劉曉霖/編譯
核廢料隔絕試驗廠的鹽床中存放著來自于美國核武器實驗室的放射性物質(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美國唯一的深坑核廢料儲存庫提出了新的質(zhì)疑,也讓科學家們對地下核廢料儲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廠發(fā)生泄露,那些儲藏在鹽床下500米的物質(zhì)都是來自于美國核武器計劃成千上萬的核污染廢料。它們對健康和環(huán)境的影響似乎不大,但13個員工都被檢測到了存在較輕程度的輻射感染。美國能源部及其合作商仍然為核廢料隔絕試驗廠的再次開放而努力著,希望找到導致泄漏的原因。
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,它們目前都儲放在反應(yīng)堆那里。2010年,能源部將1987年開發(fā)的內(nèi)華達州尤卡山作為未來指定的廢料處置場的計劃封存了起來。能源部和大學的研究者們希望找到更多的替代選項。但是少得可憐的預(yù)算以及一項阻止能源部對尤卡山之外其他地區(qū)進行研究調(diào)查的行動,讓他們現(xiàn)在已經(jīng)難以為繼。
麻省理工大學的核工程師邁克爾·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,就是讓國會出面處理以及修改核廢料政策行動?!?/p>
目前,研究人員們所追求的通用存儲技術(shù)與法律并不矛盾。在某一個大型實驗中,能源部的科學家們希望可以對核廢料隔絕試驗廠的鹽床是否可以存儲比它現(xiàn)在所存的材料溫度更高的放射性廢料進行評估。2011年的時候,研究小組就開始了一個耗資三千一百萬美元的實驗,用于檢測在受熱及有水流經(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5千米深的像花崗巖一般堅硬的巖石鉆孔里。新墨西哥州阿爾伯克基的桑迪亞國家實驗室領(lǐng)導著一批研究人員和企業(yè)正在鉆孔的試驗性階段,預(yù)期耗資接近兩千五百萬美元。鹽受熱研究以及鉆孔計劃目前正在競爭著能源部有關(guān)這方面研究的很少一部分的年度預(yù)算,1500萬美元。“像目前這兩個項目,任何一個都可能大大超出當前的預(yù)算?!蹦茉床可5蟻喓藦U料科學項目主管彼得·斯威夫特(Peter Swift)說道。
在歐洲,科學家已經(jīng)開始了對其他類型巖石的專業(yè)研究。芬蘭和法國分別提議地下儲藏室采用花崗巖和頁巖。德國將低等和中等級別的廢料埋在了地下鹽層下,并且在為最具爭議的高等廢料尋找最堅固的地形進行儲藏。
“國際合作組織給了研究者們對所有這些環(huán)境進行基礎(chǔ)研究的特權(quán)?!狈▏葼柕姆派湫詮U物處置技術(shù)平臺的秘書長雅克德萊說道。財團注入了大約1000萬歐元支持歐洲委員會聯(lián)合研究項目。“現(xiàn)在最棘手的是將學術(shù)科學研究和我們的項目聯(lián)系起來,”他說。
但基礎(chǔ)研究也只能做到這一步了,因為廢料處置場是否安全是與當?shù)氐牡刭|(zhì)情況密切相關(guān)的。在選擇了一個地址后,研究人員還必須研究其密度、巖石的孔隙度和熱導率,表征出任何斷裂和地下水運動情況。建模和實驗均有助于確定巖石對于核廢料產(chǎn)生的熱量發(fā)生的變化與反應(yīng)。
美國已耗資超過150億美元在尤卡山上,然而當時的能源部長朱棣文卻及時喊卡,認為那個地方并不是一個 “可行的選項”——這一舉措被廣泛解讀為,這個項目注定敗在政治上,而不是技術(shù)上。美國已經(jīng)有了一些替代的舉措??査拱偷拢瑩碛泻藦U料隔絕試驗廠的城市,在政治上傾向于擴大其核廢料的投資組合。但很少有其他地區(qū)有興趣儲存核廢料。
一些美國能源部的研究人員支持鉆孔勘探工作,目前還沒有人對這個想法進行驗證,這可以追溯到70年代。斯威夫特估計只要800個鉆孔就可以滿足現(xiàn)在美國廢料的處理現(xiàn)狀,同時還可以從現(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?!澳憧梢园褨|西分散開,不用把所有的錢都砸在一個地方上?!迸撂乩锟恕げ祭椎希≒atrick Brady)說道,他是桑迪亞鉆孔團隊實驗室的一位地球化學家。
鉆井的局限性可能會限制住這些鉆孔的直徑小于50厘米,所以那些存儲在大罐中的燃料棒可能需要重新包裝處理了。然而一個孔洞的尺寸必須與廢料完美匹配上才好,美國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,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,他們都能融入一個鉆孔。
隨著全球各地對于地下廢料處置場的關(guān)注,斯威夫特認為現(xiàn)在應(yīng)該嘗試一些新的概念了:“如果我們做出一個鉆孔來,那么世界其他地方的人都會過來觀摩?!?/p>