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開(kāi)發(fā)有史以來(lái)第一個(gè)安全處置乏燃料的設(shè)施

源自《國(guó)際原子能機(jī)構(gòu)通報(bào)》
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在芬蘭奧爾基洛托正在建造的昂卡羅乏燃料處置設(shè)施由一個(gè)坑道專設(shè)系統(tǒng)組成。昂卡羅處置設(shè)施還用于表征主巖,以支持安全論證研究。(圖/波西瓦公司)

在芬蘭和瑞典幾十年致力于實(shí)施處置戰(zhàn)略,以及在瑞典設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)上合作開(kāi)發(fā)安全處置方案后,首個(gè)乏燃料深層地質(zhì)處置庫(kù)正在芬蘭奧爾基洛托進(jìn)行建造。瑞典和其他國(guó)家一起也在共同努力建設(shè)這種設(shè)施。

乏燃料從核動(dòng)力堆中卸出后,在幾十年內(nèi)繼續(xù)產(chǎn)生大量熱量。因此,它被放置在水池或干式貯存設(shè)施中進(jìn)行冷卻。貯存池和容器確保乏燃料保持完整性,不釋放任何輻射或放射性物質(zhì),從而保護(hù)人和環(huán)境免受照射。然而,乏燃料在數(shù)千年中仍然具有強(qiáng)放射性,因此需要隔離數(shù)十萬(wàn)年。

乏燃料一旦熱量衰變掉,便被宣布為廢物,必須進(jìn)行處置。處置乏燃料的一種方法是將其埋在地面以下幾百米深的專設(shè)設(shè)施中,即深層地質(zhì)處置設(shè)施中。目的是將乏燃料封裝在堅(jiān)固的密封容器中,并通過(guò)掩埋將其隔離,以控制其放射性。此類設(shè)施由坑道或洞室系統(tǒng)組成,建于地質(zhì)上適合確保被埋材料長(zhǎng)期安全性的場(chǎng)址。

芬蘭正在建造的設(shè)施基于“KBS-3”處置概念,由瑞典核燃料和廢物管理公司(SKB公司)與負(fù)責(zé)乏燃料處置的芬蘭核廢物管理專家組織(波西瓦公司)密切合作開(kāi)發(fā)。KBS-3方法包括將乏燃料封裝在耐腐蝕的銅質(zhì)容器中,然后將容器埋在地下500米深處處置庫(kù)坑道的膨脹性粘土中。

“我們兩國(guó)不僅選擇直接處置乏燃料,而且芬蘭和瑞典也有類似的反應(yīng)堆,這意味著我們有類似的乏燃料。擴(kuò)大各種研發(fā)活動(dòng)的直接合作對(duì)我們雙方都有意義,”SKB高級(jí)顧問(wèn)Magnus Westerlind說(shuō)?!袄?,作為一個(gè)聯(lián)合研發(fā)項(xiàng)目,我們基本上完成了與銅質(zhì)容器有關(guān)的所有工作?!?/p>

兩個(gè)國(guó)家在20世紀(jì)70年代末和80年代初的政府決定促使出臺(tái)了要求核廢物產(chǎn)生者也要負(fù)責(zé)廢物管理的政策。在芬蘭,1996年以前,洛維薩核電廠的乏燃料先是運(yùn)到蘇聯(lián),后來(lái)又運(yùn)到俄羅斯進(jìn)行后處理。1978年芬蘭政府為奧爾基洛托核電廠頒發(fā)運(yùn)行許可證時(shí),要求許可證持有者制定廢物管理計(jì)劃,包括乏燃料的管理計(jì)劃,而這些廢物必須在芬蘭處置。

在瑞典,電廠業(yè)主們?cè)?0世紀(jì)70年代末聚在一起組建了SKB公司,旨在共同管理乏燃料。這引發(fā)了開(kāi)發(fā)處置概念的研發(fā)活動(dòng),最終產(chǎn)生了KBS-3方法。1983年,這一概念被選定為一種合適的廢物處置方式,此后得到了進(jìn)一步發(fā)展。實(shí)施這一概念的場(chǎng)址定下來(lái)后,建造計(jì)劃正在進(jìn)行。

“在實(shí)際實(shí)施處置策略的實(shí)踐中,一個(gè)重要的環(huán)節(jié)是每三年進(jìn)行一次的評(píng)審過(guò)程,”Westerlind說(shuō)?!白鳛檫@個(gè)過(guò)程的一部分,邀請(qǐng)了大學(xué)、政府機(jī)構(gòu)、非政府組織和市政當(dāng)局等多方代表對(duì)我們的策略進(jìn)行評(píng)述。這不僅對(duì)我們計(jì)劃的技術(shù)審查做出了重大貢獻(xiàn),而且對(duì)確保計(jì)劃符合瑞典的政策也作出了重大貢獻(xiàn)?!贝送?,為了獲得和保持公眾對(duì)乏燃料處置設(shè)施選址和建造的接受,我們已經(jīng)開(kāi)展了大量的工作,并且還在進(jìn)行中,他補(bǔ)充說(shuō)。

在芬蘭建造有史以來(lái)第一座處置設(shè)施

在建造處置設(shè)施開(kāi)始之前,負(fù)責(zé)實(shí)施該概念的公司需要獲得建造許可證。在芬蘭,該許可證于2015年頒發(fā),這是世界上首次獲得地質(zhì)處置設(shè)施的建造許可證。

該場(chǎng)址是經(jīng)過(guò)幾年對(duì)許多潛在場(chǎng)址進(jìn)行篩選后選定的。在根據(jù)地質(zhì)資料對(duì)該國(guó)的陸塊進(jìn)行勘察后,波西瓦公司通過(guò)場(chǎng)址專門研究(包括鉆探)繼續(xù)進(jìn)行場(chǎng)址表征,以找到地質(zhì)上合適的環(huán)境。在此過(guò)程中,波西瓦公司還開(kāi)始與幾個(gè)市政當(dāng)局就設(shè)施托管問(wèn)題進(jìn)行討論。

“社會(huì)接受度和社會(huì)因素在選址方面起著至關(guān)重要的作用,”芬蘭輻射和核安全局(STUK)核廢物監(jiān)管和保障部主任Jussi Heinonen說(shuō)?!吧鐣?huì)接受度關(guān)系到對(duì)執(zhí)行者、監(jiān)管者和決策者的信任。必須建立和維護(hù)這種信任?!?/p>

波西瓦公司正在建造位于地下400多米深處的昂卡羅處置設(shè)施,并將很快開(kāi)始挖掘處置隧道。處置過(guò)程計(jì)劃于2024年開(kāi)始。

在其他國(guó)家的進(jìn)展

2011年,SKB公司提交了其在斯德哥爾摩以北150公里的福斯馬克建造處置設(shè)施的許可證申請(qǐng),瑞典輻射安全局和土地與環(huán)境法院對(duì)該申請(qǐng)進(jìn)行了審查。此后,這兩家主管機(jī)構(gòu)向政府提交了審查意見(jiàn),以供對(duì)許可證做出最終決定。

不只是芬蘭和瑞典兩國(guó)在這一領(lǐng)域取得了進(jìn)展。在法國(guó),放射性廢物管理機(jī)構(gòu)Andra目前正在準(zhǔn)備許可證申請(qǐng)。在加拿大和瑞士,國(guó)家廢物管理機(jī)構(gòu)正在通過(guò)場(chǎng)址表征調(diào)查合適的場(chǎng)址。

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