科學(xué)家們一致認(rèn)為，考慮到高活性核廢料的長期儲(chǔ)存，地質(zhì)處理是最好的解決方案，但要開發(fā)如此大規(guī)模的工程項(xiàng)目，需要社區(qū)從一開始就予以支持。
1、核廢料管理
ONKALO處置場奠基儀式(圖源：Posiva) 60多年來，核技術(shù)一直是我們生活的一部分。核能提供了全球低碳電力的很大一部分，用于工業(yè)、醫(yī)療和國防。而且，如果該行業(yè)的各種宏大目標(biāo)得以實(shí)現(xiàn)，我們很快就會(huì)更加依賴核能，并作為未來幾年的能源。然而，也是由于核電活動(dòng)，留下了大量的放射性廢物，其中一些我們今天需要不斷保持安全管理，即使經(jīng)過數(shù)千年，這些物質(zhì)仍然存在著危險(xiǎn)性。
芬蘭ONKALO將成為世界上第一個(gè)正在運(yùn)營的深層地質(zhì)處置場。 為這種高放射性廢物提供安全、可靠和永久的解決方案，是我們這個(gè)時(shí)代最重大的挑戰(zhàn)和機(jī)遇之一。這其中所需的廣泛工程和技術(shù)專業(yè)知識(shí)突顯了其復(fù)雜性。
2、地質(zhì)處置設(shè)施
用于在Onkalo鉆取處置孔的DHBM鉆機(jī)(圖源：Posiva)
開發(fā)地質(zhì)處置設(shè)施(GDF)是長期管理放射性最強(qiáng)廢物的唯一可行、國際公認(rèn)的解決方案。這個(gè)地下設(shè)施，旨在將放射性廢物處理在高度工程化的地下存儲(chǔ)庫和隧道中，位于地表下數(shù)百米的合適地質(zhì)條件下。
英國的核廢料服務(wù)戰(zhàn)略旨在“盡快使核廢料永久安 全”。(圖源：NWS 公司戰(zhàn)略報(bào)告2023)
作為這一挑戰(zhàn)規(guī)模的一個(gè)指標(biāo)，預(yù)計(jì)英國將有超過400萬立方米的廢物需要回收和處理，以完成國家退役計(jì)劃，其中超過77萬立方米的高活性廢物最終將用于GDF。雖然放射性廢物可以安全地儲(chǔ)存在地面上，但這些設(shè)施需要持續(xù)維護(hù)，每50-100年需要更換一次。投資GDF現(xiàn)在完全消除了這些問題，為放射性自然衰變所需的數(shù)千年提供了永久解決方案。
Onkalo地下乏核燃料庫，第一條最終處置隧道已開始挖掘。第一條隧道最終將長達(dá)350米(圖源：Posiva)
在許多國家，GDF的開發(fā)一直是政府管理放射性廢物政策的一部分。例如，在英國，自2006年以來，這一直是一項(xiàng)明確的政策。
GDF代表著一個(gè)實(shí)質(zhì)性的基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目——在英國開發(fā)這樣一個(gè)設(shè)施的預(yù)計(jì)成本為200-530億英鎊，將持續(xù)約175年。GDF可以為幾代工程師提供獨(dú)特的就業(yè)機(jī)會(huì)——所需技能的多樣性和資源水平，將考驗(yàn)我們的工程部門。
作為一個(gè)多學(xué)科項(xiàng)目，開發(fā)GDF需要一個(gè)涵蓋管理、科學(xué)、技術(shù)、工程、數(shù)學(xué)、可持續(xù)性和環(huán)境等領(lǐng)域的團(tuán)隊(duì)。這一系列技能意味著GDF不僅僅是核部門面臨的挑戰(zhàn)。
所提供的工作范圍，再加上資源問題，意味著核工業(yè)必須對(duì)部門之間的技能流動(dòng)持開放態(tài)度——這也從采礦、鐵路、公路和工業(yè)部門的發(fā)展獲得了靈感。除了確保有效交付外，這還促進(jìn)了知識(shí)建設(shè)、獲得廣泛的解決方案，并最終為未來的工程師帶來更鼓舞人心的職業(yè)生涯。
3、GDF方法的未來發(fā)展
Artemis團(tuán)隊(duì)參觀了Onkalo乏燃料儲(chǔ)存庫(圖源：IAEA)
未來探索是GDF項(xiàng)目的核心，開發(fā)過程可能跨越175年或更長時(shí)間。再加上在此期間保持參與度，必須以可持續(xù)和穩(wěn)健的方式管理知識(shí)流動(dòng)。
在一個(gè)不斷發(fā)展的數(shù)字世界中，沒有一成不變的領(lǐng)域，各種事情都可能經(jīng)常發(fā)生變化，這是一個(gè)重大的挑戰(zhàn)。我們今天工作的方式可能會(huì)隨時(shí)時(shí)代發(fā)展演變和改變，因此GDF的設(shè)計(jì)需要考慮新興技術(shù)，同時(shí)有力地維護(hù)設(shè)施的安全性和完整性。
核能是一個(gè)學(xué)習(xí)型行業(yè)，不斷發(fā)展和適應(yīng)一些人認(rèn)為極具挑戰(zhàn)性的條件和危險(xiǎn)。這種靈活的方法將隨著GDF的開發(fā)而受到考驗(yàn)，建造一個(gè)處置區(qū)的規(guī)?？赡苁沁^去很少有工程項(xiàng)目見過的，估計(jì)有400公里的地下隧道，這樣的項(xiàng)目將與倫敦地鐵的長度相匹配。
4、選址問題
以上只是與GDF相關(guān)的復(fù)雜技術(shù)挑戰(zhàn)中的一小部分，今天最緊迫的問題是確定地理位置。合適的地質(zhì)環(huán)境是一個(gè)重要因素，收集與GDF安全相關(guān)的地質(zhì)信息也是如此。潛在地點(diǎn)將需要詳細(xì)的調(diào)查，可能需要大約10-15年的時(shí)間。同樣重要的是與社區(qū)的參與和合作。英國政府的政策規(guī)定，只有在有合適的場地和有意愿的社區(qū)的情況下，才會(huì)建立GDF。
Deep Isolation公司處理乏燃料和高水平廢物的概念(圖源：Deep Isolation)
如上所述規(guī)模的核廢料處理設(shè)施的前景令人望而生畏，這是可以理解的，而且該行業(yè)存在著歷史性的各種問題。確定GDF的位置是一個(gè)以當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)為核心的結(jié)構(gòu)化過程，在進(jìn)行任何開發(fā)之前，必須征得當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)的同意。
英國已經(jīng)以社區(qū)伙伴關(guān)系的形式在坎布里亞郡和林肯郡的四個(gè)社區(qū)內(nèi)建立了對(duì)話，以探討GDF是否適合他們。這些社區(qū)已經(jīng)獲得潛在GDF選址帶來的一些早期好處。一旦建立了社區(qū)伙伴關(guān)系，每年向當(dāng)?shù)厣鐓^(qū)注入高達(dá)100萬英鎊的投資。從長遠(yuǎn)來看，可能需要加強(qiáng)基礎(chǔ)設(shè)施，從而在地方和區(qū)域?qū)用鎸?shí)現(xiàn)改善。
GDF預(yù)計(jì)僅在頭25年內(nèi)就將創(chuàng)造4000多個(gè)就業(yè)機(jī)會(huì)，這些新的職業(yè)角色將為任何同意建設(shè)設(shè)施的社區(qū)帶來巨大的經(jīng)濟(jì)刺激。然而，核技術(shù)的使用可能會(huì)引起爭議，盡管有經(jīng)濟(jì)優(yōu)勢，但總會(huì)存在安全問題。這就是為什么社區(qū)參與對(duì)于讓人們自己了解更多信息如此重要的原因之一?？梢岳斫獾氖?，人們希望現(xiàn)在的設(shè)施是安全的，子孫后代也不會(huì)面臨風(fēng)險(xiǎn)。
5、未來發(fā)展
美國核管理委員會(huì)向Holtec International頒發(fā)了在美國新墨西哥州建造和運(yùn)營Hi-STORE綜合乏燃料臨時(shí)儲(chǔ)存設(shè)施最終許可證。
英國是全球20多個(gè)處于GDF審議和發(fā)展不同階段的國家之一，其他國家包括瑞典、芬蘭、瑞士和法國。世界各地的科學(xué)家一致認(rèn)為，GDF是長期保持高放射性廢物安全的最佳方法。
與所有主要基礎(chǔ)設(shè)施項(xiàng)目一樣，環(huán)境影響也是一個(gè)令人擔(dān)憂的問題。英國政府和核部門更普遍的承諾是，GDF不僅可以安全處理核廢料，還可以改善當(dāng)?shù)丨h(huán)境。這包括保護(hù)農(nóng)田和增強(qiáng)生物多樣性(可持續(xù)性是該項(xiàng)目的核心)。
開發(fā)GDF無疑是我們這個(gè)時(shí)代最雄心勃勃、最復(fù)雜的工程項(xiàng)目之一。但在我們開始解決技術(shù)問題之前，我們就面臨著克服社區(qū)對(duì)核廢料的問題、擔(dān)憂和誤解的挑戰(zhàn)。核工業(yè)有著豐富的歷史，一些地區(qū)已經(jīng)體驗(yàn)到了它所能帶來的好處。
因此，盡管障礙似乎很高，但GDF有潛力為子孫后代創(chuàng)造經(jīng)濟(jì)、環(huán)境和工程發(fā)展的機(jī)會(huì)。
