解决核废料处理难题,英国希望借鉴瑞典经验

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    • 西奥·莱格特(Theo Leggett)

    把核废料容器放在水下防止辐射扩散(photo:BBC)
    把核废料容器放在水下防止辐射扩散(photo:BBC)

    瑞典乡下,地下40米,深不见底、清澈到令人惊异、蓝色灯光照亮的水池内,存放着瑞典数十年积累的高度放射性的核废料。

    这种怪异的美丽会令人感到不安。一排排的长金属罐,里面装了瑞典反应堆使用过的核燃料,被储存在瑞典波罗的海沿岸奧斯卡港(Oskarshamn)附近的地下深处。

    这些核废料储存具有高度危险性,但又彻底安全。

    这些材料可以威胁生命,因为它具有高度的放射性;但同时它又是安全的,因为这些废料被存在水下8米深处,水是防止放射线最有效的屏蔽。

    核废料能够在这种状况下保存数十年。实际上也需要这样保存核废料。

    高强度的放射能够产生大量热量,这种核废料必须被保存在冷却情况下,然后才能运去储存。

    核废料需要先经过冷却,然后才能被运往其他的储存地点(photo:BBC)
    核废料需要先经过冷却,然后才能被运往其他的储存地点(photo:BBC)

    一个独特的难题

    以后如何处理这些废料?多年来这对于包括英国在内的许多国家的政府来说都是一个棘手问题。

    问题不在于数量。

    经过60多年的商业和军事核能活动,英国积累的高危险核废料达几千吨,这还不算几十万吨的中度危险性的核废料,后者也需要被处理。

    真正的问题是时间。

    英国的核废料局的首席科学顾问尼尔·海厄特(Neil Hyatt)教授说,“用过的燃料组件具有很强的放射性,放射性要经过长时间才能衰减。”

    “经过约1,000年,原来的放射活动才能减少到10%,再经过10万年,剩余部分才能衰减完。”

    这就形成了一个独特的难题。

    海厄特教授说,“我们不能依赖机构体制去管控这种时间跨度超过几个世纪的长期过程。”

    “罗马帝国才存在了约500年。上一个冰川期在约10,000年前结束。”

    “所以,地球表面和人类文明变化的速度很快,而这些用过的核燃料放射性能够衰变的速度则慢得多。”

    瑞典找到了自己的答案。他们计划把核废料埋在地下岩层深处,把它们永远封存在那里。

    这个过程被称为地质处置,瑞典的研究人员数十年来一直在研究地质处置核废料的不同方法。

    瑞典很多研究在南部奧斯卡港附近的爱斯泼硬岩实验室进行(photo:BBC)
    瑞典很多研究在南部奧斯卡港附近的爱斯泼硬岩实验室进行(photo:BBC)

    瑞典怎样处理核废料?

    瑞典很多研究在南部奧斯卡港附近的爱斯泼硬岩实验室(Aspo Hard Rock)进行。

    那是个在地表下面数百米深处、在岩石内开凿的岩洞网络。

    那里被用作试验场,测试核废料如何包装和埋藏,以及使用的材料年长日久后如何退化。

    那里的岩层里有缝隙,里面有盐水流过,是数千年来从波罗的海渗入的古老的盐水。

    这种潮湿环境对于真正的处置设施并不合适。但是按照瑞典核废料处理公司(SKB)的项目主任于尔娃·斯滕奎斯特(Ylva Stenqvist)的说法,对测试来说,那里十分完美。

    她解释说,“选择那个地点正是因为那里很潮湿。”

    “因为如果我们在一个很干燥的地方作试验,就必须要等很长时间才能看到结果。”

    “所以我们有意选择了这个地方,能让一些试验加速进行,让我们的材料和方法承受压力考验,看它们如何应对环境的压力。”

    按照于尔娃·斯滕奎斯特的说法,潮湿环境对测试存储核废料来说十分完美(photo:BBC)
    按照于尔娃·斯滕奎斯特的说法,潮湿环境对测试存储核废料来说十分完美(photo:BBC)

    瑞典政府在今年稍早的时候批准建立一个真正的地质处置设施(GDF) 的计划,该设施将建在斯德哥尔摩北部150公里的福什马克(Forsmark)。

    这个项目预计耗资190亿瑞典克朗(180亿美元),将创造1,500个就业机会,但是项目工程建设将耗时数十年。

    在波罗的海的另一边,芬兰也在进行一个相同的计划,芬兰的项目在2015年已经开始。

    上述项目的进展一直受到英国的密切关注,英国也希望建设一个地质处置设施,但是由于政治僵化等原因,加上当地人和环保人士的激烈抗议,多次寻找合适厂址的努力都无果而终。

    目前英国通过一种“建立共识”的办法找到了一个地点,也得到了当地人的同意。在这项合作中,政府机构核废料局同当地社团形成伙伴关系,让当地人参与到建设过程中。

    作为一种刺激奖励,在当地社区签署协议的时候会得到100万英镑的投资,如果深钻行动开始,这个投资数字会上升到250万英镑。

    这个过程已经在2018年开始,在此期间已经建立了4个这样的伙伴关系。

    在英国的坎布里亚靠近塞拉菲尔德核电站的地方正在进行关于建立地质储存核废料的咨询协商(photo:BBC)
    在英国的坎布里亚靠近塞拉菲尔德核电站的地方正在进行关于建立地质储存核废料的咨询协商(photo:BBC)

    3个在英国的坎布里亚(Cumbria),那些项目都包括一段海岸线,那里已经有了塞拉菲尔德(Sellafield)核电站以及在电站工作的许多工人。第4个伙伴关系是最近建立的,是在林肯郡的特德索普(Theddlethorpe)。

    苏格兰没有参与这个过程,苏格兰政府目前不支持深层地质处理方案。

    “核能的遮羞布”

    即使在建立了伙伴关系的地方,仍然有反对力量。

    坎布里亚的抗议组织“反对放射性湖区”的玛丽安娜·伯克比(Marianne Birkby)说,“我们强烈反对地质处置高温,释放热量的核废料。”

    “这些废料应该留在能够被监测的地方,如果发生严重问题,能够就地再包装,运走”,她坚持说,“在地下,如果发生泄漏就没有任何可能遏制污染扩散。”

    英国要在15年内最终敲定一个地质处置设施场所的可能性很小。一些专家甚至质疑是否应该建造这种设施。

    英国萨塞克斯大学的科学政策研究机构的研究员、核资讯机构的主席保罗·多夫曼(Paul Dorfman)博士就持这种意见。

    他解释说,“地质处置仍然是个概念,不是现实。仍然存在科学方面的不确定性,即那些使用的材料是否能够在长时间变陈旧后继续存在。”

    他认为政府热衷建立新的核电站,才是他们推动建立地质处置所的原因。

    他说,“如果不能处理废料,就不能生成更多废料,这就意味着核能的主要卖点、即其对环境友好等说法,完全取决于是否能够处理核废料。”

    “很不幸,地质处置核废料,实际上就是个核能的遮羞布。”