把核废料埋进19亿年前的基岩：首座核废料永久处置库将在芬兰运营

如果今天埋下核废料，10 万年后可以确保它依然安全吗？这是一个值得深思的问题。

芬兰给出了一个答案：将核废料埋进 19 亿年前的基岩中，理论上 10 万年后仍然安全。

乏燃料是指在核反应堆中使用过，但不再能维持有效裂变反应的核燃料，主要包括：未裂变的可裂变材料、裂变产物以及超铀元素。

它不仅是一种高放射性废物，也是潜在的核资源，人们通常用两种方案进行处理：一种方案是将其直接作为废物地质处置，例如深钻孔或地下实验室；另一种方案则是分离铀、钚等可裂变材料循环利用。

根据国际原子能机构 2022 年报告，自 20 世纪 50 年代以来，全球已产生近 40 万吨乏燃料，其中三分之二仍属于临时储存，剩余三分之一则经过复杂的工艺回收再利用。现在，全球绝大多数的乏燃料暂存在各个反应堆的乏燃料池中以及地面上的干式储存装置中。

现在，这些核废物即将迎来“最终归宿”，全球首个永久乏燃料处置库 Onkalo（芬兰语意为“洞穴”）项目预计于数月后在芬兰正式运营，运营持续到 22 世纪 20 年代，届时将永久封闭。

2004 年，Onkalo 项目的地下处置设施在芬兰西海岸开工建设，项目耗资 10 亿欧元（约 12 亿美元）。它坐落在奥尔基洛托（Olkiluoto）地区 430 米深处的基岩中，后者已有近 19 亿年历史，由断裂带分隔的岩层组成。

之所以将项目在这里建设，经过了多方面的考量：一方面，这里地理位置优越，靠近芬兰五个核反应堆中的三个；另一方面，其混合岩片麻岩基岩兼具高稳定性和低地震风险。

并且，与人类环境或生物圈具有天然的“物理屏障”：距离奥尔基洛托最近的城镇是大概 15 公里之外的埃乌拉约基（Eurajoki），那里居住着约 9,000 人，许多人在核电站或核设施工作。

（来源：Posiva）

Posiva 公司负责 Onkalo 项目乏燃料的长期管理，其表示，该项目能够储存 6,500 吨乏燃料。其核心思路是，用密封的处置罐将核废料安全保存在完整且稳定的基岩中。这种方案形成了一个闭环：从岩石中开采出来的铀，最终又回到了岩石中。

据 Posiva 预计，放射性物质需要数十万年才能降至正常水平。因此，只有足够长的时间，才能让乏燃料对环境放射性降低到最低。

（来源：资料图）

乏燃料处理方案采用多重屏障体系：工程封装、膨润土缓冲层以及地质本身。

具体而言，将密闭的铜罐封装在 430 米深的处置孔中，这些铜罐耐腐蚀和耐机械磨损性强，Posiva 称其能够保持其完整性长达 10 万年；处置孔内还有膨润土缓冲层，用来隔离人员和环境；此外，芬兰的晶质基岩稳定，为防止放射性物质迁移提供了天然屏障。

据 Posiva 官方信息，在设计安全边界内，这些密封罐能保持完好无损且滴水不漏，无需任何额外的人力维护。

（来源：Posiva）

那么，如何证明 10 万年安全有效呢？

研究人员利用超级计算机建模分析了最终处置方案，他们模拟了各种极端现象，例如地震、冰川覆盖甚至未来冰河时代对地壳的挤压。同时，还对地下水流动、材料腐蚀等进行了长期建模。

根据评估，即便在极端情况下，泄漏到环境中的辐射剂量也远低于安全阈值：在可预见的时期内，他们将最终处置对人员造成的年辐射剂量上限设定为 0.1mSv，而芬兰人均年有效辐射剂量是 5.9mSv。

也就是说，前者是后者的约 1/60，这意味着核废料处置的安全标准设定远低于人们日常受到的天然辐射。

（来源：Posiva）

目前，全球尚无任何永久性地下商业核废料处置设施投入运营，但已有国家开始行动。除了芬兰，瑞典在斯德哥尔摩以北约 150 公里的福斯马克正在建造核废料处置库，预计 21 世纪 30 年代末投入使用。法国也有类似的项目，但项目还未开工建设，已有一些反对的声音。

美国尚没有永久处置方案，数万吨废料只能暂存于核电站附近。今年 2 月，美国能源部发布了一项征求提案，邀请各州自愿承建永久性乏燃料地质处置库，包括新建核反应堆、废物后处理、铀浓缩和数据中心在内的一系列设施。

Onkalo 项目的立场非常明确：不把问题留给后代，且未来百年内可取出进行再评估或回收。这一立场的背后，也与芬兰的政治和社会共识密切相关。1994 年一项法令明确规定，芬兰产生的放射性废物必须在芬兰境内进行处理、储存和永久处置。

尽管这个愿景很美好，但也有人提质疑的声音。美国非营利组织忧思科学家联盟的核电安全主管 Edwin Lyman 警告说，核废料的地质处置仍然存在一些不确定性因素。他认为，封装乏燃料的铜罐最终可能会发生腐蚀。并且，目前科学家对于腐蚀速度未形成共识。

不过，Lyman 也表示，将乏燃料永久储存在地下深处的方案优于“永远留在地球表面”，因为存放在地面上的核材料“容易遭到破坏”。

尽管存在一定不确定性，但 Onkalo 项目的意义重大。如果核废料问题得以妥善解决，将有利于进一步拓展核能作为低碳能源的前景。而在全球各国的行动中，芬兰已经率先迈出了第一步。

参考资料：

https://www.pbs.org/newshour/science/this-1-9-billion-year-old-bedrock-will-soon-house-the-worlds-1st-permanent-nuclear-waste-site

https://www.posiva.fi/en/index/news/pressreleasesstockexchangereleases/2026/howcanwebecertainofthelong-termsafetyoffinaldisposal.html

https://www.reuters.com/sustainability/land-use-biodiversity/wanted-volunteers-host-nuclear-waste-forever-2026-02-06

运营/排版：何晨龙