核能没有温室气体排放和空气污染,不依赖于天气的变化,核能可以成为从化石燃料过渡的强大力量。但它确实有一个缺点:放射性废物可能会在数千年内保持危险。
虽然核聚变可以解决这个问题,但它还没有被成功利用,所以裂变副产品目前是不可避免的。
但在芬兰的森林之下,全世界科学家已经确定的解决方案即将开始其关键工作。几年之内,这些炽热的废物将被密封在铜石棺中,安放在古老的静止基岩中,在他们的“核墓”中安睡 10 万年。
《科学》杂志的 Sedeer El-Showk参观了位于芬兰奥尔基洛托岛上的名为 Onkalo 的遗址。Onkalo 将成为世界上第一个运营地质处置设施 (GDF) 或深层处置库。
研究人员告诉 El-Showk,选择该地点是因为过去十亿年来它在地质上一直很安静。它位于两个平行的断层带之间,可以吸收地震的能量并使现场安全。
造成放射性废物流失的最大风险是水,而不是地震。出于这个原因,GDF 必须由耐水的岩石和矿物雕刻而成,它们的每一个裂缝都被映射和填充。
芬兰发电厂的乏燃料棒——核能提供了全国三分之一以上的电力——将首先在储存池中冷却几十年,然后被运送到 Onkalo,在那里它们将被密封在地下 1,400 英尺的隧道中.
当棒第一次到达时,任何剩余的水都会被机器人吸走;然后将它们密封在铜罐内的铸铁罐中,氩气在两者之间形成额外的屏障。(氩气是你在学校时可能记得的著名的惰性“惰性气体”之一。)
然后这些铜罐被另一层膨润土包围,膨润土是一种可以吸收水分并阻止微生物无情攻击的粘土。
桑迪亚国家实验室的 GDF 研究员 Emily Stein 告诉 El-Showk:“你永远不会依赖单一的屏障。”
谢菲尔德大学的 Lewis Blackburn 在The Conversation中写道一个令人烦恼的问题:GDF 花了几十年的时间才成为核废料处理的共识。
当然,还有其他想法。将其送入太空、大海或海底。但这些最终都被搁置了,因为风险太大。
GDF 能够容纳数十万年的废物的关键是在 Onkalo 展示的多屏障概念。通过将人造安全层与自然安全层相结合,可以将辐射保持锁定以缓慢冷却。
不过,一些研究人员对 Onkalo 的收容材料提出了担忧。根据 El-Showk 的说法,化学家 Peter Szakálos 及其同事进行的实验使他相信铜最终会破裂,并且该设施应该使用青铜。
但是其他团队要么无法复制这些结果,要么发现由此产生的变化非常缓慢,以至于不会构成真正的威胁。
但也许 GDF 的最大障碍是整个核电必须克服的同一个障碍:公众认知。
Onkalo 的成功在很大程度上归功于芬兰对机构的信任文化和对核能的依赖;附近的城镇多年来一直在为发电厂配备人员。
但在其他国家,公众和地方政府强烈反对,内华达州拟建的尤卡山 GDF 就是这种情况,该项目已经苦苦挣扎了 20 年。
处理核电最棘手问题的技术就在这里(而且废物本身肯定不会消失);需要的是建立它的意愿和共识。
布莱克本说:“国际上的科学共识是,GDF 方法是永久处置核废料的技术上最可行的方法,Onkalo 是世界的一个例子,科学合作和与公众的公开参与可以使安全处置核废料成为可能。”