全球范围内，核能复兴号角已经吹响，如何在保障安全的前提下实现核废料长期、高效处置，成为核能技术创新的一大驱动力。核废料储存时间主要取决于放射性强度、核素种类以及处置方式。

　　世界核协会最新预测，到2050年，全球核电装机容量有望达到1446吉瓦。在此背景下，核废料安全管理问题愈发凸显，通过技术突破缩短放射性周期，实现从"永久封存"向"资源化利用"的转变，成为核能领域共同攻关的关键命题。

　　■■全球寻求处置核废料新兴技术

　　因放射性危险可存续数千年，核废料一直是影响核电可持续发展的重要挑战之一。油价网汇编数据显示，目前，全球有数千吨来自核电站的固体乏燃料以及数百万升来自武器生产的放射性废液，暂时存放在储存容器中。

　　ScienceDirect学术期刊网站指出，截至2026年2月，全球核废料存量已超37万吨。

　　根据世界核协会定义，核废料根据放射性水平和热输出分为高阶核废料、中阶核废料和低阶核废料。高阶核废料包括乏燃料和后处理废液，具有极高的辐射危害和温度，需要进行长期隔离和处置。中阶核废料主要来自反应堆运行和除役过程中产生的废物，虽然放射性和热量较低，但仍需要进行安全处理和储存。低阶核废料主要包括核设施的一般废物，例如工具、服装、滤纸等，放射性和热量较低，可以进行相对简单的处理和处置。

　　核废料处理作为核工业产业链后端的标志性挑战，主要在于其极强的放射性和极长的衰减周期。很长一段时间，深海倾倒或浅层填埋，是处理核废料的主要手段，但这种方式不仅造成严重污染，还遗留了大量安全隐患。

　　确保安全处置高放射性核废料，是保证核能安全利用、可持续发展的重要一环。随着技术不断创新，通过更高效、更安全、更严谨的技术解决方案来处理核废料，正愈发受到关注。全球范围内，核嬗变、玻璃固化等新兴技术方案，正加速从实验室走向工程应用。

　　核嬗变是将一种化学元素转化为另外一种元素、或将一种化学元素的某种同位素转化为另一种同位素的过程。研究发现，通过核嬗变可以大幅减少高放射性核废料数量，并缩短放射性周期，同时整个过程还能释放出巨大能量。玻璃固化是一种将废物与熔融硅酸盐和其他材料混合，转化为惰性玻璃的技术。

　　■■中国持续推动嬗变利用和固化研发

　　在核嬗变利用方面，中国持续推进创新研究，最具代表性和影响力的创新成果之一是加速器驱动先进核能系统（ADANES）的研发和应用。通过ADANES，核废料放射寿命由数10万年缩短到约500年，将核废料数量减少到乏燃料的4%，核燃料利用率也能提高到超过95%。

　　值得一提的是，全球首个加速器驱动嬗变研究装置正在广东惠州建设，超导加速单元安装等工作正在加快推进。该装置通过加速器驱动次临界系统技术，解决核废料处理和核燃料高效利用难题。

　　装置核心是建设一台强大的质子加速器，将质子加速后轰击重金属靶，产生海量中子并注入“次临界反应堆”，实现核废料无害化处理和铀资源利用率提升。装置建成后，将为开发安全、绿色、可持续千年以上的新一代核能系统奠定基础。

　　加速器驱动次临界系统技术是国际公认实现核燃料高效利用和核废料安全处理的理想途径，全球尚无建成先例。预计到2027年，中国将建成全球首个兆瓦级加速器驱动次临界装置，率先掌握该系统关键技术及集成运行经验。

　　核废料固化技术方面，中国于2021年在四川广元投运全国首座高水平放射性废液玻璃固化设施；2024年7月，冷坩埚玻璃固化技术迎来里程碑节点，中国原子能科学研究院自主研发的两步法Φ650mm冷坩埚玻璃固化工程样机顺利完成90天连续运行试验，标志着我国冷坩埚玻璃固化技术具备工程应用条件。

　　冷坩埚技术作为国际上先进的高放废物玻璃固化技术，玻璃熔融体与埚体的隔离，并通过高频交变磁场隔空加热熔融埚内物料，具有处理废物范围广、设备寿命长、退役简便、总体经济性好等优点。

　　■■新型加速器锐减核废料辐射周期

　　2月，美国能源部下属杰斐逊物理实验室获得了美国能源部高级研究计划局“核能废料嬗变优化计划”817万美元资助，为核废料安全处理与资源化利用提供重要技术支持。

　　当前，杰斐逊物理实验室正在推进成本效益更高的新型粒子超导加速器技术研发，旨在将长寿命核废料嬗变为短寿命同位素，从而有望将核废料寿命减少99.7%，目前处于研究和优化阶段。

　　杰斐逊物理实验室介绍，这个新型加速器使用高能质子束轰击重金属靶，引发散裂反应以产生中子，这些中子轰击次锕系元素和长寿命裂变产物，将其“焚烧”并转化为更稳定或更短寿命的元素，预计可将核废料所需隔离时间从大约10万年缩短到仅300年。同时，这一过程引发的裂变反应产生的热量，还可以转化为无碳电力。

　　这是一次将核废料从永久性负担转变为可回收燃料源的尝试。美国能源部指出，商用反应堆运行5年后，核燃料中提取的潜在能量尚不足5%，超过95%的能量仍留在乏燃料中等待开发利用。

　　另据科学新闻网报道，美国能源部已耗资逾100亿美元建设新的玻璃固化设施，为核废料提供长期稳定的固化解决方案。2025年10月，美国能源部在华盛顿州东部汉福德场启动玻璃固化工作，仅一周时间就将5500升危险放射性核废料转化成了惰性玻璃，预计未来40年内可处理约90%的核废料。

　　在嬗变技术领域，美国能源部通过“核能废料嬗变优化计划”拨款4000万美元用于开发长寿命放射性核嬗变技术。瑞士技术初创公司Transmutex于2024年提出新型核嬗变技术，可以将高放射性核废料数量削减80%，并极大缩短其放射性周期。

　　美国联合广场风险投资公司指出，嬗变技术可以解决核电领域长期存在的问题，包括核废料安全处理、核废料转变成燃料等。