核废物处置是有核国家都要面对的课题，不论防御和/或商业利用，也与核燃料开环/再循环战略无关，差别仅仅是数量的多少。所谓“处置”，就是使高热/强放核废物与地球生物圈长期“隔绝”，确保不影响人类健康和环境安全。发达核大国的舆论压力较大，但发展中国家起步较晚，有“后发优势”，不必着急。

汉福特放射性废物遗存

美国能源部在“行动”

美国在核能防御和商业应用方面，核废物处置有很大压力，政府都在积极想办法。据报道[1]，能源部的一个团队开始制定战略，以便与可能接收和储存核废物的社区接触。能源部发言人在一份电子邮件中确认，这个团队正积极编制计划，对废物管理综合系统的各“构成”进行技术分析，并基于“两党一致”的选址方法，评估后续的工作。

创建这个团队是奥巴马政府两年前呼吁拟定计划、在2048年前后创建永久性地质处置库的组成部分，源自2012年“美国核未来蓝带委员会”。那时政府要求包括当时的麻省理工学院教授和现任能源部长莫尼兹（Ernest Moniz）在内的15人专题小组，寻找政府宣布尤卡山废物处置库项目不切实际后储存6.5万吨核废物的替代方案。

这个委员会的报告说，美国的废物政策需要修订，这与尤卡山项目无关；请求政府和国会尽快开发储存场址和转储。它要求基于“两党一致”的方法，选择一个或多个临时储存场址和地质处置库。到目前为止，德克萨斯和新墨西哥州表示愿意承接临时储存场任务。

莫尼兹年初就说，能源部即将开始审查确认一个防御废物处置库，为关闭反应堆的乏燃料单独选定一个或多个临时储存设施。但他也澄清说，能源部还需要国会或更多主管当局批准建造这种设施。

有消息说，能源部的这个新团队是该部“准备”大变化的一部分。能源部也在分派其他职员密切关注反应堆用过核燃料的管理。有消息说，前海军军官、现任能源部核能办公室燃料循环技术副部长助理安德鲁 格里菲斯（Andrew Griffith）将主持的新工作，重点是反应堆废物储存。

近几个月来，白宫采取了另外的步骤处理防御和商业核废物，并开始探索把放射性核废物埋藏在地下更深的地质钻孔内的可能性。

原能源部官员、现在的顾问巴雷特（Lake Barrett）说，他赞赏DOE组建团队执行两党一致为基础的选址方法，而不以政治原因简单地“阻塞”尤卡山项目。他说，近六年来，DOE除了为参议员里德2010年竞选活动“摧毁”尤卡山项目之外，几乎没做什么事情。“我希望这次有新意，不是另一尝试描绘某种假想的进展，转移注意力。”

英国“深地钻孔处置”研究

解决放射性废物处置问题，对核能的未来至关重要。目前，大多数国家的高放核废物如核反应堆乏燃料，方案是处置在相对浅的、仅地下300-800米的处置库内。英国谢菲尔德大学的研究人员并不认为这么深是足够安全的，因为地下水能在这个地带循环[2]。

研究人员说，英国所有高放核废物能埋在少数几个极深的钻孔内，而美国这种战略的首次现场试验可能明年开始。

“深地钻孔处置”（DBD）就是利用几十年的石油、天然气和地热能源钻探开采的经验和设备，利用约5千米深的钻孔储存几百个高放核废物货包。在这样的深度，通常只有很少的地下水停留几百万年不流走。谢菲尔德大学研究团队暗示，即使发生事故，对地面上的任何人不会有灾难性后果。

为确保DBD成功，研究人员设计了一种办法彻底封闭这个孔洞，以防放射性物质返回地表面。这包括在废物货包之上熔化一层花岗岩，它凝固之后和天然岩石的特性一样。

他们注意到，DBD无需巨大的现场，孔洞至多宽60厘米，间距只有几十米。他们计算过，英国所有乏燃料后处理的高放核废物能处置在六个钻孔内，现场不大于一个足球场。

美国现在计划的示范钻孔宽度为半米。2016年力图确保废物货包插入钻孔内，如需要就回取。研究人员计算，美国钚生产留下且现存华盛顿州汉福特基地40％的高热、强放废物，能处置在一个深地钻孔内。2008年美国能源部的报告暗示，650-1300个钻孔能处置预计的2070年美国所有的13万吨乏燃料。

谢菲尔德大学的科学家在美国核学会南卡罗来纳州查尔斯顿国际高放废物管理会议上提出了他们的最新调研结果。

高放废物“深地钻孔处置”的一般性概念

深地钻孔处置的“成本”与前景预测

英国谢菲尔德大学的科学家说，使核废物密闭在地球表面下5千米的技术，可对英国的高放核废物处置提供更安全、更便宜和更加可行的替代选择[3]。

对于英国所有的核废物，深地钻孔处置（DBD）有许多优点，超过现在设想的解决办法——在地下500米深处开挖的地质处置库：

•DBD实际上是“现收现付”处置。建造一个开挖的处置库，在能处置任何废物之前可能的开支高达数亿甚至数十亿美元；DBD的成本为每个钻孔约两千万美元。

•有更多的地质场址适宜DBD，因为需要的花岗岩层能在绝大多数大陆地壳下适当深度处找到。

•与现在英国开挖一个处置库的时程比较，不到5年内就可钻好、填充并封闭一个钻孔，而前者要在2040年开挖、2075年接收第一个废物货包（至今还没确定的场址）。

•因为核废物DBD很深、很安全，而且有更多潜在可用的场址，这种技术应当更容易获得公众和政治上接受。

•DBD限制了环境影响，而且不需要巨大的场址：孔洞直径最大0.6米，相互间隔可以只有几十米。一个钻孔一旦充填封闭，地表的所有基础设施即可拆除。

•虽然地震活动可能损坏钻孔内的废物货包，仍然不可能损坏废物隔离或使放射性有可能到达地表面并接触任何地下水。

美国的示范钻孔直径不到半米，而且即将进行试验，预计2016年获得初步结果。如果这些结果是“正面”的，就在另一钻孔处置汉福特的直径仅0.22米的核废物“小罐”。

核废物“深地钻孔处置”技术的研究和开发历史可追溯到上个世纪50年代，许多有核国家进行过研究，但美国的细致研究是近期完成的[4]。美国麻省理工学院的《核燃料循环的未来》就曾推荐作为浅层地质处置库（如尤卡山处置库项目）的替代选择。

参考资料：

1. Hannah Northey，DOE takes first steps toward a post-Yucca future，E&E-Greenwire，September 9, 2015

2. Charles Q. Choi，40 Percent of Hanford Nuclear Waste Would Fit in One 5-km Deep Borehole，IEEE spectrum，20 Apr 2015

3. Shemina Davis，Bury nuclear waste down a very deep hole, say Sheffield scientists，The University of Sheffield，14 April 2015

4. Pat Brady, Bill Arnold, Susan Altman, and Palmer Vaughn，Deep Borehole Disposal of Nuclear Waste: Final Report，SANDIA REPORT，SAND2012-7789，September 2012