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芬兰在建全球唯一永久核废料处理库 存满需一世纪

发布时间:2017-10-10 06:00:01 来源:网易科学人 责任编辑:笙火
如果一切顺利的话, Aaltonen预计到2024年将开始向其中存储放射性核废料。而整个设施要完全存储满则需要一个世纪甚至更长时间。 “我希望我们开始处置核废料时我还没有退休,”他说。 “但我确信整个项目完成后我已经离世。”

出品|网易科学人栏目组 晗冰

芬兰在建全球唯一永久核废料处理库 存满需一世纪

1980年,一名29岁的芬兰地质学家Timo?ik?s承担了一项重要任务:他加入了一个负责研究核废料储存方法的小组,旨在寻找能够永久保存国家产生的核废料。

这个任务需要?ik?s和他的同事们考虑得尽可能远。只要来自核电厂的乏燃料仍然危险,他们需要打造一个能够长时间保存核废料的永久性设施,设施的完好性要能坚持10万到100万年。考虑到金字塔只有4500年的历史,这是一个难以想象的时间跨度。

当?ik?s开始研究该项目时,美国,瑞典,德国以及世界其他地方都有相应的存储设施。芬兰人认为,他们可以参考其他国家的研究和开发并汲取其中的精髓。事实上,?ik?s和他的团队所研发的永久性存储设施源自瑞典的理念。

近40年后,芬兰是世界上唯一拥有永久核废料处理库的国家。 ?ik?s所负责的这个项目将在芬兰退出避邻政策之前完成。要知道目前在世界各地,大约25万吨核废料存储在临时设施中,相应的事故层出不穷。几年来美国的核废料存储设施已经发生了几起事故,关于核废料辐射的清理成本高达数十亿美元。“我们原来的策略已经无法适用,”?ik?s说。尽管如此, ?ik?s所负责的永久性核废料处理设施Onkalo正在完工。

该设施的入口坐落在芬兰西部海岸Olkiluoto岛的常绿林中。这是一座荒无人烟的小岛。隧道入口被隐匿到周围的树丛中,看起来像一个超大的车库门。隧道向下延伸近一千五百英尺到达设施的基岩。而137个隧道将从基岩底部延伸出去。当有需要时,核废料被放置在由外层纯铜包裹、铸铁制成的容器中。这种重达25吨的容器被储存在用膨润土粘土(猫砂中的活性成分)密封的特制内室中,这种粘土与水接触时就会膨胀。

Onkalo的设计很简单。设施依托近乎无缝的坚硬基岩建设。这是一种名为片麻岩的岩石,质地坚硬,能够有效隔绝水分入侵。加之内部采用的膨润土吸收任何渗入的水分。此外,地层深处的地下水含氧量相对较低,因此腐蚀性较差。制作容器的主要原材料铜又是地球上最稳定的物质之一,地质学家表示地下水需要数百万年才能够侵蚀进装有核废料的容器。届时,内部的放射性同位素已经衰变,不再对环境构成威胁。

设计人员还对针对如何警告我们遥远的后代进行了大量的思考,也就是到底该如何告知他们“别挖这里!”因为经历数十万年之后,如果人类仍然生活在地球上,可能无法读懂我们的文字。毕竟一万年前的人类还是地球上的狩猎采集者,只会使用石头工具。巨石阵距今只有5000年的历史,但依旧让我们疑惑不解。从现在向后一百万年,人类可能完全无法识别现在的信息。

20世纪80年代曾出现了一个名为核符号学的学术领域,用于向未来人发出警告。但芬兰人已经采取了更简单方式:至少现在他们决定不会在设施周边放置任何种类的警告标志。 ?ik?s说:“如果我们标记它,很可能会吸引更多的人们来一探究竟。”相反他们尽可能地让这座核废料处理设施不那么显眼。

?ik?s说,他特意选择了这样一个地方,确保未来那些寻找金属,矿石或石油的勘探者不会对其感兴趣。当整个设施存储满核废料后,将用吸水性强的粘土块填满。据悉21世纪初,整个存储库将被核废料填满。随后整座设施不再需要任何监督或管理,不需要卫兵或电力。有一天它可能会被周围的森林所覆盖。而在几百年后Onkalo可能都会被人完全遗忘。

在项目规划过程中,附近的社区表示反对。 但?ik?s和负责建造设施的公司花了几年时间组织市民参观矿井,耐心解答有关流星陨石或未来冰河时代带来的潜在风险问题。

?ik?s于2014年退休。而另一位年轻的芬兰地质学家Ismo Aaltonen正在接替其负责设施最后的建设和准备运行阶段。项目团队计划在2022年完成整个设施的建设。

如果一切顺利的话, Aaltonen预计到2024年将开始向其中存储放射性核废料。而整个设施要完全存储满则需要一个世纪甚至更长时间。 “我希望我们开始处置核废料时我还没有退休,”他说。 “但我确信整个项目完成后我已经离世。”

芬兰在建全球唯一永久核废料处理库 存满需一世纪

图示:废弃的核燃料棒将放置在特制容器中,这种特制容器由纯铜包裹的铸铁罐制成,厚度达到两英寸,耐腐蚀性非常高。

芬兰在建全球唯一永久核废料处理库 存满需一世纪

图示:在Onkalo设施的入口处,一条隧道向地下延伸近1500英尺,开发者预计将于2024年开始存储核废料。

芬兰在建全球唯一永久核废料处理库 存满需一世纪

图示:芬兰公司Posiva负责建造这座设施。其地质学家和工程师通过这样的内室来检测地下水渗透情况以及收集其他数据。

芬兰在建全球唯一永久核废料处理库 存满需一世纪

图示:装满核废料的容器将被焊接密封,然后被放入深达26英尺的存储管内。而整个管道将被膨润土这种吸水粘土填满。

芬兰在建全球唯一永久核废料处理库 存满需一世纪

芬兰在建全球唯一永久核废料处理库 存满需一世纪

图示:用于建造管道的钻头。从现在开始的一个世纪中,工人都将在地下工作。

芬兰在建全球唯一永久核废料处理库 存满需一世纪

图示:当整个设施被核废料填满后,操作员将使用遥控机械回填隧道并将其封闭。有一天整座设施或将被周围的森林覆盖,也许会被人们遗忘。

芬兰在建全球唯一永久核废料处理库 存满需一世纪

图示:工程师使用三维扫描仪来测量钻孔和爆破后的隧道。

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责任编辑: 笙火

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