核廢料何去何從:穩紮穩打

核廢料何去何從：穩紮穩打

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依靠原子的裂變反應，我們獲得了清潔、強大，也持久的電力，在大大緩解能源危機的同時，也在一定程度上延緩了氣候變暖與生態惡化的步伐。但另一方面，擁有持續且強大放射性汙染的核廢料，卻成為了懸在人類頭頂的達摩克利斯之劍，那麼究竟該如何處理這些核廢料呢？

一般來說，我們大部分人首先想到的就是將其存放於地下儲存庫中，這也是目前核廢料處理中通用的經典解決方案。由於技術研究的深入與開掘技術的普及，目前幾乎所有國家都傾向於這一解決方案。不過它仍存在一些不確定性，這種不確定性主要體現在這些儲存庫所處地層的種類，不論是鹽巖、花崗巖，還是黏土，每一種都有其自身優缺點，關鍵在於要絕對避免有朝一日地下水將放射性元素，帶到我們的飲用水和灌溉水源中。要想達到這個效果，這三者可能都不是好的選擇，鹽巖能夠輕易閉合，也有利於排放廢料所釋放的熱量，但它一沾水就容易溶解。而花崗巖雖然在力學上十分堅固，但卻布滿裂紋、容易滲水。對於黏土來說，它具有同質性，很難滲水，能夠很好地禁錮放射性元素，但它卻十分脆弱，需要大量支撐。事實上，只要開鑿巖石，就會對巖壁周圍造成幹擾，破壞其密閉性，如此一來，水流就有可能衝破隔離層，所以核廢料儲存的關鍵，正在於儘可能地減少幹擾。雖說地下儲存庫方案還並不完美，但它至少能讓研究人員來到現場檢測地層的質量，所以，相對於很多無法進行原址檢驗的方案，地下儲存庫方案還是目前人們的首選。

地下核廢料儲存庫

核廢料儲存庫建設

位於挪威的地下核廢料儲存庫

通常情況下，地下儲存庫位於地下500深處，那麼我們可不可以更徹底一點，埋得更深一點呢？誰說不可以。而這就是深層鑽井方案，鑽一個直到花崗巖基的5000米深井，底部的2000米用來堆放放射性廢料桶，而上部則用大量黏土、水泥和瀝青把一切密封起來，如果一個井不夠用，那就換個地方再鑽一個。在之前，這一工程的難度之高讓人望而卻步，在花崗巖中鑽一個直徑50釐米，深5000米的洞是難以想像的。不過現在，得益於深層地熱學的發展，達到這一目標所需的技術已經存在。這一方案是好處是，人們不必再踏破鐵鞋去尋找一個能儲存所有核廢料的大型場地，只要在某些核電站所在地因地制宜處理即可，因為深層花崗巖基是十分常見的。不僅如此，模塊化處理與每個鑽井的低單位成本，也使得這一方案具有經濟上的可行性。

鑽井儲存核廢料

事實上，技術與經濟上的可行性還不是這一方案受到青睞的最主要原因。由於地質原理的強大保證，掩埋在幾千米深處的核廢料將處於一個數百萬年來，在物理和化學上均與地表系統隔絕的環境中。特別是幾乎不存在水文聯繫，這是因為，深層水鹽度更高，其密度和質量都使其不大可能上升到地表，而且深層巖石的滲水性也更低，這是因為它們時刻受到強大的壓力，所以更不適於水的流動。還不僅如此，數千米的深度使人們不必對腐蝕乃至冰川化影響進行精確的預估，因為這些變化只能改變地表水循環的模式、地形，或是海平面的高度，對深層的地下是造成不了什麼影響的。也就是說，密封的責任可以完全交給地質構造，廢料罐的耐久性也都變得不那麼重要了。

既然有如此多的好處，那麼還等什麼？人類為什麼還在建大型儲存庫，趕緊在地球上鑽洞不就行了麼？目前科學家的觀點是不能操之過急。事實上，這一方案之所以看上去誘人，是因為目前的研究都假設了一種理想化狀態，那就是無裂紋的花崗巖基，但現實中的花崗巖基並非如此。而通過探索性的開鑿來確定巖石的特性其實非常難，精度也有限。這正是該方案的軟肋所在，地質學家非常不熟悉這種將成為核廢料安置地的花崗巖基。目前，石油、天然氣、煤礦，甚至鐵礦石的開採，仍局限於沉積盆地，所以以上這些經驗並不能幫助我們對深層的花崗巖基進行深入了解。事實上，只有10來個科學用途的鑽井，以及幾個深層地熱鑽井在這方面進行了探索，但結果並不總能與理論相吻合。所以，深層鑽井方案面臨著選址的極大不確定性。另外，顯而易見的是，相比於傳統的地下儲存庫，一個深層鑽井所安置的核廢料是極其有限的，所以對於法國、中國這樣大規模使用核電的國家來說，這一方案至少在目前並非首選。當然了，這一方案的優勢還是十分明顯的，至於未來究竟能發展到何種程度，還需等待更多的細節研究。

總的來說，以上這兩種方案，雖然都有其不足之處，但隨著研究的進展，二者在未來必將是處理核廢料的主力。當然了，凡事都要未雨綢繆，如果這兩種方案經過事實的檢測發現不盡如人意，人類的備選方案在哪呢？

一種備選方案是海底沉埋。許多科學家的意見是，將核廢料桶沉入海底沉積地層的深淵，可能是最為保險的選擇，因為那個世界遙遠且不透水，上億年來一直處於平靜的狀態，而且在那裡，佔主導地位的是沉積作用，而不是腐蝕作用，所以核廢料洩漏的可能性很低。而即便萬一放射性物質發生些許洩漏，也會被釋放在無邊無際的海洋中。這一方案目前的問題在於，適合存放核廢料的地點基本都位於國際公海，所以這勢必會遭到一些國家的反對。《倫敦公約》曾在1993年禁止傾倒放射性物質，並在3年後禁止在海底沉積地層進行儲存。

不過今天，在發展核能、解決氣候變暖問題的背景下，圍繞這些計劃的禁忌正在逐漸解除。《倫敦公約》在2006年經過修訂，允許在海底儲存二氧化碳。所以很多人也相信，隨著對相關海域生物群更深入的研究，人們早晚也會對核廢料一視同仁，畢竟核廢料來自核電站，而核電站對二氧化碳減排工作所做出的貢獻，是有目共睹的。

接下來的幾種方案，腦洞就比較大了，看起來也更加高大上、更加不可行一點，那麼這些方案都是什麼呢？請看下集《核廢料何去何從：劍走偏鋒》。