美國(guó)尋求核廢料解決之道

劉曉霖/編譯

核廢料隔絕試驗(yàn)廠的鹽床中存放著來自于美國(guó)核武器實(shí)驗(yàn)室的放射性物質(zhì)廢料

● 放射性物質(zhì)的泄露又一次將核廢料庫放到了聚光燈下。

輻射泄漏的安全問題再一次對(duì)美國(guó)唯一的深坑核廢料儲(chǔ)存庫提出了新的質(zhì)疑，也讓科學(xué)家們對(duì)地下核廢料儲(chǔ)存的研究有了更多新的思考。

今年的2月14日，在新墨西哥卡爾斯巴德附近,放射性钚和镅從核廢料隔絕試驗(yàn)廠發(fā)生泄露，那些儲(chǔ)藏在鹽床下500米的物質(zhì)都是來自于美國(guó)核武器計(jì)劃成千上萬的核污染廢料。它們對(duì)健康和環(huán)境的影響似乎不大,但13個(gè)員工都被檢測(cè)到了存在較輕程度的輻射感染。美國(guó)能源部及其合作商仍然為核廢料隔絕試驗(yàn)廠的再次開放而努力著，希望找到導(dǎo)致泄漏的原因。

這起事件也使得決策者一直回避的問題重新得到了關(guān)注：如何處理現(xiàn)在持續(xù)增多的反應(yīng)堆廢料，它們目前都儲(chǔ)放在反應(yīng)堆那里。2010年，能源部將1987年開發(fā)的內(nèi)華達(dá)州尤卡山作為未來指定的廢料處置場(chǎng)的計(jì)劃封存了起來。能源部和大學(xué)的研究者們希望找到更多的替代選項(xiàng)。但是少得可憐的預(yù)算以及一項(xiàng)阻止能源部對(duì)尤卡山之外其他地區(qū)進(jìn)行研究調(diào)查的行動(dòng)，讓他們現(xiàn)在已經(jīng)難以為繼。

麻省理工大學(xué)的核工程師邁克爾·德里斯科爾（Michael Driscoll）說：“可以這么說，那些腐朽的舊思想又都回來了。我們現(xiàn)在最需要做的事情，就是讓國(guó)會(huì)出面處理以及修改核廢料政策行動(dòng)?！?/p>

目前，研究人員們所追求的通用存儲(chǔ)技術(shù)與法律并不矛盾。在某一個(gè)大型實(shí)驗(yàn)中，能源部的科學(xué)家們希望可以對(duì)核廢料隔絕試驗(yàn)廠的鹽床是否可以存儲(chǔ)比它現(xiàn)在所存的材料溫度更高的放射性廢料進(jìn)行評(píng)估。2011年的時(shí)候，研究小組就開始了一個(gè)耗資三千一百萬美元的實(shí)驗(yàn)，用于檢測(cè)在受熱及有水流經(jīng)條件下鹽床的變形情況。

其他研究人員正在調(diào)查是否可以將核廢料的氣缸扔進(jìn)5千米深的像花崗巖一般堅(jiān)硬的巖石鉆孔里。新墨西哥州阿爾伯克基的桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室領(lǐng)導(dǎo)著一批研究人員和企業(yè)正在鉆孔的試驗(yàn)性階段，預(yù)期耗資接近兩千五百萬美元。鹽受熱研究以及鉆孔計(jì)劃目前正在競(jìng)爭(zhēng)著能源部有關(guān)這方面研究的很少一部分的年度預(yù)算，1500萬美元。“像目前這兩個(gè)項(xiàng)目，任何一個(gè)都可能大大超出當(dāng)前的預(yù)算。”能源部桑迪亞核廢料科學(xué)項(xiàng)目主管彼得·斯威夫特（Peter Swift）說道。

在歐洲，科學(xué)家已經(jīng)開始了對(duì)其他類型巖石的專業(yè)研究。芬蘭和法國(guó)分別提議地下儲(chǔ)藏室采用花崗巖和頁巖。德國(guó)將低等和中等級(jí)別的廢料埋在了地下鹽層下，并且在為最具爭(zhēng)議的高等廢料尋找最堅(jiān)固的地形進(jìn)行儲(chǔ)藏。

“國(guó)際合作組織給了研究者們對(duì)所有這些環(huán)境進(jìn)行基礎(chǔ)研究的特權(quán)?！狈▏?guó)比爾的放射性廢物處置技術(shù)平臺(tái)的秘書長(zhǎng)雅克德萊說道。財(cái)團(tuán)注入了大約1000萬歐元支持歐洲委員會(huì)聯(lián)合研究項(xiàng)目。“現(xiàn)在最棘手的是將學(xué)術(shù)科學(xué)研究和我們的項(xiàng)目聯(lián)系起來,”他說。

但基礎(chǔ)研究也只能做到這一步了，因?yàn)閺U料處置場(chǎng)是否安全是與當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)情況密切相關(guān)的。在選擇了一個(gè)地址后，研究人員還必須研究其密度、巖石的孔隙度和熱導(dǎo)率,表征出任何斷裂和地下水運(yùn)動(dòng)情況。建模和實(shí)驗(yàn)均有助于確定巖石對(duì)于核廢料產(chǎn)生的熱量發(fā)生的變化與反應(yīng)。

美國(guó)已耗資超過150億美元在尤卡山上，然而當(dāng)時(shí)的能源部長(zhǎng)朱棣文卻及時(shí)喊卡，認(rèn)為那個(gè)地方并不是一個(gè) “可行的選項(xiàng)”——這一舉措被廣泛解讀為，這個(gè)項(xiàng)目注定敗在政治上，而不是技術(shù)上。美國(guó)已經(jīng)有了一些替代的舉措?？査拱偷?，擁有核廢料隔絕試驗(yàn)廠的城市，在政治上傾向于擴(kuò)大其核廢料的投資組合。但很少有其他地區(qū)有興趣儲(chǔ)存核廢料。

一些美國(guó)能源部的研究人員支持鉆孔勘探工作，目前還沒有人對(duì)這個(gè)想法進(jìn)行驗(yàn)證，這可以追溯到70年代。斯威夫特估計(jì)只要800個(gè)鉆孔就可以滿足現(xiàn)在美國(guó)廢料的處理現(xiàn)狀，同時(shí)還可以從現(xiàn)在一直用到2050年。橫穿大陸，在不同的巖層深度都是存在合適的位置的。“你可以把東西分散開，不用把所有的錢都砸在一個(gè)地方上?！迸撂乩锟恕げ祭椎希≒atrick Brady）說道,他是桑迪亞鉆孔團(tuán)隊(duì)實(shí)驗(yàn)室的一位地球化學(xué)家。

鉆井的局限性可能會(huì)限制住這些鉆孔的直徑小于50厘米，所以那些存儲(chǔ)在大罐中的燃料棒可能需要重新包裝處理了。然而一個(gè)孔洞的尺寸必須與廢料完美匹配上才好，美國(guó)能源部也正在抓緊處理目前在漢福德地區(qū)的含有銫和鍶的高放射性廢料，以及一個(gè)在華盛頓州生產(chǎn)钚的退役設(shè)施。這些廢料均有52-56厘米長(zhǎng),直徑9厘米,它們包含38%的漢福德的放射性廢料。斯威夫特說,他們都能融入一個(gè)鉆孔。

隨著全球各地對(duì)于地下廢料處置場(chǎng)的關(guān)注，斯威夫特認(rèn)為現(xiàn)在應(yīng)該嘗試一些新的概念了：“如果我們做出一個(gè)鉆孔來，那么世界其他地方的人都會(huì)過來觀摩?！?/p>