关于乏燃料,相信很多人都听过一个近乎科幻的传闻:科学家们计划在地球某处挖一个深洞,然后将乏燃料埋在里面,尔后,就像古墓防盗设计一样,科学家们在进入深洞的坑道中设下重重机关,阻止后人进入深洞,并在每一重机关前都用人类所有的文字描述深洞内物质的危险性,同时,还加上骷颅头等警示标志,以防止后人“考古”时被辐射所害!在这个深洞中,乏燃料将静静躺在此处,直到数十万年后,其放射性衰变至不对环境产生危害。 你想象的可能是这样的 实际上,这个传闻并非科幻小说情节,而是几十年来科学家们一直在研究的一种安全、可靠且一劳永逸式的乏燃料最终处置方法,即乏燃料地质处置,也就是将乏燃料深埋起来。 六十多年来,人类在利用核能时产生了天文数字量的乏燃料。这些强放射性核材料只有极小部分进入后处理流程提炼钚等实现再利用(后处理后也会留下大量放射性废物),大部分乏燃料则静静躺在水池中,不知道未来在何方。 这些乏燃料只是暂存而已,虽然可能存放几十年 虽然以目前的贮存方式,乏燃料并不会对环境产生任何危险,但是相比核电站几十年的寿命,乏燃料高放射性能保持数万年之久,人类总不能数十万年来一直派人看守和管理这些乏燃料吧?在目前的技术条件下,还没有可行且效率高的快速消除乏燃料放射性的方法,因而,从长远(以百年计)来看,乏燃料处理,既可靠又可行的方法,就是将乏燃料埋起来。 有人说,不就是埋起来嘛?这有什么难的。但是乏燃料是高放射废物,如果像普通垃圾一样掩埋,则等同于核扩散事故,万万不行。 也有人说,人类采矿上百年,那么多深达几百米的矿井,乏燃料埋在这些地方不就行了?但是矿井地质一般都不稳定,且离地下水层近,乏燃料埋在此处,很可能随着地质变动在地表浅层扩散,而且极有可能污染地下水。 矿井看似坚固,但是对乏燃料贮存来说,还是太脆弱 所以,掩埋乏燃料,说起来容易,做起来难,原因就是乏燃料极强的放射性。 乏燃料地质贮存,必须要选在一个地质稳定,深度远远在地下水层下方,而且人烟荒芜的地方。地质贮存首先的技术难点,是要找一块深埋地下近千米的上古巨石,然后在上面凿一个能够运送乏燃料的坑道系统,在建造一个巨大的地下工程。当然这还只是初始步骤,其后乏燃料贮存设施建造更是一项巨大的工程。 从上世纪70年代起,美国,加拿大,德国,法国,瑞典,芬兰等国都开展了乏燃料地质贮存的研究,做了各种各样的实验,但是由于各种原因,至今实际开始进行乏燃料地质贮存的国家,仅仅有一个,这个国家本来可以是财大气粗科技发达的美国的,但是后来却成了北欧小国—芬兰。 芬兰 相比德国,意大利等国以反核为幌子的非理性环保圣母泛滥,欧洲几个小国对待核能的态度极为理性,比如芬兰和瑞典。芬兰人口仅500万,仅相当于半个杭州。但是,这个国家却有4台核电机组,核电发电量全国占比为32%,瑞典的核电占比则达到了近乎60%。 芬兰对待核电态度十分明确,就是提供清洁能源。至于乏燃料后处理,那是想搞核武器的国家的事,芬兰从未考虑过。芬兰核电站内的乏燃料从反应堆卸除后,后续将直接进行地质处置。 但是芬兰毕竟小国,要靠一己之力研究地质贮存技术并不现实。为此,从70年代起,芬兰就与加拿大,美国,法国,德国等合作研究乏燃料地质贮存。芬兰博采众长,很快掌握了地质贮存技术。其实这个时候,只有有钱,上述各国在技术上实现乏燃料地质贮存并没有问题。但是这些国家因各自原因,目前进行地质贮存是没戏的。 德国的反核势力就不必多说,德国普通人本来已经被绿党弄得谈核色变,现在德国核电站普通的核燃料运输都有人卧轨阻拦,你要告诉他们要将乏燃料埋在德国的土地上,那些人还不得找你拼命。所以德国地质贮存有技术,但是依然没戏。 法国核电站数量众多,每年产生数千吨的乏燃料,少部分乏燃料进行后处理,大部分依然临时贮存在核电厂内部。法国一方面因为民众普遍支持核电,另一方面考虑到地质处置太费钱了,虽然一直在研究,也没有真正实现地质贮存。 芬兰几乎是世界上对待核电最理性的国家,这个国家在发展核电的时候,得到了几乎所有国人的同意(人口少,容易统一意见?),而在乏燃料地质处置方面,也得到了大多数国人的同意。2002年,经过近三十年的技术准备,芬兰决定将乏燃料地质处置付诸实践,在国会投票表决时,以159票赞成3票反对的压倒性表决结果,最终确定在Olkiluoto核电站附近一处花岗岩层上建造乏燃料地质贮存库。 芬兰Olkiluoto核电站 芬兰人对乏燃料处置的支持度在世界上是绝无仅有的。美国作为世界上拥有核电站数目最多的国家,有钱有技术,也曾考虑建造地质贮存库,并于2007年选定有卡山作为处置厂址。这个项目刚开始进展十分顺利,但是奥巴马在2010年将这个项目搅黄。奥巴马搅黄这个项目的理由十分简单,他在大选前曾与反核的民主党领袖私下达成协议,领袖支持他做总统,他就用行政命令停止这个项目,即使这个项目在环保评估,技术和资金上都没发现问题(内容来源于美国内政部调查报告)。 奥巴马与这位民主党领袖的利益交换使得尤卡山项目停滞 由于公众对核天然的恐惧,导致在西方世界,核天然与政治联系在一起,各种政治人物多善于借核来搅局,获取政治影响力。美国尚且如此,其他西方国家的乏燃料地质处置的前景就更不好说。从这点看,芬兰对乏燃料地质处置的坚持和全民的支持,就更显得难能可贵了。 芬兰的地质处置场离首都赫尔辛基仅仅数百英里距离,工人们在具有十多亿年历史的从未移动过的坚硬的花岗岩地层上辛勤开掘的隧道,这条隧道深度超过500米,长度超过三英里,而这座隧道要保证在接下来的10万年间依然坚若磐石,守护即将贮存在此的乏燃料,十万年后,乏燃料中放射性物质不断衰变,直到不再对环境产生危害。该工程被命名为“Onkalo”,芬兰语意为“掩埋之所”。 人类可考的文明史也不足万年,而芬兰却要建造寿命近10万年的工程。10万年间,人类文明可能已经毁于小行星撞击,也有可能人类已经离开地球,搬到了银河系外更适合人类居住的星球,当然,人类更有可能早已发现了征服辐射的技术,但是在以上一切都未实现的今天,科学家们必须保守决策,让当代人制造出的强辐射物质,不至于威胁到后人。所以,工程的10万年寿命,并不是噱头,而是在施工中必须严格保证的。 一旦该工程顺利完工,芬兰将写下人类历史上重要一页。 芬兰的乏燃料地质处置场计划2020年完工,基本能处理完芬兰国内的乏燃料。但是芬兰仅仅有4座反应堆,世界上其他400多座反应堆以及大量的军事核设施内产生的乏燃料,最终也必须通过这种方式进行最终处理,这样的乏燃料地质处置场未来还需要大量的建造。 但是囿于政治,资金,技术等方面的原因,世界各国大多在犹豫。比如英国采取了鸵鸟政策,对乏燃料的未来并不关心,寄希望于他们的后人进行处理;美国在尤卡山项目被奥巴马搅黄后,干脆称自己地广人稀,乏燃料一直放在地面临时贮存也没有问题(这不过是自欺欺人而已),法国,俄罗斯,加拿大,德国虽然有技术,但是也推进一直缓慢。 不过,在人类能够正视核能,在核与政治完全脱钩后,世界各国不得不像芬兰一样正视乏燃料的最终处置问题。到那个时候,地球上将会出现无数比埃及金字塔更坚固,更伟大的人类工程—乏燃料地质处置场,这些地方将成为乏燃料的最终归宿,也将在未来数万年间成为人类的禁入之地。 |
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