核废料何去何从?芬兰建地下人工“蚁穴”

许多国家都要废核,但芬兰准备与核能共存,今年新核电站上线后,核电将占芬兰所有电力的四成以上,芬兰还在游说欧盟将核电视为可持续的,原因是他们有办法处理核废料,方式是埋当地下。芬兰放射性废物管理公司Posiva Oy已提交目前在建设中的废燃料封装厂和最终处置设施的运营许可证申请。若顺通过过,芬兰的地下核废料存储库将是世界首例。

自1950年代第一座核反应堆问世以来,核废料一直是世界核能争议的关键问题。国际原子能机构估计,全球约有26万吨高放射性核废料在临时存储中。无论将核废料放在水中还是放在混凝土与钢制成的干式存储桶中,只要于地表都会受到事故、泄露等潜在威胁。

现在包括德国在内的许多国家都还没有任何处理核废料的长期计划。现在芬兰将成为全球典范,芬兰科学家已经当地底约430米处建设一个称为Onkalo的地方,意思是坑,构造类似蚂蚁巢穴,每条隧道最后都是一个死胡同,之后用过的燃料会先装当地上封装厂的铜钢罐内,在水池中冷却数十年后,核废料桶就会由机器人运送到胡同底部,预计可以保持十万年不受干扰,即使气候变暖到下一个冰河时代也一样。

科学家选址的论点是,基岩在过去10亿年中基本稳定,位于相距约800米的两个平行断层带之间,只有在上一个冰河时代结束时,大规模冰川退缩导致基岩反弹时发生过地震,科学家预计该地区要等到下一个冰河时代之后才会发生大地震。

唯有水是主要威胁。因此科学家知道核废料必须位于某些类型的黏土、盐或坚硬的结晶岩中,因为它们的孔隙空间很小、不连通,而且几乎不透水。在Onkalo这片近20亿年的基岩主要是片麻岩,是一种在高温和高压下形成的坚硬岩石。科学家还做了多层屏障,他们担心最后水渗入,还有膨润土和铜阻隔,铜的腐蚀速度很慢。如果所有这些障碍都失效,核废料回到地表还需要几十年,届时放射性水平已经下降到安全值。

芬兰核废料管理公司Posiva的科学家20年前就选好地址,芬兰议会于次年批准存储库项目的原则性决定,之后该公司开始研究当地的岩石,还盖了一座地下实验室,依据结果来申请许可证,芬兰政府于2015年底颁发该项目的建设许可证,2016年底就开始正式兴建。

现在正在申请运营执照,如果顺利,Posiva有望在2025年开始在芬兰基岩深处掩埋核废料。预计一百年后存储库就会装满,届时入口隧道将被密封关闭,表面结构将被拆除,上面什么都不会留下,甚至没有警告标志。

许多专家认为像Onkalo这样的永久深层存储库是最好的解决方案,其实不只芬兰有将核废料埋于地底的想法,但只有芬兰能顺利进行,原因不在于芬兰科学家的地质和工程能力特别突出,而在于选址过程、政府结构以及对机构和专业知识的信任文化。如果在信任度低得多的国家实施同样的事情,计划可能会失败。如法国引发街头抗争,美国奥巴马时代也放弃将内华达州的丝兰山开发为美国国家处置库的计划。

专家认为,美国的失败是来自他们对社区的接受度或参与度没有给予足够的重视。反观离芬兰存储库所当地最近城镇的居民几乎都是核电厂员工,他们对所有运行有充分理解。专家表示,在芬兰,人们对科学和当局高度信任,如果国家说存储库是安全的,他们就不必担心。瑞典政府最近也批准核废料地下存放计划,还在等待瑞典环境法院的批准,预计将顺利通过,届时这两个国家将成世界上最早对核废料负责的国家。

(首图来源:Flickr /IAEA ImagebankCC By2.0)