吳燕/編譯

2014發(fā)生的泄漏事件讓美國(guó)的核廢料研究復(fù)蘇

吳燕/編譯

廢料隔離試驗(yàn)工場(chǎng)的鹽巖層存放著來(lái)自美國(guó)核武器實(shí)驗(yàn)室的放射性材料。

●一次核泄漏事件引起了人們對(duì)美國(guó)唯一深層核廢料儲(chǔ)存所的疑問(wèn)，也讓科學(xué)家們?cè)俅斡袡C(jī)會(huì)要求對(duì)地下核廢料儲(chǔ)存所進(jìn)行更多的研究。

2014年2月14日，位于新墨西哥州卡爾斯巴德附近的廢料隔離試驗(yàn)工場(chǎng)（Waste Isolation Pilot Plant，WIPP）發(fā)生放射性钚和镅泄漏，在這里，來(lái)自美國(guó)核武器計(jì)劃的數(shù)千桶污染物被存放于地表以下500余米深處的鹽巖層中。衛(wèi)生與環(huán)境方面的影響看來(lái)較小，但13名雇員已檢測(cè)出受到小劑量放射性污染。

這次事件也重新引起人們注意政策制訂者們一直以來(lái)都在逃避的一個(gè)問(wèn)題：如何處理來(lái)自商用核反應(yīng)堆的不斷增加的乏燃料（spent fuel），它們目前就存放在反應(yīng)堆所在地。2010年，能源部擱置了開(kāi)發(fā)內(nèi)華達(dá)州尤卡山的計(jì)劃，自1987年起，尤卡山就已被計(jì)劃用作一個(gè)未來(lái)地下儲(chǔ)存所的所在地。能源部以及多家大學(xué)的研究人員們想要探索各種替代方案。但他們表示，他們因?yàn)轭A(yù)算很少而步履維艱，而另一個(gè)原因則是《核廢料政策法案》（Nuclear Waste Policy Act），該法案阻礙了能源部對(duì)除尤卡山之外的任何其他地點(diǎn)進(jìn)行調(diào)查。

“所有的陳舊觀點(diǎn)基本上被舊事重提，”位于坎布里奇的麻省理工學(xué)院的一名核工程師邁爾克·德里斯科爾（Michael Driscoll）說(shuō)?！暗覀兪紫刃枰氖菄?guó)會(huì)去設(shè)法解決這個(gè)問(wèn)題，并對(duì)《核廢料政策法案》做出修訂?！?/p>

于是，研究人員尋求與法律并不沖突的普通儲(chǔ)存方法。在一項(xiàng)擬進(jìn)行的大型試驗(yàn)中，能源部科學(xué)家們想要評(píng)估WIPP的鹽巖層是否能夠存放比它們目前所容納的物質(zhì)溫度更高的放射性廢料。2011年，這個(gè)研究小組開(kāi)始推進(jìn)一項(xiàng)耗資3 100萬(wàn)美元的試驗(yàn)，該試驗(yàn)本來(lái)要檢測(cè)當(dāng)鹽礦被加熱后如何變形以及水如何通過(guò)這些鹽礦。

其他的研究人員正在研究的想法是，將核廢料罐注入在像花崗巖這樣堅(jiān)硬巖石上鉆出的5千米深的孔洞中。位于新墨西哥州阿爾伯克基的桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室正帶領(lǐng)一批研究人員和企業(yè)試圖鉆出一個(gè)試驗(yàn)性孔洞，這項(xiàng)工作耗資大約2 500萬(wàn)美元。熱鹽巖與孔洞提議目前正在競(jìng)爭(zhēng)，以在能源部為此類研究所做的相對(duì)很少的1 500萬(wàn)美元年度預(yù)算之內(nèi)獲得資助?！斑@兩個(gè)大型試驗(yàn)中的任何一個(gè)都會(huì)全部用掉目前的預(yù)算，”桑迪亞實(shí)驗(yàn)室負(fù)責(zé)能源部核廢料科研計(jì)劃的彼得·斯威夫特（Peter Swift）說(shuō)。

在歐洲，科學(xué)家們已利用其他類型的巖石開(kāi)發(fā)出專門(mén)技術(shù)。芬蘭和法國(guó)分別瞄準(zhǔn)了花崗巖和頁(yè)巖作為擬議中的地下儲(chǔ)存所之所。德國(guó)將中低放廢料埋在地下鹽丘中，并正在對(duì)地形是否適用于建造一座具有爭(zhēng)議性的高水平放射性廢料儲(chǔ)存庫(kù)進(jìn)行評(píng)估。

國(guó)際合作讓研究者們有機(jī)會(huì)利用基于所有這些環(huán)境而建立起來(lái)的基礎(chǔ)科學(xué)知識(shí)，雅克·德萊（Jacques Delay）說(shuō)。他是法國(guó)放射性廢料地質(zhì)處置可行性技術(shù)平臺(tái)秘書(shū)長(zhǎng)，這家協(xié)會(huì)管理著一項(xiàng)由歐盟委員會(huì)所領(lǐng)導(dǎo)的約1 000萬(wàn)歐元（1 400萬(wàn)美元）的聯(lián)合研究計(jì)劃?！凹值膯?wèn)題是在學(xué)術(shù)研究與我們的項(xiàng)目之間建立聯(lián)系，”他說(shuō)。

但基礎(chǔ)研究只能實(shí)現(xiàn)至此，因?yàn)閷?duì)于儲(chǔ)存庫(kù)安全性的科學(xué)評(píng)估因當(dāng)?shù)氐牡刭|(zhì)狀況而有其特殊性。在選定一個(gè)地點(diǎn)之后，研究人員必須對(duì)那里的巖石密度、多孔性和熱傳導(dǎo)性加以研究，并辨別出巖石的裂縫或斷層以及地下水的運(yùn)動(dòng)流向。建模和試驗(yàn)有助于確定巖石在遇到由核廢料產(chǎn)生的熱時(shí)會(huì)有何反應(yīng)。

在時(shí)任能源部長(zhǎng)的朱棣文終止尤卡山項(xiàng)目之前，美國(guó)在這個(gè)項(xiàng)目上花掉了150億美元，終止項(xiàng)目時(shí)的說(shuō)法是這個(gè)地點(diǎn)并不是一個(gè)“行得通的選擇”——其意味被廣泛解釋為，如果不是由于技術(shù)原因的話，那么就是出于政治因素而做出的決斷。美國(guó)已評(píng)估了幾個(gè)替代方案。WIPP所在的卡爾斯巴德市出于政治方面的考慮而傾向于擴(kuò)大其在核廢料方面的投資。但少數(shù)其他社區(qū)也對(duì)存放核廢料顯示出過(guò)興趣。

一些能源部研究人員贊成對(duì)孔洞提議開(kāi)展一項(xiàng)嚴(yán)肅認(rèn)真的勘察，在某種程度上是因?yàn)樯袩o(wú)人對(duì)這個(gè)時(shí)間可上溯至1970年代的觀點(diǎn)進(jìn)行過(guò)檢驗(yàn)。斯威福特估計(jì)，只要800個(gè)孔洞就可以容納美國(guó)現(xiàn)有的核廢料以及現(xiàn)有核反應(yīng)堆截至2050年左右所產(chǎn)生的乏燃料。在全國(guó)各地都有處于不同深度的合適的巖石。“你可以將這些孔洞分散到各處，而且你不會(huì)將你所有的經(jīng)費(fèi)都投在一個(gè)地方，”桑迪亞實(shí)驗(yàn)室的一名地球化學(xué)家帕特里克·布雷迪（Patrick Brady）說(shuō)，他是這間實(shí)驗(yàn)室的孔洞研究團(tuán)隊(duì)的成員。

鉆孔技術(shù)的限制可能限定了這些孔洞直徑要小于50厘米，因此，目前存放在大罐中的乏燃料棒需要重新包裝。不過(guò)，這樣大小的一個(gè)孔洞對(duì)于能源部試圖加以處理的一個(gè)主要廢料源頭就會(huì)是很理想的所在，這個(gè)主要廢料源就是來(lái)自漢福德區(qū)——華盛頓州一家廢置不用的钚生產(chǎn)企業(yè)的2000個(gè)裝滿了銫和鍶的高放射性鋼筒。這些鋼筒有52-56厘米長(zhǎng)，直徑達(dá)9厘米，它們是漢福德38%的放射性所在。斯威夫特說(shuō)，它們可以全部放進(jìn)一個(gè)單獨(dú)的孔洞里。

由于全球的研究都專注于地下儲(chǔ)存庫(kù)，斯威夫特認(rèn)為現(xiàn)在是嘗試某種新理念的時(shí)候了：“假如我們鉆出一個(gè)孔洞，那么它將是世界其他地方都要來(lái)探訪審視的那一個(gè)?！?/p>

[資料來(lái)源：Nature][責(zé)任編輯：?；襗