日本政府不顾国内外的反对，开始对福岛第一核电站核污染水陆地排放设施进行试运行，引来国际社会一片声讨，这一全球灾难让人不禁思考，难道真的没有更好的办法了吗？显然有——芬兰正在计划将核废料掩埋10万年，一位核材料讲师称：“这是我们这一代科学家和工程师的责任，承担处理废物的挑战，而不是把它留给子孙后代。”

　　“Onkalo”是芬兰语，意思是洞穴或洼地。它暗示了一些大而深刻的东西：你不知道Onkalo在哪里结束，或者它是否结束。对于芬兰近20年来建造的一座巨大坟墓来说，这个名字再合适不过了——Onkalo位于该国西南部奥尔基洛托岛450米深的基岩内，是世界上第一个永久储存乏燃料的地点。

　　奥尔基洛托有三座核反应堆，并排矗立在海边。第三座今年才投入使用，成为西欧15年来第一个提供电力的新反应堆。这些反应堆，以及位于南海岸洛维萨的另外两个反应堆，为芬兰提供了33%的电力。在距离奥尔基洛托反应堆几分钟车程的地方，世界上第一座用于处理乏燃料的地质处置设施（Geological Disposal Facility ，GDF）即将完工。

　　Onkalo的设计目的是储存高放射性核废料，这些废料在人类难以想象的时间尺度上仍具有放射性。Onkalo的建造成本为10亿欧元，预计将在大约2年内开始运营。它的到来被包括国际原子能机构（IAEA）在内的许多机构誉为“游戏规则的改变者”。国际原子能机构总干事拉斐尔·马里亚诺·格罗西（Rafael Mariano Grossi）在2020年访问该地点时评论说：“每个国家都知道为高放射性核废料建立地质储存库的方法，但只有芬兰做到了。”

　　赫尔辛基大学放射化学教授佳里斯·劳（Gareth Law）没有参与芬兰的项目，他表示，包括英国、美国、瑞典、法国和加拿大在内的其他国家已经在寻找类似的解决方案。“芬兰至少比其他国家领先十年。”

　　目前，核能提供了全球约10%的电力。由于低碳，它被许多人视为对抗气候变化的重要参与者。但由于成本高、建造时间长，对核反应堆安全性的担忧以及如何处理核废料的悬而未决的问题，它在许多国家仍然存在争议。国际原子能机构估计，截至2016年，全球大约有26万吨乏核燃料处于临时储存状态，其中大部分在反应堆场地。世界上大约70%的乏燃料存放在储存池中，其余的存放在被称为干桶的钢筋混凝土容器中。很少有人相信这种情况可以无限期地维持下去。

　　英国谢菲尔德大学（University of Sheffield）核材料讲师刘易斯·布莱克本（Lewis Blackburn）表示：“60多年来，我们都受益于核能。”“我们这一代科学家和工程师有责任承担处理废物的挑战，而不是把它留给子孙后代。”他说，Onkalo得到了公众的支持，是通过民主程序创建的。“这是一个特殊的、巨大的里程碑。芬兰为世界树立了成功合作和与公众透明沟通所能取得成果的榜样。”几十年来，科学家们一直在努力解决如何处理高放射性核废料的问题。乏燃料是最难管理的废物之一，因为它非常危险。布莱克本说，它产生的辐射水平可能会给附近的人带来致命的剂量。

　　美国已经有一个用于国防用途的处置场所：废料隔离试验工厂（Wipp），位于新墨西哥州的一个地下盐层中。然而，Wipp储存的材料与Onkalo截然不同：一种来自美国核武器研究和生产计划的特殊废物，而不是乏燃料棒。

　　根据佳里斯·劳的说法，科学界的共识是，在像Onkalo这样具有稳定岩层的专门设计的储存库中进行数十万年的地质处置，是处理乏核燃料的“最可行的方法”。“我们有工程解决方案，可以向下挖掘和挖隧道，把废物放下去，然后在周围筑起屏障。”

　　芬兰辐射和核安全局的结论是，Onkalo基岩的特点有利于确保乏核燃料最后处置的安全。和芬兰其他地区一样，Onkalo的地质非常稳定，地震的风险很低。芬兰放射性废物管理公司Posiva的首席地质学家约特森（Antti Joutsen）解释说：“Onkalo的岩石是混合岩片麻岩：在一块岩石中混合了两种不同的岩石类型。”“它几乎有20亿年的历史，非常坚硬。”这一点很重要，因为岩石是处置概念中的三大安全屏障之一。它还必须足够稳定，以便在地下深处建造沉积隧道和洞。

　　佳里斯·劳说，Onkalo的选址也与核电站的区位有关。他补充说：“在核能投资方面，世界各地的问题之一是邻避主义，即‘不要在我的后院’。”“芬兰这个地区的人们已经在家门口拥有了核能，并接受了它。所以把垃圾放在这里对他们来说并不是什么大胆的尝试。”

　　据悉，Onkalo将在不进行再处理的情况下接收乏燃料棒。一些科学家表示，后处理——从乏燃料中分离钚和铀的过程，从而产生可重复使用的核材料和高放射性核废料——通过减少剩余废料的总量，将使它们更安全。世界上大约三分之一的核废料经过再处理可以玻璃化（变成玻璃）。但其他人表示，再处理增加了核的风险。从长远来看，玻璃化的废物也会在与地下水接触时溶解。为建造和运营Onkalo而成立的Posiva公司表示，再处理在技术上要求很高，而且成本高昂。Posiva的研发协调员约翰娜·汉森（Johanna Hansen）指出，它还会产生一定数量的高放射性废物。“因此，无论如何都需要一个处理设施。”

　　Onkalo储存库基于瑞典核燃料和废物管理公司与Posiva合作开发的KBS-3V概念。这个想法是在核废料周围建立三个屏障：首先，把它放在铜罐中，然后用膨润土（一种吸水粘土）包裹罐子，最后，把它们埋在基岩深处的隧道里。

　　汉森已经在这个项目上工作了20多年，她说：“首先，我们将把乏燃料棒放入一个由两部分组成的处理罐：内壳由铸铁制成，外壳由5厘米厚的铜制成。然后在罐子上焊接一个盖子，罐子被运送到处置设施的一个储存区域。一旦场地准备就绪，这些将被转移到地下450米的沉积隧道，在那里进行最终处理。”

　　到目前为止，已经建成了5条沉积隧道，长度均为350米。随着这些隧道被填满，未来几年还将建造另外85条。每条沉积隧道的底部都有大约40个垂直圆形洞，每个洞深8米，宽2米。总共可以提供3000个罐子的空间，每个垂直的洞装一个罐子。“它们总共能容纳5500吨垃圾，”约特森说，“因此，Onkalo将接收芬兰五座核电站在其整个生命周期内产生的所有高放射性核废料。”

　　乏燃料的最终处理将在未来几年的某个时候开始。Posiva估计，该储存库需要100—120年才能完全填满。到那时，整个设施将被封锁，让这些毒气罐在不受干扰的情况下存放至少10万年，使其致命的放射性物质与外界隔绝。

　　尽管这里发生地震的风险很低，但地震活动已经被考虑在内，约特森说。“在接下来的100万年里，将会有几个冰河期，它们将带来地震的风险。Onkalo顶部将有2—3公里厚的冰盖，将地壳向下推数百米。Onkalo的建造就是为了抵御这种情况。”他补充说，当冰河时代结束时，地壳将再次开始上升——这时可能会发生地震，地震的力量会使气罐破裂。“为了防止这种情况发生，我们将它们放置在尽可能好的位置：处理孔位于基岩的未破裂部分。”

　　GDF并不是唯一被提出的安全长期管理放射性废物的想法。例如，挪威正在考虑深钻孔处理，在这种情况下，废物将在不建造隧道的情况下，在更深的3500米的薄钻孔中被放入罐子中储存。也有人提出了其他一些几乎不可信的选择，比如用火箭把核废料送入太空，或者把它们放在俯冲带——大洋板块俯冲于大陆板块之下的构造带。

　　尽管如此，继续探索替代方案还是有意义的——尤其是因为一些科学家对芬兰的做法感到担忧。Posiva说，它的理论和实验室研究表明，Onkalo将提供长期的核废料保护。但也有批评人士担心在Onkalo中使用的KBS-3V处理概念的安全性。

　　KBS-3V基于多屏障原理：乏燃料被包含在三个保护屏障中：铜罐、膨润土粘土和基岩。最重要的屏障是铜罐，Onkalo假设铜在厌氧条件下不会被腐蚀。但瑞典皇家理工学院（KTH）的研究人员对非合金铜罐的耐腐蚀性提出了质疑：他们说，他们的实验表明，即使在厌氧条件下，铜也会被腐蚀。斯德哥尔摩皇家理工学院的化学家皮特（Peter Szakálos）说：“你可以用膨润土和岩石填满隧道，但水会不可避免地进入隧道，腐蚀铜的速度比理论模型预测的要快得多。”皮特认为，在100年内，腐蚀裂缝可能会破坏Onkalo的许多罐子。

　　在进行了自己的腐蚀研究后，Posiva驳斥了这些说法。一篇由Posiva科学家和独立专家撰写的论文得出结论，“在储存库条件下，铜壳被认为不太可能发生应力腐蚀”。它还认为，在实验室的实验条件下观察到的腐蚀与Onkalo地下450米的条件无关。

　　这种相互矛盾的证据推迟了在瑞典建立一个基于与Onkalo相同的KBS-3V概念的储存库的计划。但在2022年1月，瑞典政府为在斯德哥尔摩以北约130公里的Forsmark地区建设GDF开了绿灯——在汉森看来，这一发展应该可以平息铜的争议。汉森说：“我们有一个强大的、多屏障的概念，我们已经为未来100万年可能发生的情况做好了准备。”“例如，我们研究了如果一个罐子在早期开始泄漏会发生什么，如果粘土安装错误会发生什么，如果隧道中有更多的水，水的化学成分与我们预期的不同会发生什么。我们的风险评估结果表明，我们是在安全的一边。”

　　Onkalo和拟议中的瑞典项目的目标都是保证放射性废物至少安全10万年。约特森说：“我们正试图建造一种比智人存活的时间还要长的东西。”“时间跨度令人难以置信。”当设施被填满时，隧道将被封闭，地面建筑将被拆除，土地将被修复。“那里会有动物、树木和植物，还有房子。”约特森说。他说，如果他活到120岁，他会很高兴在Onkalo买一块地。

　　此外，还需注意的是，社会科学家们一直在努力应对这样的挑战：如何与人类，或在遥远的未来可能追随我们的任何生物沟通，以警告他们我们留下的危险。关于标记Onkalo的一个讨论集中在试图找到一个普遍理解的危险信号，以防语言在未来消失。然而，决策者和研究人员目前的想法是根本不去标记Onkalo。“后代不需要知道这些，”约特森说，“它是那么深，那么偏僻。这里会有很多铜和钚，一个标志可能会鼓励人们开始挖掘，把它们找回来。有点像被盗墓贼洗劫的埃及金字塔。”

　　不过最终决定还没有做出。不用着急，因为这个设施将会开放100到120年。赫尔辛基大学化学系讲师考皮（Marja-Siitaru Kauppi）说，重要的是要从人们可以理解的角度来看待关于标记遗址的争论。她经常提醒赫尔辛基大学的学生，放射性是大约120年前才被发现的。“我们现在谈论的是未来几十万年可能发生的事情。我们甚至不知道未来一百年会发生什么。”考皮表示，她“非常有信心”芬兰在Onkalo问题上做得很好，但她认为大门仍应向其他解决方案敞开。“在我们之后可能会有更聪明的人对如何处理核废料有新的想法。他们可能会发明更好的东西。我们现在只需要尽我们最大的努力，利用我们现有的基于诚实研究的知识。”

　　原标题：《日本不顾反对排放核污水，芬兰尝试另一种“更可行的”核废料处理方法》

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