美国寻求核废料解决之道

刘晓霖/编译

核废料隔绝试验厂的盐床中存放着来自于美国核武器实验室的放射性物质废料

● 放射性物质的泄露又一次将核废料库放到了聚光灯下。

辐射泄漏的安全问题再一次对美国唯一的深坑核废料储存库提出了新的质疑，也让科学家们对地下核废料储存的研究有了更多新的思考。

今年的2月14日，在新墨西哥卡尔斯巴德附近,放射性钚和镅从核废料隔绝试验厂发生泄露，那些储藏在盐床下500米的物质都是来自于美国核武器计划成千上万的核污染废料。它们对健康和环境的影响似乎不大,但13个员工都被检测到了存在较轻程度的辐射感染。美国能源部及其合作商仍然为核废料隔绝试验厂的再次开放而努力着，希望找到导致泄漏的原因。

这起事件也使得决策者一直回避的问题重新得到了关注：如何处理现在持续增多的反应堆废料，它们目前都储放在反应堆那里。2010年，能源部将1987年开发的内华达州尤卡山作为未来指定的废料处置场的计划封存了起来。能源部和大学的研究者们希望找到更多的替代选项。但是少得可怜的预算以及一项阻止能源部对尤卡山之外其他地区进行研究调查的行动，让他们现在已经难以为继。

麻省理工大学的核工程师迈克尔·德里斯科尔（Michael Driscoll）说：“可以这么说，那些腐朽的旧思想又都回来了。我们现在最需要做的事情，就是让国会出面处理以及修改核废料政策行动。”

目前，研究人员们所追求的通用存储技术与法律并不矛盾。在某一个大型实验中，能源部的科学家们希望可以对核废料隔绝试验厂的盐床是否可以存储比它现在所存的材料温度更高的放射性废料进行评估。2011年的时候，研究小组就开始了一个耗资三千一百万美元的实验，用于检测在受热及有水流经条件下盐床的变形情况。

其他研究人员正在调查是否可以将核废料的气缸扔进5千米深的像花岗岩一般坚硬的岩石钻孔里。新墨西哥州阿尔伯克基的桑迪亚国家实验室领导着一批研究人员和企业正在钻孔的试验性阶段，预期耗资接近两千五百万美元。盐受热研究以及钻孔计划目前正在竞争着能源部有关这方面研究的很少一部分的年度预算，1500万美元。“像目前这两个项目，任何一个都可能大大超出当前的预算。”能源部桑迪亚核废料科学项目主管彼得·斯威夫特（Peter Swift）说道。

在欧洲，科学家已经开始了对其他类型岩石的专业研究。芬兰和法国分别提议地下储藏室采用花岗岩和页岩。德国将低等和中等级别的废料埋在了地下盐层下，并且在为最具争议的高等废料寻找最坚固的地形进行储藏。

“国际合作组织给了研究者们对所有这些环境进行基础研究的特权。”法国比尔的放射性废物处置技术平台的秘书长雅克德莱说道。财团注入了大约1000万欧元支持欧洲委员会联合研究项目。“现在最棘手的是将学术科学研究和我们的项目联系起来,”他说。

但基础研究也只能做到这一步了，因为废料处置场是否安全是与当地的地质情况密切相关的。在选择了一个地址后，研究人员还必须研究其密度、岩石的孔隙度和热导率,表征出任何断裂和地下水运动情况。建模和实验均有助于确定岩石对于核废料产生的热量发生的变化与反应。

美国已耗资超过150亿美元在尤卡山上，然而当时的能源部长朱棣文却及时喊卡，认为那个地方并不是一个 “可行的选项”——这一举措被广泛解读为，这个项目注定败在政治上，而不是技术上。美国已经有了一些替代的举措。卡尔斯巴德，拥有核废料隔绝试验厂的城市，在政治上倾向于扩大其核废料的投资组合。但很少有其他地区有兴趣储存核废料。

一些美国能源部的研究人员支持钻孔勘探工作，目前还没有人对这个想法进行验证，这可以追溯到70年代。斯威夫特估计只要800个钻孔就可以满足现在美国废料的处理现状，同时还可以从现在一直用到2050年。横穿大陆，在不同的岩层深度都是存在合适的位置的。“你可以把东西分散开，不用把所有的钱都砸在一个地方上。”帕特里克·布雷迪（Patrick Brady）说道,他是桑迪亚钻孔团队实验室的一位地球化学家。

钻井的局限性可能会限制住这些钻孔的直径小于50厘米，所以那些存储在大罐中的燃料棒可能需要重新包装处理了。然而一个孔洞的尺寸必须与废料完美匹配上才好，美国能源部也正在抓紧处理目前在汉福德地区的含有铯和锶的高放射性废料，以及一个在华盛顿州生产钚的退役设施。这些废料均有52-56厘米长,直径9厘米,它们包含38%的汉福德的放射性废料。斯威夫特说,他们都能融入一个钻孔。

随着全球各地对于地下废料处置场的关注，斯威夫特认为现在应该尝试一些新的概念了：“如果我们做出一个钻孔来，那么世界其他地方的人都会过来观摩。”