英国核废料地质处置设施开发

科学家们一致认为，考虑到高活性核废料的长期储存，地质处理是最好的解决方案，但要开发如此大规模的工程项目，需要社区从一开始就予以支持。

1、核废料管理

ONKALO处置场奠基仪式(图源：Posiva)

60多年来，核技术一直是我们生活的一部分。

核能提供了全球低碳电力的很大一部分，用于工业、医疗和国防。而且，如果该行业的各种宏大目标得以实现，我们很快就会更加依赖核能，并作为未来几年的能源。

然而，也是由于核电活动，留下了大量的放射性废物，其中一些我们今天需要不断保持安全管理，即使经过数千年，这些物质仍然存在着危险性。

芬兰ONKALO将成为世界上第一个正在运营的深层地质处置场。

为这种高放射性废物提供安全、可靠和永久的解决方案，是我们这个时代最重大的挑战和机遇之一。这其中所需的广泛工程和技术专业知识突显了其复杂性。

2、地质处置设施

用于在Onkalo钻取处置孔的DHBM钻机(图源：Posiva)

开发地质处置设施(GDF)是长期管理放射性最强废物的唯一可行、国际公认的解决方案。

这个地下设施，旨在将放射性废物处理在高度工程化的地下存储库和隧道中，位于地表下数百米的合适地质条件下。

英国的核废料服务战略旨在“尽快使核废料永久安全”。(图源：NWS 公司战略报告2023)

作为这一挑战规模的一个指标，预计英国将有超过400万立方米的废物需要回收和处理，以完成国家退役计划，其中超过77万立方米的高活性废物最终将用于GDF。

虽然放射性废物可以安全地储存在地面上，但这些设施需要持续维护，每50-100年需要更换一次。

投资GDF现在完全消除了这些问题，为放射性自然衰变所需的数千年提供了永久解决方案。

Onkalo地下乏核燃料库，第一条最终处置隧道已开始挖掘。第一条隧道最终将长达350米(图源：Posiva)

在许多国家，GDF的开发一直是政府管理放射性废物政策的一部分。例如，在英国，自2006年以来，这一直是一项明确的政策。

GDF代表着一个实质性的基础设施项目——在英国开发这样一个设施的预计成本为200-530亿英镑，将持续约175年。

GDF可以为几代工程师提供独特的就业机会——所需技能的多样性和资源水平，将考验我们的工程部门。作为一个多学科项目，开发GDF需要一个涵盖管理、科学、技术、工程、数学、可持续性和环境等领域的团队。

这一系列技能意味着GDF不仅仅是核部门面临的挑战。

所提供的工作范围，再加上资源问题，意味着核工业必须对部门之间的技能流动持开放态度——这也从采矿、铁路、公路和工业部门的发展获得了灵感。

除了确保有效交付外，这还促进了知识建设、获得广泛的解决方案，并最终为未来的工程师带来更鼓舞人心的职业生涯。

3、GDF方法的未来发展

Artemis团队参观了Onkalo乏燃料储存库(图源：IAEA)

未来探索是GDF项目的核心，开发过程可能跨越175年或更长时间。

再加上在此期间保持参与度，必须以可持续和稳健的方式管理知识流动。

在一个不断发展的数字世界中，没有一成不变的领域，各种事情都可能经常发生变化，这是一个重大的挑战。

我们今天工作的方式可能会随时时代发展演变和改变，因此GDF的设计需要考虑新兴技术，同时有力地维护设施的安全性和完整性。

核能是一个学习型行业，不断发展和适应一些人认为极具挑战性的条件和危险。

这种灵活的方法将随着GDF的开发而受到考验，建造一个处置区的规模可能是过去很少有工程项目见过的，估计有400公里的地下隧道，这样的项目将与伦敦地铁的长度相匹配。

4、选址问题

以上只是与GDF相关的复杂技术挑战中的一小部分，今天最紧迫的问题是确定地理位置。

合适的地质环境是一个重要因素，收集与GDF安全相关的地质信息也是如此。

潜在地点将需要详细的调查，可能需要大约10-15年的时间。

同样重要的是与社区的参与和合作。

英国政府的政策规定，只有在有合适的场地和有意愿的社区的情况下，才会建立GDF。

Deep Isolation公司处理乏燃料和高水平废物的概念(图源：Deep Isolation)

如上所述规模的核废料处理设施的前景令人望而生畏，这是可以理解的，而且该行业存在着历史性的各种问题。

确定GDF的位置是一个以当地社区为核心的结构化过程，在进行任何开发之前，必须征得当地社区的同意。

英国已经以社区伙伴关系的形式在坎布里亚郡和林肯郡的四个社区内建立了对话，以探讨GDF是否适合他们。

这些社区已经获得潜在GDF选址带来的一些早期好处。

一旦建立了社区伙伴关系，每年向当地社区注入高达100万英镑的投资。

从长远来看，可能需要加强基础设施，从而在地方和区域层面实现改善。

GDF预计仅在头25年内就将创造4000多个就业机会，这些新的职业角色将为任何同意建设设施的社区带来巨大的经济刺激。

然而，核技术的使用可能会引起争议，尽管有经济优势，但总会存在安全问题。

这就是为什么社区参与对于让人们自己了解更多信息如此重要的原因之一。可以理解的是，人们希望现在的设施是安全的，子孙后代也不会面临风险。

5、未来发展

美国核管理委员会向Holtec International颁发了在美国新墨西哥州建造和运营Hi-STORE综合乏燃料临时储存设施最终许可证。

英国是全球20多个处于GDF审议和发展不同阶段的国家之一，其他国家包括瑞典、芬兰、瑞士和法国。

世界各地的科学家一致认为，GDF是长期保持高放射性废物安全的最佳方法。

与所有主要基础设施项目一样，环境影响也是一个令人担忧的问题。

英国政府和核部门更普遍的承诺是，GDF不仅可以安全处理核废料，还可以改善当地环境。

这包括保护农田和增强生物多样性(可持续性是该项目的核心)。

开发GDF无疑是我们这个时代最雄心勃勃、最复杂的工程项目之一。

但在我们开始解决技术问题之前，我们就面临着克服社区对核废料的问题、担忧和误解的挑战。

核工业有着丰富的历史，一些地区已经体验到了它所能带来的好处。因此，尽管障碍似乎很高，但GDF有潜力为子孙后代创造经济、环境和工程发展的机会。