徐國(guó)慶

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院， 中核高放廢物地質(zhì)處置評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100029）

高放廢物分類(lèi)處置的國(guó)際新動(dòng)向

徐國(guó)慶

（核工業(yè)北京地質(zhì)研究院， 中核高放廢物地質(zhì)處置評(píng)價(jià)技術(shù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室， 北京 100029）

首先簡(jiǎn)述國(guó)外高放廢物（HLW）處 置 研 發(fā) 工 作 的 現(xiàn) 狀 ， 然后論述 HLW 分類(lèi)處置的概念，研討影響軍用 HLW 分類(lèi)處置方案選擇的一些因素， 以及簡(jiǎn)介其分類(lèi)處置的 3個(gè)方案。 這樣， 把以前不分 HLW 來(lái)源（商用或軍用）都處置在同一礦山式處置庫(kù)中的方案作了細(xì)化， 推進(jìn)了 HLW 處置研發(fā)工作的發(fā)展。但其中的深鉆孔處置方案，現(xiàn)還處于可行性研究階段，要得到實(shí)際應(yīng)用，今后還有許多工作要做。 上述軍用 HLW 分類(lèi)處置方案的建議是美國(guó)藍(lán)帶委員會(huì)于 2012 年首先提出的， 它對(duì)我國(guó)的高放廢物處置工作也有參考價(jià)值。

高放廢物； 商用高放廢物； 軍用高放廢物； 高放廢物分類(lèi)處置方案

1 國(guó)外HLW處置研發(fā)工作現(xiàn)狀

近年來(lái)， 人們?cè)诓粩嗫偨Y(jié)幾十年來(lái) HLW處置研發(fā)工作的經(jīng)驗(yàn)和教訓(xùn)，并形成了一些新的認(rèn)識(shí)， 這對(duì)各國(guó)順利開(kāi)展 HLW 地質(zhì)處置工作十分重要。

1.1 提出 HLW 管理新策略

近年來(lái)， 不少?lài)?guó)家汲取了幾十年來(lái) HLW處置研發(fā)工作的經(jīng)驗(yàn)與教訓(xùn)， 提出一個(gè) HLW管理的新策略：自適應(yīng)分期管理和選址以自愿為基礎(chǔ)的策略。該策略具有如下兩大特點(diǎn)。

1） 強(qiáng)調(diào) HLW 處置研發(fā)工作規(guī)劃的自適應(yīng)性和靈活性。 以前 HLW 管理的策略是整體規(guī)劃分步?jīng)Q策， 不少?lài)?guó)家都制定 HLW 處置研發(fā)工作的時(shí)間表，規(guī)定什么時(shí)間應(yīng)完成那一階段任務(wù)。但實(shí)際的執(zhí)行情況是，幾十年來(lái)從來(lái)沒(méi)有一個(gè)國(guó)家是按時(shí)間表所規(guī)定的時(shí)間來(lái)完成任務(wù)的。 如美國(guó)原定 2010 年建成處置庫(kù) ， 現(xiàn) 在 已 推 延 到 2048 年［1］， 德 國(guó) 原 定 于2008 年建成處置庫(kù)，但到現(xiàn)在 Gorleben 候選處置庫(kù)場(chǎng)址還處在特性評(píng)價(jià)之中，計(jì)劃在2040 年建造處 置 庫(kù)［2］。 產(chǎn)生這 種情況 ，是由于 HLW 處置研發(fā)工作的復(fù)雜性， 影響因素頗多，有些難以預(yù)測(cè)，因此分步?jīng)Q策的時(shí)限問(wèn)題難具有法律的規(guī)定性，而采取一定的靈活性。 因此， 加拿大于 2005 年［3］和美國(guó)于 2012年就分別提出 HLW 管理的這種策略［1］。

2） 增加政策的透明度， 強(qiáng)調(diào)當(dāng)?shù)卣凸妳⑴c重要性。 HLW 處置的研發(fā)工作雖然政府是主導(dǎo)的，但事實(shí)證明，當(dāng)?shù)卣凸姷膮⑴c亦極為重要。以前美國(guó)的尤卡山項(xiàng)目單靠政府自上而下的行政命令，而不顧及當(dāng)?shù)卣腿罕姷囊庠负颓榫w，結(jié)果把事情辦糟了。所以有些國(guó)家就積極組織當(dāng)?shù)卣凸妳⑴cHLW 處置的研發(fā)工作，開(kāi)展自愿選址活動(dòng)。結(jié)果芬蘭、 瑞典等國(guó)就得益不少， HLW 處置的研發(fā)工作開(kāi)展得很順利。現(xiàn)在加拿大、日本、法國(guó)和美國(guó)等都在積極推行這種策略。

1.2 處置庫(kù)功能在不斷擴(kuò)展

現(xiàn)在的處置庫(kù)中不僅處置 HLW 和乏燃料（SNF）， 同時(shí)還處置其他類(lèi)型核廢物。 如在瑞士和羅馬尼亞等國(guó)的處置庫(kù)概念設(shè)計(jì)中，除處置 HLW 和 SNF 外， 還處置長(zhǎng)壽命中放廢物； 立陶宛也準(zhǔn)備將 SNF 與中放廢物處置在同一處置庫(kù)中；英國(guó)在處置庫(kù)概念設(shè)計(jì)中，除處置 HLW 和 SNF 外，還處置有屏蔽的和無(wú)屏蔽的低、中放廢物；俄羅斯在處置庫(kù)概念設(shè)計(jì)中， 也準(zhǔn)備除處置 HLW 外， 處置低、 中放廢物和退役廢物。

1.3 HLW 的分類(lèi)處置受到人們的關(guān)注

以前是不分廢物來(lái)源（是軍用的， 還是商用的）， 把不同來(lái)源的 HLW 都處置在同一個(gè)礦山式處置庫(kù)中，現(xiàn)在則提出不同來(lái)源的HLW，除處置在同一礦山式處置庫(kù)中外，是否可以考慮處置在獨(dú)立的礦山式處置庫(kù)中或深鉆孔中。 這個(gè)方案由美國(guó)藍(lán)帶委員會(huì)（BRC）于 2012 年提出， 這是本文討論的重點(diǎn)。

1.4 深鉆孔處置 HLW 的問(wèn)題越來(lái)越受人們的關(guān)注

這方面美國(guó)、瑞典和英國(guó)等國(guó)都做過(guò)不少工作，但目前只進(jìn)行一些可行性研究，遠(yuǎn)未達(dá)到實(shí)際應(yīng)用的程度，以后尚需通過(guò)大量實(shí)踐活動(dòng)來(lái)驗(yàn)證其實(shí)際應(yīng)用的可行性［4］。

1.5 近年來(lái) HLW 處置的研發(fā)工作獲得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展

近年來(lái)，雖然美國(guó)尤卡山項(xiàng)目被中止，但歐洲一些國(guó)家的 HLW 處置研發(fā)工作卻得到順利發(fā)展。瑞典核燃料和廢物管理公司（SKB）于 2009 年推薦 Forsmark 為處置庫(kù)場(chǎng)址， 2011年提交建造處置庫(kù)申請(qǐng)， 計(jì)劃 2015 年建造處置庫(kù)， 2020 年以后處置庫(kù)運(yùn)行。 芬蘭于 2000年 確認(rèn) Olkiluoto 為處置庫(kù)正式場(chǎng)址 ， 2012 年提交建造 Olkiluoto 處置庫(kù)申請(qǐng)， 2018 年提 交處置庫(kù)運(yùn)行申請(qǐng)， 計(jì)劃 2020 年處置庫(kù)運(yùn)行［5］。瑞 士 于 2004 年 對(duì) Mont Terri 地 區(qū) 的 Opalinus黏土巖作了安全評(píng)價(jià)， 計(jì)劃在 2035 年左右提交建造處置庫(kù)申請(qǐng)， 2050 年左右處置庫(kù)運(yùn)行［6］。法國(guó)于 2005 年已對(duì) Bure 地下實(shí)驗(yàn)室附近的Callovo-Oxfordian 泥 巖 完 成 了 處 置 HLW 和SNF 可行性的詳細(xì)安全評(píng)價(jià)， 計(jì)劃在 2020 年開(kāi)始建造處置庫(kù)， 2025 年 處 置 庫(kù) 開(kāi) 始 試 運(yùn)行［7］。 比利時(shí) 在 Mol 地下實(shí) 驗(yàn) 室 對(duì) Boom 黏 土巖進(jìn)行大量特性評(píng)價(jià)工作，目的是查明黏土巖處置 HLW 的可行性。 德國(guó) Gorleben 場(chǎng)址的特性評(píng)價(jià)工作， 經(jīng) 10 年中斷后， 于 2011 再度啟動(dòng)， 并計(jì)劃于 2040 年處置庫(kù)投入運(yùn)行［2］。除此以外， 歐洲 4個(gè)國(guó)家（法國(guó)、 瑞典、瑞士和芬蘭）為了解決 HLW 處置中一些急需要解決的問(wèn)題， 推進(jìn) HLW 處置的研發(fā)工作， 利用各自國(guó)家的地下實(shí)驗(yàn)室， 聯(lián)合開(kāi)展 LUCOEX（ The Large Underground Concept Experiments Project） 項(xiàng)目的研究。被邀請(qǐng)參加該項(xiàng)目進(jìn)行相關(guān)內(nèi)容研究的還有保加利亞、波蘭、斯洛伐克、 比利時(shí)和德國(guó)［8］。

2 高放廢物分類(lèi)處置

2012 年， 美國(guó)的 BRC 在 2010 年 3 月至2012 年 1 月期間， 在對(duì)國(guó)內(nèi)、 外高放廢物處置研發(fā)工作的現(xiàn)狀進(jìn)行廣泛調(diào)查的基礎(chǔ)上，完成了 長(zhǎng)達(dá) 158 頁(yè) 的 《致能 源 部 部 長(zhǎng) 的 報(bào)告》［1］。 在此報(bào)告中， BRC 提出了處置庫(kù)的選址、 HLW 和 SNF 的運(yùn)輸和儲(chǔ)存、 處置方案，以及 HLW 管理策略的建議。 2013 年能源部（DOE） 發(fā)表了 《SNF 和 HLW 和處置策略》文件， 并闡明今后 10年的研發(fā)任務(wù)， 以及成立新的廢物管理和處置機(jī)構(gòu) （MOD）［9］。 2014 年DOE 又發(fā)表了 《DOE 管理的 HLW 和 SNF 處置方案評(píng)估》 文件， 論述了軍用 HLW 分類(lèi)處置問(wèn)題［10］。

2.1 分類(lèi)處置的概念

HLW 在我國(guó)是指高放廢物玻璃固化體和乏燃料兩部分， 在美國(guó)對(duì) HLW 也是指未經(jīng)后處理的 SNF 和經(jīng)過(guò)后處理而產(chǎn)生的 HLW 玻璃固化體。但有時(shí)在文獻(xiàn)的同一語(yǔ)句中，同時(shí)出現(xiàn)這兩個(gè)詞時(shí)，則這里的 HLW 主要是指HLW 玻璃固化體［10］。

以前 HLW 的處置， 國(guó)際上普遍公認(rèn)的是礦山式處置庫(kù)處置方案，這個(gè)方案與 HLW 來(lái)源無(wú)關(guān)，不論是商用的、軍用的、研究用的還是醫(yī)用的，都可處置在同一礦山式處置庫(kù)中。 現(xiàn)在美國(guó) BRC 和 DOE 則提出商用 HLW和 SNF 要與由 DOE 管理的軍用 HLW 和一些由熱致冷卻器產(chǎn)生的 SNF（這里可能包括海軍用冷卻器產(chǎn)生的乏燃料）進(jìn)行分別處置。 因?yàn)榇藘烧呔哂胁煌奶匦裕创颂匦?，提出軍?HLW 和 SNF 的 3 個(gè)處置方案。因此， 本文指的分類(lèi)處置主要是指軍用 HLW 和 SNF 的分類(lèi)處置。

2.2 影響分類(lèi)處置的一些因素

2.2.1 廢物量

HLW 要進(jìn)行分類(lèi)處置， 首先要看有多大的廢物量，有無(wú)必要進(jìn)行獨(dú)立處置。

據(jù)有關(guān)資料， 到 2035 年美國(guó)預(yù)測(cè)的乏燃料 數(shù) 量 如 下［10］： 美 國(guó) HLW 和 SNF 量 總 計(jì) 為217 330 m3，其中商用的 SNF 量為 183 896 m3，占全國(guó)總 SNF 量的 85%； DOE 管理的 HLW量和 SNF 量為 33 434 m3， 占 15%（其中 HLW量為 26 260 m3， 占 12%， 包括海軍的 SNF 量為 7 165 m3， 占 3%）。 在 DOE 管 理 的 HLW中，以位于漢福德（Hanford）場(chǎng)址的 HLW 玻璃固化體所占的體積最大， 為 14 089 m3（54%），其次為位于薩凡納河（SRS）場(chǎng)址， 為 3 988 m3（15%）， 薩凡納河場(chǎng)址（SRS）現(xiàn)存的 HLW 玻璃固化體為 2 969 m3（11%）。 到 2035 年， 由DOE 管理的 HLW 中還包括煅燒廢物 3 661 m3（14%）， 含鈉廢物 721 m3（3%）， 玻璃固化銫與鍶的小型廢物罐中的廢物 453 m3（2%）， 西谷演示項(xiàng)目（WVDP）的 HLW 玻璃固化體 245 m3（1%）， 已處理的鈉結(jié)合乏燃料廢物 132 m3（＜1%）， 德國(guó)運(yùn)來(lái)后處理的 HLW 玻璃固化體3 m3（＜1%）。

由上述可見(jiàn)， DOE 管理的 HLW 和 SNF量到 2035 年其預(yù)測(cè)值為 33 434 m3， 約占全美HLW 和 SNF 總量的 15%。 這說(shuō)明這部分要處置的廢物量還是相當(dāng)大的。

2.2.2 廢 物 特 性 （下 面 只 論 及 與 處 置 方 案 有關(guān)的 DOE 管理的 HLW 和 SNF 廢物的特性）：

2.2.2.1 廢物分組

首先將所有 HLW 和 SNF 按其相似的處置特性進(jìn)行分組，這樣有利于確定它們?cè)诟魈幹梅桨钢械奈恢茫ū?）。 這里所指的處置特性包括放射性核素含量、熱學(xué)、化學(xué)和物理特性，以及與封裝和安全方面有關(guān)的問(wèn)題。

表1 廢物分組描述Table 1 Waste group description

2.2.2.2 均一性

HLW 并非是單一的玻璃固化體或乏燃料，其組成較為復(fù)雜，因此，就有不同的處置方案。

由表1 可見(jiàn)， DOE 管理的 HLW 和 SNF與商用的 SNF 明顯不同， 雖然 DOE 管理的廢物只占全部廢物量的 15%， 但卻在上述 10 個(gè)廢物分組中占有8個(gè)分組，說(shuō)明該類(lèi)廢物相當(dāng)不均一， 而商用SNF則具有相對(duì)較好的均一性。

DOE 管理的 HLW，包括由高放廢液產(chǎn)生的玻璃固化體、由研究反應(yīng)堆中鈉結(jié)合乏燃料經(jīng)電冶金處理時(shí)產(chǎn)生的各種工程類(lèi)的廢物體，以及由煅燒產(chǎn)生的鹽類(lèi)、粒狀固體和粉末。在該類(lèi)廢物中以后者體積為最大。

DOE 管理的 SNF， 雖其量不大， 但在 10個(gè)廢物分組中卻占5個(gè)，說(shuō)明其廢物均一性也較差。這類(lèi)廢物可分為金屬和非氧化物乏燃料（約 2 100 MTHM）， 鈉結(jié)合乏燃料（約 56 MTHM）， DOE 管理的氧化物乏燃料 （約 180 MTHM）， 涂敷顆粒乏燃料（約 27 MTHM）， 以及海軍乏燃料（至 2035 年約 65 MTHM）。

2.2.2.3 廢物成分

由上述廢物分組的情況看， HLW 的成分并非單一，而是具有多樣性。

除未經(jīng)處理的鈉結(jié)合 SNF 外， 幾乎所有各類(lèi) HLW 和 SNF 都可處置在普通的礦山式處置庫(kù)中。但某些廢物成分對(duì)處置庫(kù)性能評(píng)價(jià)發(fā)生一定影響。如大部分乏燃料在還原環(huán)境要比氧化環(huán)境穩(wěn)定，含氯化物和氟化物鹽類(lèi)的廢物體易對(duì)廢物容器等產(chǎn)生腐蝕作用，乏燃料含有活動(dòng)性較高的長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物（如129I），所以工程屏障設(shè)計(jì)時(shí)應(yīng)采取相應(yīng)措施。

2.2.2.4 廢物罐大小

廢物罐的大小受控于廢物體本身的大小、罐內(nèi)所封裝的廢物體數(shù)量，以及滿足廢物處置方案對(duì)廢物罐的體積要求。很顯然，深鉆孔處置方案只適合處置小體積廢物罐，而大體積廢物罐則宜于處置在礦山式處置庫(kù)中。

美國(guó)標(biāo)準(zhǔn)廢物罐大小將有4個(gè)尺寸：直徑為 0.46 m 或 0.61 m； 長(zhǎng)度為 3.0 m 或 4.6 m。

目前和將來(lái)封裝 HLW 固化體的廢物罐大?。?直徑 0.61m， SRS 長(zhǎng)為 3 m， Handford 為4.6 m。

美國(guó)深鉆孔， 按桑迪亞國(guó)家實(shí)驗(yàn)室（SNL）設(shè)計(jì)，處置在深鉆孔中的廢物罐直徑要為 ≤0.3 m。 但這個(gè)數(shù)并非固定， 它會(huì)隨著鉆進(jìn)技術(shù)和鉆探成本的降低而有所擴(kuò)大。這些廢物主要是現(xiàn)在已封裝在直徑≤0.3 m 的廢物罐中的廢物體，待封裝在小型廢物罐中的銫與鍶廢物體、 未處理的煅燒 HLW、 鈉結(jié)合乏燃料經(jīng)電冶金處理時(shí)產(chǎn)生的鹽類(lèi)，以及現(xiàn)在未經(jīng)封裝的位于愛(ài)達(dá)荷國(guó)家實(shí)驗(yàn)室 （INL）和SRS 水池中的某些 DOE 管理的 SNF。

大體積廢物罐體積較大，它只能處置在礦山式處置庫(kù)中， 這些廢物主要是 SNF。

因此，廢物罐的設(shè)計(jì)不僅要考慮候選處置庫(kù)場(chǎng)址的地質(zhì)、水文地質(zhì)、地球化學(xué)和巖石力學(xué)的一些特點(diǎn)，同時(shí)還應(yīng)考慮廢物的處置方案，因?yàn)椴煌奶幹梅桨笇?duì)廢物罐的體積要求有所不同。

2.2.2.5 釋熱量

廢物罐的熱輸出，即釋熱量，它與廢物罐內(nèi)的廢物量、廢物堆放時(shí)間及燃料的燃耗有關(guān)。

圖 1 各類(lèi)高放廢物的平均釋熱量 （W/廢物罐）Fig.1 The average thermal power of different types of HLW （W/canister）

各類(lèi)高放廢物的釋熱量見(jiàn)圖 1。 由圖 1可見(jiàn)，廢物的釋熱量，按圖1圖例的上、下排列為序， 是由上而下增加。 如軍用 HLW 和大部分 DOE 管理的 SNF 廢物罐的釋熱量較低，在 300 W 以下， 而商用的 SNF 釋熱量則甚高（≥1 000W）。 在 HTMC 多相耦合作用研究中，溫度是起主導(dǎo)作用的，這對(duì)黏土巖作為處置庫(kù)圍巖的地段尤為重要。因此，一般處置庫(kù)的設(shè)計(jì)要求溫度不超過(guò) 100℃。

2.2.2.6 輻射毒性

圖2 輻射毒性與卸堆時(shí)間的關(guān)系Fig.2 Radiotoxicity and unloading time

廢物的輻射毒性對(duì)處置庫(kù)關(guān)閉后的性能評(píng)價(jià)關(guān)系也很密切。由圖2可見(jiàn)，在相同的時(shí)間內(nèi)， 未經(jīng)后處理的 SNF 的輻射毒性要比已經(jīng)后處理的玻璃固化 體 高［11］， 也 就 是 前者在處置庫(kù)關(guān)閉后的安全評(píng)價(jià)時(shí)間尺度要更長(zhǎng)些。雖然通過(guò)分離-嬗變能把高放廢液中的超鈾元素和長(zhǎng)壽命裂變產(chǎn)物分離出來(lái)，其分離后的產(chǎn)物的輻射毒性是最低的，但此法尚在實(shí)驗(yàn)研究階段，未投入工業(yè)應(yīng)用。另外，圖2中的天然鈾的輻射毒性線，并不是固定的，由于天然鈾礦石品位變化甚大，因此各國(guó)可根據(jù)各自的實(shí)際情況畫(huà)出自己的天然鈾的輻射毒性線。

2.2.2.7 成本估算

對(duì)不同類(lèi)型廢物建造處置庫(kù)的成本估算是十分粗略的， 這部分資料（表2）引自參考文獻(xiàn)［10］。

由表2可見(jiàn)，處置庫(kù)成本最高的是結(jié)晶巖和黏土巖，最低是巖鹽和未經(jīng)回填的頁(yè)巖。同種圍巖，普通處置庫(kù)成本略高于其他各獨(dú)立的處置庫(kù)成本。 商用的 HLW 和 SNF 處置庫(kù)的成本都遠(yuǎn)高于 DOE 管理的 HLW 和 SNF 處置庫(kù)成本。

表2 商用和 DOE 管理的 HLW 和 SNF 處置庫(kù)成本的粗略估算Table 2 Rough magnitude estimation of costs for repositories for commercialand DOE-managed SNF and HLW

2.2.2.8 處置的安全性和公眾的可接受性

由于目前只有普通候選處置庫(kù)存在，因此只對(duì)這類(lèi)處置系統(tǒng)進(jìn)行過(guò)安全評(píng)價(jià)、如美國(guó) 的 尤 卡 山 、 瑞 典 的 Forsmark、 芬 蘭 的Olkiluoto 候選處置庫(kù)和瑞士 Mont Terri地區(qū)的Opalinus 黏 土 巖 等 。 但 對(duì) 處 置 軍 用 HLW 和SNF 的候選處置庫(kù)的選址工作還未進(jìn)行， 因此缺乏這方面資料。然而從整體情況來(lái)看，能滿足普通處置庫(kù)安全評(píng)價(jià)要求的也能滿足獨(dú)立處置軍用廢物處置庫(kù)的要求。對(duì)深鉆孔處置的全安評(píng)價(jià)目前還未進(jìn)行實(shí)際評(píng)價(jià)工作。

軍用 HLW 和 SNF 與商用的 SNF 分別處置后， 軍用 HLW 和 SNF 處置庫(kù)在釋熱量、 處置庫(kù)設(shè)計(jì)和建造成本方面具有優(yōu)勢(shì)，因此，HLW 分類(lèi)處置后可能會(huì)增加公眾對(duì) HLW 處置的可接受性。

3 高放廢物分類(lèi)處置的方案

美國(guó) BRC 共提出下列 3個(gè)高放廢物分類(lèi)處置的方案。

3.1 各類(lèi) HLW 處置同一礦山式處置庫(kù)中

這是目前國(guó)外對(duì) HLW 普遍執(zhí)行的一種處置方案， 它不管其廢物來(lái)源 （軍用、 商業(yè)、醫(yī)用和研究用），也不管廢物的體積大小， 都處置在同一處置庫(kù)的不同地段中。一些大體積釋熱量大的廢物處置在此類(lèi)處置庫(kù)。

3.2 某些 DOE 管理的 HLW 和 SNF 處置在獨(dú)立的礦山式處置庫(kù)中

這類(lèi)處置庫(kù)具有下列特點(diǎn)： 1） 處置庫(kù)規(guī)模小。這是由于 DOE 管理的 HLW 和 SNF 具有地質(zhì)處置所需的較小體積和較小釋熱量。2） 熱負(fù)荷低。 DOE 管理的 HLW 和 SNF 的熱負(fù)荷低（表1）， 因此在熱負(fù)荷管理方面具有下列特點(diǎn)：①處置前廢物無(wú)需在地表暫存或?qū)捍嬖O(shè)施進(jìn)行通風(fēng)；②廢物罐堆放時(shí)可縮短廢物罐間的間隙距，這可減少回填材料在間隙間的充填量；③縮短了運(yùn)行時(shí)間，提早對(duì)處置庫(kù)進(jìn)行永久性關(guān)閉。 3） 無(wú)需臨界控制。由于 DOE 管理的大量裂變產(chǎn)物在后處理時(shí)被處理掉，因此對(duì)這類(lèi)廢物無(wú)需實(shí)行臨界控制。4） 處置成本低。在同種圍巖條件下， 處置軍用的 HLW 和 SNF 的處置成本要比處置商用的HLW 和 SNF 的成本低（表2）。

基于上述特點(diǎn)，DOE 提出， 它管理的HLW 和 SNF 可以考慮獨(dú)立處置方案。 因?yàn)檫@類(lèi)廢物在處置庫(kù)設(shè)計(jì)、運(yùn)行方面的要求要比處置商用 SNF 的處置庫(kù)簡(jiǎn)單一些。

3.3 部分 HLW 處置在深鉆孔中

關(guān)于 HLW 在深鉆孔中的處置問(wèn)題，筆者已有另文報(bào)導(dǎo)［3］， 故在此不再贅述。

按美國(guó)方案（SNL，2009）， 這類(lèi)鉆孔一般深 4～5 km， 其中鉆孔上部為沉積巖， 下部為結(jié)晶巖 （通常為花崗巖）， 廢物處置在鉆孔底部 1～2 km 處， 終孔直徑為 44.5 cm， 終孔套管內(nèi)徑為 31.8 cm。 因此， 欲處置在深鉆孔中的廢物罐其外徑最大不能超過(guò)終孔套管內(nèi)徑。來(lái)自軍用高放廢液的銫與鍶小型廢物罐是廢物罐中最小的， 其直徑僅為 9 cm， 長(zhǎng)為 56 cm，因此這類(lèi)廢物適宜于深鉆孔處置。

4結(jié)語(yǔ)

美國(guó) BRC 提出的商用 SNF 與 DOE 管理的某些 HLW 和 SNF，按其廢物特性， 提出了3種處置方案的建議得到了 DOE 的確認(rèn)。 筆者認(rèn)為，這是一種頗有前瞻性的方案，對(duì)筆者也很有參考價(jià)值，但要處理與處置部門(mén)協(xié)同作戰(zhàn)才行，要有有關(guān)領(lǐng)導(dǎo)部門(mén)統(tǒng)一指揮才行。 另外， 深孔處置 HLW 的方案現(xiàn)在還處于可行性研究?jī)r(jià)段，距實(shí)際應(yīng)用，還有一段很長(zhǎng)的路要走。

［1］BRC.Report to the Secretary of Energy［R］. ［2012-01］ ［2014-09-15］ http://cybercemetery.unt.edu/ archive/brc/2012 06202202 35/http://brc.gov/sites/ default/files/documents/brc_finalreport_jan2012.pdf.

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［3］NWMO.Moving Forward Together， Triennial Report2008 to 2010［R］.Ottawa:NWMO， 2011.

［4］徐國(guó)慶.高放廢物深鉆孔處置的可行性研究現(xiàn)狀［J］.世界核地質(zhì)科學(xué)， 2014，31（增刊）:485-496.

［5］Barbara Pastina， Saanio&Riekkola Oy.Safe radioactive waste disposal:from vision to practice［EB/ OL］.［2014-08-15］ http://www.atomeco.org/mediafiles/ u/files/Prezentetion_31_10_2013/Pastina.pdf.

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［8］LUCOEX.The large underground concept experiments project［EB/OL］. ［2014-10-05］ http://www. lucoex.eu/

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［11］Etienne Y.Vernaz.Nuclear waste in France: Current and future practice［EB/OL］.Materials for Nuclear Waste Management 18 January 2006: Geological Society Burlington House，Piccadilly，London. RSC Environment，Sustainability and Energy Forum and Materials Chemistry Forum.［2014-09-12］http://www.rsc.org/images/Etienne Vernaz_tcm18-48267.pdf.

（上接第 117 頁(yè)， Continued from page 117）

（2） 投影方式： 高斯—克呂格投影；

（3） 分帶數(shù)： 全球共分為 60 帶， 每帶 6°。

4.3.2.2 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換的平臺(tái)實(shí)現(xiàn)

坐標(biāo)轉(zhuǎn)換目前實(shí)現(xiàn)的是地理坐標(biāo)系與平面直角坐標(biāo)系之間的轉(zhuǎn)換（圖 6）。

圖6 坐標(biāo)轉(zhuǎn)換界面Fig.6 Interface of coordinate conversion

5結(jié)論

本 研 究 借 鑒 了 新 一 代 GIS 應(yīng) 用 模 式（Google Earth、 網(wǎng)格 GIS 和云計(jì)算） 的關(guān)鍵技術(shù)的優(yōu)勢(shì)，摒棄了傳統(tǒng)多源數(shù)據(jù)集成模式開(kāi)發(fā)成本高、集成數(shù)據(jù)格式單一等劣勢(shì)，提出了適用于高放廢物地質(zhì)處置領(lǐng)域的 GDAL/ OGR 的多源數(shù)據(jù)集成技術(shù)， 基于開(kāi)源數(shù)據(jù)集SharpMap 進(jìn)行了編碼實(shí)現(xiàn)， 在同一個(gè)數(shù)據(jù)平臺(tái)上實(shí)現(xiàn)了多源地學(xué)信息的系統(tǒng)管理、數(shù)據(jù)格式轉(zhuǎn)換和坐標(biāo)轉(zhuǎn)換等功能，有效地將原本分散的數(shù)據(jù)緊密聯(lián)系起來(lái)，為高放廢物地質(zhì)處置信息的數(shù)據(jù)分析和應(yīng)用提供了重要的技術(shù)支撐，為高放廢物地質(zhì)處置大數(shù)據(jù)平臺(tái)的建設(shè)奠定了重要的技術(shù)基礎(chǔ)。

參考文獻(xiàn)：

［1］ 王駒， 陳偉明， 蘇銳， 等.我國(guó)高放廢物地質(zhì)處置研究［J］.原子能科學(xué)技術(shù)， 2004， 38（4）:339-342．

［2］ 鐘霞， 王駒， 黃樹(shù)桃， 等．高放廢物地質(zhì)處置預(yù)選區(qū) GIS 中地學(xué)元數(shù)據(jù)設(shè)計(jì) ［J］. 世界核地質(zhì)科學(xué) ，2008， 25（4）:231-247．

［3］ Weiss A.Computing in the clouds ［J］.Networker，2007， 11（4）:16-25.

A new international trend of options for HLW classification disposal

XU Guoqing
（CNNC Key Laboratory on Geological Disposalof High-level Radioactive Waste，Beijing Rsearch Institute of Uranium Geology， Beijing 100029， China）

First of all，a brief introduction of the current situation of R&D work on HLW disposal in foreign countries is stated here， then the concept of HLW classification disposal， the influential factors of the selection of HLW classification disposal and three options for defence HLW disposal are described in this paper.It will be further refined for the disposal of all HLW and SNF， regardless of their origin， together in a common mined repository， and promotes the R&D work on HLW disposal. Among them， the option for disposal of deep boreholes is still in the feasibility study phase and need to do a lot of work in the future in order to obtain its practical application.This recommendation about the options for HLW classification disposal described above was suggested first by BRC， USA in 2012 and it may be also usefulfor the HLW disposalin China.

high-level radioactive waste； commercial high-level radioactive waste； defence highlevel radioactive waste； options for the classification disposal of high-level radioactive waste

TL942

A

1672-0636（2017）02-0118-07

10.3969/j.issn.1672-0636.2017.02.010

2015-03-31

徐國(guó)慶（1932— ）， 男， 浙江舟山人， 高級(jí)工程師（研究員級(jí)）， 主要從事輻射環(huán)境保護(hù)與評(píng)價(jià)工作。E-mail： xugq@126.com