可能会散布到地球大气层中,造成大范围的核污染,其后果将比任何现有的核废料储存设施泄露都要严重得多。想象一下,在发射初期就发生爆炸,放射性尘埃被吹向全球,那将是怎样一场噩梦?
在太空中的泄露: 即使探测器能够成功发射并飞向太阳,在漫长的飞行过程中,也可能因为材料老化、碰撞等原因发生意外,导致少量放射性物质泄露到太空中。虽然太空环境广阔,但我们仍然需要考虑其长期影响。
核废料在再入太阳大气层时的表现: 虽然我们设想它会被瞬间蒸发,但事实上,进入太阳大气层时,探测器会承受极大的摩擦力和热量。它是否会以我们完全无法预测的方式反应?会不会产生新的、更具危害性的物质?这些都是未知数。

3. 环境影响:

太阳本身: 尽管太阳体积庞大,但一次性或持续性地向太阳“投喂”大量核废料,是否会对太阳的核聚变过程产生影响?虽然目前看来,核废料的量相对于太阳的总质量微不足道,但长期的、集中的投入,是否可能引发我们尚未了解的连锁反应?我们对太阳的了解仍是有限的,贸然改变其组成成分,谁能保证不会有意外?
太空环境: 将大量放射性物质送入太空,即使最终到达太阳,在长期的运输过程中,也可能对近地轨道以及太阳系内其他天体造成潜在的辐射影响。

4. 伦理和政治层面:

国际协议: 如此规模庞大的太空活动,必然需要全球性的协调和同意。哪个国家有权决定将核废料“排放”到太阳?这是否会引发新的国际争端?
替代方案的研发: 将核废料发射到太空,实际上是将一个棘手的问题,转移到了一个更难以控制和修复的“场所”。相比之下,目前正在研究的核废料处理技术,如深层地质处置、快中子嬗变技术等,虽然也面临挑战,但它们是在可控的范围内解决问题,并且有持续的科研投入。

总结一下:

将核废料发射至太阳销毁,这个想法在理论上具有一定的吸引力,因为它利用了太阳自身强大的“处理能力”。但从实际操作层面来看,其技术难度、巨大的成本、以及极其严重的潜在安全风险,都使得它在现阶段几乎是不可能实现的。任何一点发射失败都可能带来不可挽回的灾难性后果。

目前,国际社会主流的核废料处理方向仍然是安全、长期地隔离和储存,并积极研发更先进的处理技术,例如通过先进的核反应堆(如快堆)来“燃烧”或“嬗变”部分高放核废料,将其转化为放射性更低、半衰期更短的物质,或者甚至可以从中提取能量。这些方法虽然进程缓慢,但它们是基于科学、可控且风险相对较低的路径。

所以,虽然“发射到太阳”这个想法很酷,但现实的科学和工程考量,让它更像是一个科幻小说里的情节,而不是一个可行的解决方案。我们需要继续依靠在地球上谨慎而科学的方式来管理核废料,同时不断推进相关技术的研究和发展。

网友意见

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为什么不把切尔诺贝利石棺发射到太空!这个想法很好,但是我们知道人类还没有这么做。这个问题就要分两步走来解释了。

1.为什么不

根据1967年10月10日生效、无限期有效、由84个缔约国和30个签署国参与的《关于各国探索和利用包括月球和其他天体在内外层空间活动的原则条约》(简称《外层空间条约》)第九条之规定:

各缔约国从事研究、探索外层空间(包括月球和其他天体)时,应避免使其遭受有害的污染,以及地球以外的物质,使地球环境发生不利的变化。如必要,各缔约国应为此目的采取适当的措施。若缔约国有理由相信,该国或其国民在外层空间(包括月球和其他天体)计划进行的活动或实验,会对本条约其他缔约国和平探索和利用外层空间(包括月球和其他天体)的活动,造成潜在的有害干扰,该国应保证于实施这种活动或实验前,进行适当地国际磋商。缔约国若有理由相信,另一缔约国计划在外层空间(包括月球和其他天体)进行的活动或实验,可能对和平探索和利用外层空间(包括月球和其他天体)的活动,产生潜在的有害的干扰,应要求就这种活动或实验,进行磋商。

显然地,切尔诺贝利的石棺是一个受到严重放射性废弃物沾染的物体,就算丢进太阳可以一劳永逸解决这个问题,但是这个东西显然会造成“有害的污染”,或者至少有人会觉得它会造成。在法理上来说,进行这种发射,如果大家没有商量好,肯定是会出问题的,再者发射之后你怎么保证当地、火箭残骸落区以及地球大气不出问题?

综上所述,目前人类并没有这么做的动机。

2.为什么不能

切尔诺贝利石棺的总质量是3.62万吨。

这是只计算现在的“新石棺”,就是不久以前才完工的那个外层屏蔽物的数值,见下图:

作为航天爱好者,首先我们要知道有一个叫齐奥尔科夫斯基火箭方程的东西。这个玩意衡量的是火箭的“加速能力”,我们称之为“速度增量”(delta-V):

鉴于这个玩意肉眼可见的巨大,我们推荐使用液氧煤油燃料,现在的技术下平均特征比冲应该是在3500m/s上下。那么需要多少速度增量呢?

鉴于题主的要求,要打到太阳去,那需要的速度增量,如果一点都不浪费,取整之后就大概是39300m/s。计算出来我们大概需要一个初质量与末质量之比是75250倍的火箭,如果发动机和燃料贮箱质量按和石棺等重算,那就是……

5,749,101,414吨。(感谢指正)

也就是说题主准备制造一支超过50亿吨重的火箭——其质量组成还几乎全是燃料,算总重差不多是中国2018年原油产量的28.67倍、美国同期原油产量的7.46倍——去把一个有放射性有害的大混凝土块丢到太空去?这还没有算反应堆?

不不不,想都不要想。再说如果题主真的把切尔诺贝利石棺给丢到太空去了,乌克兰和俄罗斯以及东欧到波罗的海各国都会抓狂的。


综上所述,这个事情最好还是不要想了。用火箭把东西丢到太阳上去实在是非常不经济实惠,不过鉴于知乎的光荣传统,题主可以试试看另外一个途径:

如果知乎用户一人吃一小勺切尔诺贝利石棺,多久能把它吃完?

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为什么要送到太阳去销毁?脑子有毛病才这样做。

地球上的核废料哪里来的?

地球上开采的!!!

为什么地球上放射性物质到了人的手里就出问题了?

因为浓度,抛开浓度谈危害都是在耍流氓。

你以为放射性材料会毁灭地球?

错!!大错特错!!

广岛和长崎现在依旧是日本的重要工业城市,那里的人生活好的嘞。

切诺贝利周围一片草长莺飞!

地球上蕴含的放射性物质比人类已经开采的还要多一万倍!!

把核废料用泥土,水稀释,均匀撒到海洋和大陆上去,不会引起任何生物不适,包括微生物。

为什么不这样做?

因为贵!!

为什么要用大铅罐封起来!

因为便宜!超级便宜!

把核废料发射到太阳上去,就好比你在农村拉了一坨翔,明明发酵一下就可以排到土地里。

你非要包装起来,再买张票坐车运到城市里,你以为城市处理翔会更好,其实只是恶心到了你自己。

——分割线——

补充一下

地球上的放射性物质存在了几亿年

并没有把地球生物杀死

相反,放射性物质还可能在生物进化上起到了微妙的作用

现有的核废料处理方式非常安全。

基本上和下葬差不多!

挖个深坑把废料铅罐头排排好

担心以后污染环境?

不存在的,那种地方稳得一批!

周围全是石头,地下水都没有!

几万年都不会有问题。

铅罐漏了的话,铲起来装回去就是。

更为重要的是,这是资源!!!

资源!!!

资源!!!

核废料也带核字!!

为什么要排排好?

保不齐哪一天技术进步了挖出来又继续发光发热!!

堆肥!!

所以,你看,只要土地够大的国家,中美俄,都有自己的废料坑。

真打世界大战还能扔出去当脏弹用,恶心死人。

至于被偷?

你见过有几个贼能抢武器库的?!

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太阳集团形成之初,8大股东拼了老命才从太阳手下抢了点渣子吃,全集团99.86%的股权都让太阳拿跑了,地球总共才才抢了0.0003%的股权,今天居然有题主要把当年地球老爹拼了老命才抢到的股权送给太阳?还要倒贴一个大功率火箭?真是崽卖爷田。

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其实我又一个更好的办法,做一个巨型抓斗,然后把这个反应堆连根拔起,放进一个混凝土池子里,永久封闭起来。比你几万吨物体发射到外太空现实多了。

开玩笑的。200年之内,人类没有把数万吨的物体发射到外太空的能力。

即使有,也太浪费钱。

石棺是先有技术条件下,最省钱的处理方式。

只所以用石棺,是因为人类无法靠近反应堆,辐射太大。

连靠近都无法靠近,怎么处理?

就跟福岛核电站一样。污水横流入大海,一点办法都没有。因为没有任何生物和机器能承受反应堆燃料的强力辐射。机器人工作小时都被辐射烧毁了。

核电站一旦出事故,还是非常危险的。因为人类现在还没有技术进行抢险补救。就凭这一点,到处建设核电站也是非常欠妥的事情。

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