洞察力-招募:永久接收核廢料的志願者

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02/06
洞察力-招募:永久接收核廢料的志願者

美國希望園區能接收核設施和數據中心

要求各州自願,永久性廢物處理是不可或缺的要求

全球尚無深層地質廢物處理設施

Sarah McFarlane/Timothy Gardner/Susanna Twidale

路透倫敦/華盛頓2月6日 - 特朗普政府計劃推出一大批小型未來派核反應堆,為人工智能時代提供動力,該計劃採用了一種古老的策略來處理劇毒廢料:將其埋在一個非常深的洞底。

但問題來了。根本沒有那種非常深的洞,而且美國各地的核電站和其他場所臨時儲存的大約 10 萬噸放射性廢料還在不斷增加。

為了解決這一窘境,美國政府現在正懸掛着一根放射性胡蘿蔔。

根據美國能源部(DOE)上周公布的一份提案 (link),各州被要求自願託管一個乏燃料永久地質儲存庫,作為包括新核反應堆、廢物後處理、鈾濃縮和數據中心在內的設施園區的一部分。

其信息徵詢(RFI)標誌着政策的重大轉變。能源部核能辦公室發言人表示,促進核能發展的計劃現在與為廢料尋找永久歸宿的要求相結合,並將決策權交到了當地社區手中,這些決定涉及數百億美元的投資和數千個工作崗位。

"美國核管理委員會$(NRC)$ 和能源部的前官員萊克-巴雷特(Lake Barrett)說:"將這一切一攬子結合在一起,就是將大胡蘿蔔與不太理想的廢物設施放在一起。他說,猶他州和田納西州等州已經表達了對核能投資的興趣。

核辦公室表示,該請求已引起了各州的興趣,但並未就各州的情況發表評論,各州有 60 天的時間作出回應。猶他州和田納西州的官員沒有回應置評請求。

特朗普(Donald Trump)總統希望到 2050 年將美國的核電能力翻兩番 (link),達到 400 千兆瓦,因為數據中心的蓬勃發展推動了人工智能和運輸電氣化的發展,使電力需求幾十年來首次出現激增。

2025 年,能源部挑選了 11 個新的先進核試驗反應堆設計 (link),進行快速許可,並計劃在今年 7 月 4 日前建成三個試點。

然而,根據美國和英國政府以及歐盟執委會的研究,公衆對核能的接受程度部分取決於將核廢料深埋地下的承諾。

"核能辦公室發言人說:"完整的核戰略必須包括安全、持久的最終處置途徑,這仍然是《索取資料書》的必要內容。

此前尋求解決方案的努力曾遭到當地的強烈反對。

美國能源部於 1983 年開始尋找永久性的廢料處理設施,並於 1987 年選定了內華達州的尤卡山。但由於內華達州立法者擔心安全以及對賭場和酒店的影響而提出反對,前總統奧巴馬(Barack Obama)於 2010 年停止了對該項目提供資金--當時已經花費了近 150 億美元。

新反應堆設計

為了加快核電的部署,包括美國、英國、加拿大、中國和瑞典在內的國家正在倡導所謂的小型模塊化反應堆(SMRs)。

小型模塊化反應堆的吸引力在於,它們大多可以在工廠中預製,與已在使用的大型反應堆相比,組裝速度更快,成本更低。

但新的 SMR 設計預計都無法解決廢物問題。專家們說,設計者在設計之初,除了制定如何管理廢物的計劃之外,並沒有被迫考慮廢物問題。

"伍斯特理工學院副教授、曾擔任美國核廢料技術審查委員會委員的塞斯-圖勒(Seth Tuler)說:"這種不考慮整個系統就急於創造新設計的做法,對於有效的監管和長期運行良好、安全可靠的廢物管理計劃來說,確實是個壞兆頭。

根據 2022 年發表在《美國國家科學院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一項研究 (link),預計大多數新型 SMR 的單位發電量產生的廢物量與目前的大型反應堆相似,甚至更多。

SMR還可以選址在缺乏大型核電站所需的基礎設施的地區,這就使得更多的核基地也有可能成為臨時廢物傾倒場。據美國核電監管機構稱,在美國,"臨時 "可能意味着反應堆關閉後的一個多世紀。

路透聯繫了能源部快速通道計劃支持的 11 個 SMR 設計背後的九家公司。一些公司表示,核廢料是反應堆運營商和政府面臨的問題。

其他人則表示,他們希望未來幾十年的技術進步能改善燃料後處理的前景,儘管他們也認為仍然需要一個永久性的處置庫。

新一輪核反應堆的發展前景重新點燃了人們對乏燃料後處理的興趣,通過後處理,鈾和鈈將被分離出來,在某些情況下,可被重新利用。

"核能辦公室發言人說:"現代技術,特別是先進的回收和後處理技術,可以大大減少需要處理的核材料數量。與此同時,後處理並不能消除永久處置的要求。"

然而,核安全專家對後處理是否會被納入任何新校園提出質疑。

"前能源部官員羅斯-馬茨金-布里格(Ross Matzkin-Bridger)說:"每次嘗試都以失敗告終,這會帶來安全和擴散風險,成本巨大,而且會使廢物管理複雜化。他說,進行燃料後處理的少數幾個國家的回收率在零到 2% 之間,遠低於承諾的 90%。

永久性問題

目前,美國、加拿大、歐洲和英國的大部分乏燃料都被無限期地儲存在現場,先儲存在乏燃料池中冷卻,然後再儲存在混凝土和鋼桶中。法國將乏燃料送往諾曼底的拉海牙進行後處理。

據美國能源部稱,作為全球最大的核電生產國(領先於中國和法國),美國運行的 90 多個核反應堆每年為現有庫存增加約 2,000 噸廢料。

核能辦公室的數據顯示,截至 2024 年底,美國納稅人已向公用事業公司支付了 111 億美元,用於補償他們儲存乏燃料,其中一些乏燃料在數十萬年內仍會對人體有害。

據英國政府稱,蘇格蘭的杜恩雷於 1994 年關閉了最後一個反應堆,由於處理廢料的複雜性,該核電站的退役時間和預算一再延長,這是該行業在老核電站關閉後所面臨問題的早期跡象。

隨着曾經處於英國核工業最前沿的杜恩雷的拆除,大量低放射性廢料被儲存在大型金屬容器中。

自從 70 年前英國第一座商業核電站投產以來,人們就一致認為將毒性最強的廢料深埋地下是最安全的選擇,但目前世界上仍沒有任何地方在運行儲存庫。

建立和運行處置庫是一個緩慢的過程。政府需要社區的支持,還需要進行地質研究,以確定地下水的流向以及地下 1000 米(1090 碼) 岩石的穩定性。

芬蘭取得了最大的進展,即將在奧爾基盧奧托啓用世界上首個永久性核儲存庫--芬蘭早在1983年就啓動了這一進程。

該項目背後的芬蘭公司Posiva於2024年開始將試驗罐轉移到地下400多米處。該公司告訴路透,其目標是在今年開始商業運營,但目前還在等待芬蘭輻射與核安全局批准運營許可證,隨後還將進行技術檢查。

一旦開始運行,獨立的地下隧道將裝滿由銅和鐵製成的盛放廢料的罐子,然後永遠密封

瑞典於 2025 年 1 月開始建造其永久性處置庫 (link),目標是在 20 世紀 30 年代末投入運行。加拿大已同意在安大略省 (link) 選址,並計劃在 2040 年代末投入使用。 瑞士 (link) 和法國 (link) 也已選址,並希望從 2050 年左右開始啓用其儲存庫。英國的目標是 2050 年代末,但尚未確定地點。

在英國某處建造永久儲存庫之前,來自杜恩雷等核基地的高放射性廢物將被送往英國塞拉菲爾德儲存。

包括杜恩雷在內的一些退役核基地也被宣傳為數據中心的選址地,因為它們已經與電網相連,無需等待連接。

但是,那裏的清理工作還有很長的路要走。幾十年前,經過輻照的核燃料被衝入大海,而就在今年 1 月,當地海灘上還發現了一個 "輕微 "的放射性碎片。

最後一個 "重要 "顆粒是在 4 月份發現的,由於海底存在放射性顆粒,杜恩雷出口管道半徑 2 公里(1.25 英里) 範圍內禁止捕魚。

去年,英國將杜恩雷的清理期限從 2033 年延長至 20 世紀 70 年代。

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