洞察力-招募:永久接收核废料的志愿者

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Feb 06
洞察力-招募:永久接收核废料的志愿者

美国希望园区能接收核设施和数据中心

要求各州自愿,永久性废物处理是不可或缺的要求

全球尚无深层地质废物处理设施

Sarah McFarlane/Timothy Gardner/Susanna Twidale

路透伦敦/华盛顿2月6日 - 特朗普政府计划推出一大批小型未来派核反应堆,为人工智能时代提供动力,该计划采用了一种古老的策略来处理剧毒废料:将其埋在一个非常深的洞底。

但问题来了。根本没有那种非常深的洞,而且美国各地的核电站和其他场所临时储存的大约 10 万吨放射性废料还在不断增加。

为了解决这一窘境,美国政府现在正悬挂着一根放射性胡萝卜。

根据美国能源部(DOE)上周公布的一份提案 (link),各州被要求自愿托管一个乏燃料永久地质储存库,作为包括新核反应堆、废物后处理、铀浓缩和数据中心在内的设施园区的一部分。

其信息征询(RFI)标志着政策的重大转变。能源部核能办公室发言人表示,促进核能发展的计划现在与为废料寻找永久归宿的要求相结合,并将决策权交到了当地社区手中,这些决定涉及数百亿美元的投资和数千个工作岗位。

"美国核管理委员会$(NRC)$ 和能源部的前官员莱克-巴雷特(Lake Barrett)说:"将这一切一揽子结合在一起,就是将大胡萝卜与不太理想的废物设施放在一起。他说,犹他州和田纳西州等州已经表达了对核能投资的兴趣。

核办公室表示,该请求已引起了各州的兴趣,但并未就各州的情况发表评论,各州有 60 天的时间作出回应。犹他州和田纳西州的官员没有回应置评请求。

特朗普(Donald Trump)总统希望到 2050 年将美国的核电能力翻两番 (link),达到 400 千兆瓦,因为数据中心的蓬勃发展推动了人工智能和运输电气化的发展,使电力需求几十年来首次出现激增。

2025 年,能源部挑选了 11 个新的先进核试验反应堆设计 (link),进行快速许可,并计划在今年 7 月 4 日前建成三个试点。

然而,根据美国和英国政府以及欧盟执委会的研究,公众对核能的接受程度部分取决于将核废料深埋地下的承诺。

"核能办公室发言人说:"完整的核战略必须包括安全、持久的最终处置途径,这仍然是《索取资料书》的必要内容。

此前寻求解决方案的努力曾遭到当地的强烈反对。

美国能源部于 1983 年开始寻找永久性的废料处理设施,并于 1987 年选定了内华达州的尤卡山。但由于内华达州立法者担心安全以及对赌场和酒店的影响而提出反对,前总统奥巴马(Barack Obama)于 2010 年停止了对该项目提供资金--当时已经花费了近 150 亿美元。

新反应堆设计

为了加快核电的部署,包括美国、英国、加拿大、中国和瑞典在内的国家正在倡导所谓的小型模块化反应堆(SMRs)。

小型模块化反应堆的吸引力在于,它们大多可以在工厂中预制,与已在使用的大型反应堆相比,组装速度更快,成本更低。

但新的 SMR 设计预计都无法解决废物问题。专家们说,设计者在设计之初,除了制定如何管理废物的计划之外,并没有被迫考虑废物问题。

"伍斯特理工学院副教授、曾担任美国核废料技术审查委员会委员的塞斯-图勒(Seth Tuler)说:"这种不考虑整个系统就急于创造新设计的做法,对于有效的监管和长期运行良好、安全可靠的废物管理计划来说,确实是个坏兆头。

根据 2022 年发表在《美国国家科学院院刊》(Proceedings of the National Academy of Sciences)上的一项研究 (link),预计大多数新型 SMR 的单位发电量产生的废物量与目前的大型反应堆相似,甚至更多。

SMR还可以选址在缺乏大型核电站所需的基础设施的地区,这就使得更多的核基地也有可能成为临时废物倾倒场。据美国核电监管机构称,在美国,"临时 "可能意味着反应堆关闭后的一个多世纪。

路透联系了能源部快速通道计划支持的 11 个 SMR 设计背后的九家公司。一些公司表示,核废料是反应堆运营商和政府面临的问题。

其他人则表示,他们希望未来几十年的技术进步能改善燃料后处理的前景,尽管他们也认为仍然需要一个永久性的处置库。

新一轮核反应堆的发展前景重新点燃了人们对乏燃料后处理的兴趣,通过后处理,铀和钚将被分离出来,在某些情况下,可被重新利用。

"核能办公室发言人说:"现代技术,特别是先进的回收和后处理技术,可以大大减少需要处理的核材料数量。与此同时,后处理并不能消除永久处置的要求。"

然而,核安全专家对后处理是否会被纳入任何新校园提出质疑。

"前能源部官员罗斯-马茨金-布里格(Ross Matzkin-Bridger)说:"每次尝试都以失败告终,这会带来安全和扩散风险,成本巨大,而且会使废物管理复杂化。他说,进行燃料后处理的少数几个国家的回收率在零到 2% 之间,远低于承诺的 90%。

永久性问题

目前,美国、加拿大、欧洲和英国的大部分乏燃料都被无限期地储存在现场,先储存在乏燃料池中冷却,然后再储存在混凝土和钢桶中。法国将乏燃料送往诺曼底的拉海牙进行后处理。

据美国能源部称,作为全球最大的核电生产国(领先于中国和法国),美国运行的 90 多个核反应堆每年为现有库存增加约 2,000 吨废料。

核能办公室的数据显示,截至 2024 年底,美国纳税人已向公用事业公司支付了 111 亿美元,用于补偿他们储存乏燃料,其中一些乏燃料在数十万年内仍会对人体有害。

据英国政府称,苏格兰的杜恩雷于 1994 年关闭了最后一个反应堆,由于处理废料的复杂性,该核电站的退役时间和预算一再延长,这是该行业在老核电站关闭后所面临问题的早期迹象。

随着曾经处于英国核工业最前沿的杜恩雷的拆除,大量低放射性废料被储存在大型金属容器中。

自从 70 年前英国第一座商业核电站投产以来,人们就一致认为将毒性最强的废料深埋地下是最安全的选择,但目前世界上仍没有任何地方在运行储存库。

建立和运行处置库是一个缓慢的过程。政府需要社区的支持,还需要进行地质研究,以确定地下水的流向以及地下 1000 米(1090 码) 岩石的稳定性。

芬兰取得了最大的进展,即将在奥尔基卢奥托启用世界上首个永久性核储存库--芬兰早在1983年就启动了这一进程。

该项目背后的芬兰公司Posiva于2024年开始将试验罐转移到地下400多米处。该公司告诉路透,其目标是在今年开始商业运营,但目前还在等待芬兰辐射与核安全局批准运营许可证,随后还将进行技术检查。

一旦开始运行,独立的地下隧道将装满由铜和铁制成的盛放废料的罐子,然后永远密封

瑞典于 2025 年 1 月开始建造其永久性处置库 (link),目标是在 20 世纪 30 年代末投入运行。加拿大已同意在安大略省 (link) 选址,并计划在 2040 年代末投入使用。 瑞士 (link) 和法国 (link) 也已选址,并希望从 2050 年左右开始启用其储存库。英国的目标是 2050 年代末,但尚未确定地点。

在英国某处建造永久储存库之前,来自杜恩雷等核基地的高放射性废物将被送往英国塞拉菲尔德储存。

包括杜恩雷在内的一些退役核基地也被宣传为数据中心的选址地,因为它们已经与电网相连,无需等待连接。

但是,那里的清理工作还有很长的路要走。几十年前,经过辐照的核燃料被冲入大海,而就在今年 1 月,当地海滩上还发现了一个 "轻微 "的放射性碎片。

最后一个 "重要 "颗粒是在 4 月份发现的,由于海底存在放射性颗粒,杜恩雷出口管道半径 2 公里(1.25 英里) 范围内禁止捕鱼。

去年,英国将杜恩雷的清理期限从 2033 年延长至 20 世纪 70 年代。

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