核廢料系列-放著放著然後呢

在常溫常壓下呈現穩定固態的核廢料,看似沒什麼問題,但很多人會在意所謂的「最終處置」,放著,然後呢?真的無解嗎?其實最終處置就是一種重回自然界的過程⋯⋯

住在核廢料旁邊,沒問題嗎?
不論是俗稱高階廢料的用過核燃料,還是其它低放射性廢棄物,目前的技術都已經可以做到在設施周圍的游離輻射劑量與自然背景值無異。剩下的就是心理層次的問題,好比上篇講到,核廢料處理、儲存設施跟靈骨塔,都會有人不想住在旁邊,但其實住在旁邊也沒什麼問題;平時不做虧心事,自然不用怕鬼找上門,有正確的知識,也不用怕自然界本來就有的游離輻射。也因此荷蘭的COVRA乾脆就將固化處理過的核廢料,與藝術品、畫作一起展示,並開放給大眾參觀,讓大家知道核廢料其實一點都不恐怖。

荷蘭COVRA將固化處理過的核廢料與藝術畫作一起展示,並開放大眾參觀。

儲存設施可靠嗎?
有些人會說用過燃料的乾式儲存,放在靠海的地方怕不怕侵蝕、會不會被火山灰堵住自然對流通風的散熱口。其實除了核一核二以外,國外也不少在靠海的區域進行露天乾式儲存,混凝土護箱的耐候性與耐衝擊性都是經過適當的設計、驗證過的。而在火山灰疑慮的部分,乾式儲存的用過燃料能產生的衰變熱功率非常低,僅需維持微弱的空氣對流即可,如果真的發生被堵住的狀況,在事發後的幾天內清除都不會有問題;而如果真的有火山爆發讓火山灰可以多到把附近能住人的地方都埋了、沒有人能去清理了,那就是另外一個層次的問題了(因為那樣的規模的火山爆發本身就會對周圍人們居住的區域造成很嚴重的傷害了)。

用過核燃料運輸護箱的撞擊測試,以墜落、無人的火車、貨車衝撞,車輛毀損、護箱內容物無外洩疑慮;甚至拿去用大火燒90分鐘,依然沒有問題。(英語旁白,可搭配YouTube自動辨識的字幕)
混凝土材料的撞擊測試,以火箭驅動無人的戰機撞向混凝土牆,戰機全毀而牆面無破損,核能反應器圍阻體、水壩、乾式儲存混凝土護箱都適用這類高強度的特殊混凝土材料。

提到耐候性,或許有些人會想到蘭嶼儲存廠曾經出現過那些生鏽的桶子。這其實是因為早期國際業界會將海拋視為一種最終處置方式之一,臺灣附近就有很深的海溝,正好適合,因為海溝深處的海水幾乎不會流動,也是相當理想的屏蔽環境。蘭嶼儲存廠早期就是有這樣的考量,所以選用的儲存桶材料也是為海拋而設計的,但後來國際上大家決定還是放在陸域,所以蘭嶼儲存的核廢料也從來沒有海拋過。但為海拋而設計的儲存桶在有氧氣、水氣的空氣中,就比較容易氧化生鏽,後來已經重新檢整換成在陸域儲存不會生鏽的桶子,將問題解決。

為什麽選擇與生物圈隔絕的地底深處?
雖然在有適當容器屏蔽的情況下,這些廢棄物釋放出來的游離輻射已經微乎其微,但具放射性的廢棄物仍然是比較敏感的,以很高的標準處理就是找一個地質穩定、過了監管期限後其它生物也很難接觸到的地方。有時候會開玩笑說,這樣的最終處置方案,如果有一天人類突然全部不見了,那麼其他生物也不會接觸到那些東西,相對上來說是對環境比較負責的做法。

IAEA:芬蘭的用過燃料最終處置設施
https://www.iaea.org/newscenter/news/finlands-spent-fuel-repository-a-game-changer-for-the-nuclear-industry-director-general-grossi-says

很久很久以後
更重要的,最終處置其實是幫助這些廢棄物再回歸自然界,低放射性廢棄物,在放置數十年至兩三百年左右,危險性就會變得跟自然界存在的放射性礦物無異,而經過減容、水泥固化後,型態也很像當初在地底下的礦物。
而輕水式反應器用過的燃料如果經過再處理後重複使用,或是拿給滋生反應器、行波反應器使用,最終也可以只剩下接近低放射性廢棄物的物質;如果不考慮再處理直接進行最終處置,那麼需要比較長的時間(千年、萬年級距)讓其放射性變得跟原本的礦物差不多。有人會說千年、萬年後的事情誰知道?不妨想想⋯⋯地球上其實是曾經存在幾個天然反應器的,也就是曾經有幾處鈾礦,在自然的情況下達成臨界條件,並且斷斷續續地進行反應相當長的時間,到了現今科學家發現某個區域有天然反應器留下的核種而把這個過程推算出來;用過燃料的最終處置在最差情況也就是如此。
而到了很久很久以後,如果人類消失、另一個具有高度智慧與文明的生物出現(或來到地球)了,那麼他們將會知道「喔,當時的人類已經知道把從地層中開採的礦物,利用完畢後再放回地層中」——以現今的角度這就是對環境負責任的做法。

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