核能沒有溫室氣體排放和空氣污染,不依賴于天氣的變化,核能可以成為從化石燃料過渡的強大力量。但它確實有一個缺點:放射性廢物可能會在數千年內保持危險。
雖然核聚變可以解決這個問題,但它還沒有被成功利用,所以裂變副產品目前是不可避免的。
但在芬蘭的森林之下,全世界科學家已經確定的解決方案即將開始其關鍵工作。幾年之內,這些熾熱的廢物將被密封在銅石棺中,安放在古老的靜止基巖中,在他們的“核墓”中安睡 10 萬年。
《科學》雜志的 Sedeer El-Showk參觀了位于芬蘭奧爾基洛托島上的名為 Onkalo 的遺址。Onkalo 將成為世界上第一個運營地質處置設施 (GDF) 或深層處置庫。
研究人員告訴 El-Showk,選擇該地點是因為過去十億年來它在地質上一直很安靜。它位于兩個平行的斷層帶之間,可以吸收地震的能量并使現場安全。
造成放射性廢物流失的最大風險是水,而不是地震。出于這個原因,GDF 必須由耐水的巖石和礦物雕刻而成,它們的每一個裂縫都被映射和填充。
芬蘭發電廠的乏燃料棒——核能提供了全國三分之一以上的電力——將首先在儲存池中冷卻幾十年,然后被運送到 Onkalo,在那里它們將被密封在地下 1,400 英尺的隧道中.
當棒第一次到達時,任何剩余的水都會被機器人吸走;然后將它們密封在銅罐內的鑄鐵罐中,氬氣在兩者之間形成額外的屏障。(氬氣是你在學校時可能記得的著名的惰性“惰性氣體”之一。)
然后這些銅罐被另一層膨潤土包圍,膨潤土是一種可以吸收水分并阻止微生物無情攻擊的粘土。
桑迪亞國家實驗室的 GDF 研究員 Emily Stein 告訴 El-Showk:“你永遠不會依賴單一的屏障。”
謝菲爾德大學的 Lewis Blackburn 在The Conversation中寫道一個令人煩惱的問題:GDF 花了幾十年的時間才成為核廢料處理的共識。
當然,還有其他想法。將其送入太空、大海或海底。但這些最終都被擱置了,因為風險太大。
GDF 能夠容納數十萬年的廢物的關鍵是在 Onkalo 展示的多屏障概念。通過將人造安全層與自然安全層相結合,可以將輻射保持鎖定以緩慢冷卻。
不過,一些研究人員對 Onkalo 的收容材料提出了擔憂。根據 El-Showk 的說法,化學家 Peter Szakálos 及其同事進行的實驗使他相信銅最終會破裂,并且該設施應該使用青銅。
但是其他團隊要么無法復制這些結果,要么發現由此產生的變化非常緩慢,以至于不會構成真正的威脅。
但也許 GDF 的最大障礙是整個核電必須克服的同一個障礙:公眾認知。
Onkalo 的成功在很大程度上歸功于芬蘭對機構的信任文化和對核能的依賴;附近的城鎮多年來一直在為發電廠配備人員。
但在其他國家,公眾和地方政府強烈反對,內華達州擬建的尤卡山 GDF 就是這種情況,該項目已經苦苦掙扎了 20 年。
處理核電最棘手問題的技術就在這里(而且廢物本身肯定不會消失);需要的是建立它的意愿和共識。
布萊克本說:“國際上的科學共識是,GDF 方法是永久處置核廢料的技術上最可行的方法,Onkalo 是世界的一個例子,科學合作和與公眾的公開參與可以使安全處置核廢料成為可能。”