核废料是怎样产生的？

放射性废料的来源有很多种，其中最主要的包括核燃料循环及核武器的再加工。其他来源包括医用放射性物质、工业放射性物质及在加工、使用一些化石燃料（如煤、石油和天然气）或其他矿物的过程中浓缩的天然放射性物质（naturally  occurring radioactive materials，NORM)    首端    核燃料循环首端产生的放射性核废料一般为以α形式衰变的铀的萃取物。这些物质中常常含有镭以及镭的衰变产物。    在铀矿中采集的二氧化铀（UO2）的放射性其实并不十分强——大约只是建筑中使用的花岗岩的放射性强度的几千倍。人们将这些铀的氧化物精炼得到八氧化二铀（U2O8），再转化成六氟化铀（UF6）气体。经过浓缩，铀-235的含量可由原来的0.7%提升至4.4%（低浓缩铀，LEU）。最后，经过一系列的反应，六氟化铀还原成质地坚硬的陶状氧化物作为核反应堆中的核燃料。    在浓缩铀的过程中，主要的副产物是耗乏铀（depleted  uranium，DU），其主要含有铀-238同位素，而铀-235的含量只占3‰。多余的六氟化铀及八氧化三铀都会被封存起来。部分因其具有很大的密度而在一些特殊的领域有较高的应用价值如反坦克武器的外壳。它也常与回收后得到的钚一起用于制造混合氧化物燃料（mixed  oxide  fuel，MOX），并以其“稀释”储存在核武器中的需要由武器级核燃料转变为工业级核燃料的高浓缩铀（HEU）。这一稀释的过程也被称作浓缩铀稀释，这也意味着任何已获得成品核燃料的国家或组织需要反演该武器装配前的十分复杂、昂贵的浓缩过程。    末端    核燃料循环的末端的乏燃料棒主要含有以β形式或γ形式衰变的裂变产物、α形式衰变的锕系元素（如铀-234、镎-237、钚-238和镅-241），有时还含有辐射中子的放射性同位素（如锎）。这些同位素都是在核反应堆中产生的。     明确从已被利用过的核燃料的后处理中重新获得核燃料的过程是十分重要的。现在人们所使用的核燃料含有高放射性裂变产物，其中大部分是良好的中子吸收剂，专业上也被称为“中子毒物”。由于它们不断吸收中子，最终达到“饱和”导致链式反应停止——甚至连从堆芯中取走用于抑制反应的控制棒也不能使反应继续的程度。这样的核燃料被视为“已经用尽”，虽然其中仍含有大量的铀-235和钚，但还是需要用新的核燃料来取代它们。在美国、德国和中国，这些已被利用过的核燃料主要被以不同方式贮存起来；而在俄罗斯、英国、法国、日本和印度等国，它们经过后处理除去其中的稳定裂变产物后得到再利用。俄罗斯等国对利用过的核燃料的处理过程中包含对高放射性材料的处理，从中获得的裂变产物是浓缩的高级废料形式存在的。这些国家都以钚单循环（single  plutonium cycle）的形式进行核燃料后处理，印度是世界上已知的唯一一个致力于钚复合回收（multiple plutonium  recycle）计划的国家。钚回收有两个显著的好处：经过后处理的核燃料变得不能再被利用于核武器的制造，但作为工业核燃料，它的利用效率可以很高。印度的钚反应堆以实现接近典型商业核反应堆的4倍的燃烧效率。