盘点各国如何处理核废料

作者：吾楼

不顾中韩等邻国的抗议和反对，日本8月24日开始将福岛核废水排入太平洋，预计花费至少30年的时间。根据日本官方的说法，排向太平洋的福岛核废水，其中主要的放射性物质是氚（氢3）。随着核能利用的日益广泛，福岛事件让核废料处理问题更为引人关注，处置失当对环境生态和人类生命安全都会构成巨大威胁。那么，世界各国都是如何处理核废料的呢？

和煤炭及石油等所有能源的开采和利用一样，核能的利用也会产生废料 -分放射性高、中、低三种级别。绝大多数核废料（占总量的90%）包括被轻度污染的物品，例如工具和工作服，仅含总放射性的1%。相比之下，高放射性核废料占总数的3%，是对乏燃料进行再处理并提取武器级裂变材料之后的副产品，但含有总放射性的95%。剩下的中放射性核废料占7%，主要是用过的过滤器、核反应堆内部的钢部件以及加工过程中产生的废水，占总辐射性的4%。中级和低放射性核废料可以通过永久分解设施处理。

乏燃料是商业核电厂发电的放射性副产品，具有很强的放射性，如果处置不当将引发难以估量的灾难。日本福岛核电厂核废水就包含高放射性物质，其中包括钋、锶、铯等元素，这些元素在自然环境中的半衰期可长达数百年，一旦排放至海洋，将长期存在于海洋生态系统之中。

2011年日本福岛核电站发生灾难性事故后，德国、瑞士等欧洲国家决定陆续关闭所有核电站，摆脱核能。目前全球有400多座核电站，其中大部分正在接近使用寿命年限。如何安全掩埋核废料将是全球面临的紧迫问题。在暂时无法摆脱核能的情况下，对于核废料，国际上有三种妥当处理办法：一是永久封存地下，也就是深地质处置，二是强化现场储存，三是回收利用。

深地质处置最为普遍。但它对地质环境的要求很高。比如，不能发生地层渗水或受地震影响，保证万年内不发生核污染，以及如何安全运送核废料到指定储存场所等。目前，全球主要的核国家都有乏燃料处理装置，包括法国、美国、英国、俄罗斯、日本，基本上都采用深地质储存方式。印度在十几年前就建成了3个百吨级的处理厂，而中国也有自己的处理厂。

中国核工业集团有限公司（CNNC）负责核废物的处理。根据该公司网站，2021年9月11日，中国国内首座高水平“放射性废液玻璃固化”设施在四川广元正式投运，标志着中国已经实现高放废液处理能力零的突破，成为世界上少数几个具备高放废液玻璃固化技术的国家。据了解，放射性废液玻璃固化是在1100度或更高温度下，将放射性废液和玻璃原料进行混合熔解，冷却后形成玻璃体，能包容放射性物质千年以上。

瑞典、芬兰和法国等国目前多采用地下深层处置的方式，将核废料储存在地表下几百米深的岩石层或黏土当中。

瑞典大约40%的电力来自核电，目前有6座运行中的核电站。核废料被储存在500公尺的地下存放场，岩层坚硬，隔开了地下水，可以躲过强震及海啸等天灾，储存时间可达10万年。Oskarshamn和Östhammar两座城市负责建立核废料封装工厂和久核废料储存库。

瑞士目前有五个核电厂，提供该国40%的电力，有8.3万立方米的放射性废料有待埋藏。2022年9月，瑞士国家放射性废物处置合作公司（Nagra）提议将瑞士北部的诺德里奇拉根（Nördlich Lägern）作为深层地质处置库的最终场址，旨在将废弃的核燃料埋藏于深部地质黏土当中。诺德里奇拉根具有最好的地质屏障效应和最佳的岩层稳定性。该储存地预计于2045年开工建设，并于2050年左右填充核废料。

芬兰是最早考虑最终储存地的国家，在安全掩埋高辐射核废料方面处于世界领先水平，主要将其深埋在花岗岩基岩中，正被美国和瑞典等多国效仿。

上世纪90年代前，芬兰核电厂使用过的废料都是运到俄罗斯进行再处理的。1994年，芬兰议会规定禁止进口和出口放射性废料，并禁止在国外进行核废料的再处理。芬兰奥尔基洛托岛（Olkiluoto Island）在2000年被选为最终处理地点。废料在临时储存地被冷却50年后，将永久性地被掩埋在花岗岩深处。

其他欧洲国家则以法令的形式推进核废物处理。2022年11月22日，比利时颁布监管法案，允许在比利时领土上对放射性废料进行深度的分阶段处理，并且划清责任，不将压力传递给后代；匈牙利也在寻找对高致命性核废料进行深度地理储存地点，相关选址工作预计在2030年完成。

德国今年关闭了最后3座核电站，核废料均被暂时储藏在16处临时设施内，包含2,000个储存高放射性核废料的容器。德国政府确定的方案是建造永久储藏地，永久掩埋核废料。德国政府原计划在2031年前确定核废料的储藏地，但据德国联邦放射性废物公司(BGE)的估计，现在可能会推迟至2046年。和芬兰相比，德国的问题在于缺乏花岗岩，因此只能与地面环境配合，将核废料掩埋在盐岩、粘土岩和结晶花岗岩中。

▲位于德国巴伐利亚州的一座核电站。

法国是“民用核能”的典范：59座核电站，发电比例已占全国电力供应的80%左右，是全球核电比例占能源供给总量最高的国度。这些核电机组在发电的同时，也产生大量的核废料。法国采取闭合式燃料循环政策，即对核电厂产生的核废料进行后处理，回收其包含的铀和钚，并制成燃料继续在反应堆中循环使用。法国的政策是，不应将核废料的负担留给子孙后代。

目前，全法各核电站内最具放射性的核废料被装在不锈钢容器中。法国法律规定将这些容器应转移到地下深处的地质处置设施中。法国机构“安德拉”（Andra）负责法国乏燃料的长期管理。2023年，安德拉提交了一份建造深层地质储存库的许可证申请，预计将于2025年开始建设。

采取闭式燃料循环政策的国家还有日本、俄罗斯、印度等国，就目前的情况看，法国的商业核废料后处理及再循环工业是世界上规模最大、工艺最成熟、技术最先进的。印度也在开展冷坩埚玻璃固化技术的研究。对于深地质处置，印度地质条件多为花岗岩，目前正在地下实验室开展相关研究，包括对计划选择场址的评估和主体岩石特性的研究。

美国目前有104座运行中的核电站，每年产生约2,000吨核废料，为美国提供19%的电力。核废物处置由能源部负责，包括安全有效地管理乏核燃料，以便在地质储存库中处置。美国能源部早期考察后倾向于“地质处置库”方案，即瑞士和芬兰模式。

内华达州的尤卡山(Yucca Mountain)核废料处置库是1987年美国国会通过的《核废物政策法》修正案指定设立的，但该州政府持反对意见。奥巴马执政时期，美国能源部评估了尤卡山以外的其它高放射性废物储存库的地点，表示美国迫切需要找到一个适合建造综合地质贮藏库的地点。特朗普执政时期，美国能源部终止了深井处置和其它非尤卡山废物处置场所的研究活动。

因此，目前美国所有商业核电站产生的高浓度放射性废料被储存在核电站内的干式贮存桶内，即便有些核电站已经停止运营。由于长期储存计划在政治上面临一些阻力，美国联邦政府近年开始致力于这些“废物”回收利用。比如，2021年5月，拜登政府宣布了一项新的4000万美元计划，以支持“优化”先进反应堆核废料和处置的研究，包括核废料回收利用。

全球核废料的处理都面临地理、经济和政治上的挑战，这更需要国际社会加大在核废物处理方面的研究与合作，共同确保核能的有效和安全利用。

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