科學(xué)家們一致認為，考慮到高活性核廢料的長(cháng)期儲存，地質(zhì)處理是最好的解決方案，但要開(kāi)發(fā)如此大規模的工程項目，需要社區從一開(kāi)始就予以支持。
1、核廢料管理
ONKALO處置場(chǎng)奠基儀式(圖源：Posiva) 60多年來(lái)，核技術(shù)一直是我們生活的一部分。核能提供了全球低碳電力的很大一部分，用于工業(yè)、醫療和國防。而且，如果該行業(yè)的各種宏大目標得以實(shí)現，我們很快就會(huì )更加依賴(lài)核能，并作為未來(lái)幾年的能源。然而，也是由于核電活動(dòng)，留下了大量的放射性廢物，其中一些我們今天需要不斷保持安全管理，即使經(jīng)過(guò)數千年，這些物質(zhì)仍然存在著(zhù)危險性。
芬蘭ONKALO將成為世界上第一個(gè)正在運營(yíng)的深層地質(zhì)處置場(chǎng)。 為這種高放射性廢物提供安全、可靠和永久的解決方案，是我們這個(gè)時(shí)代最重大的挑戰和機遇之一。這其中所需的廣泛工程和技術(shù)專(zhuān)業(yè)知識突顯了其復雜性。
2、地質(zhì)處置設施
用于在Onkalo鉆取處置孔的DHBM鉆機(圖源：Posiva)
開(kāi)發(fā)地質(zhì)處置設施(GDF)是長(cháng)期管理放射性最強廢物的唯一可行、國際公認的解決方案。這個(gè)地下設施，旨在將放射性廢物處理在高度工程化的地下存儲庫和隧道中，位于地表下數百米的合適地質(zhì)條件下。
英國的核廢料服務(wù)戰略旨在“盡快使核廢料永久安 全”。(圖源：NWS 公司戰略報告2023)
作為這一挑戰規模的一個(gè)指標，預計英國將有超過(guò)400萬(wàn)立方米的廢物需要回收和處理，以完成國家退役計劃，其中超過(guò)77萬(wàn)立方米的高活性廢物最終將用于GDF。雖然放射性廢物可以安全地儲存在地面上，但這些設施需要持續維護，每50-100年需要更換一次。投資GDF現在完全消除了這些問(wèn)題，為放射性自然衰變所需的數千年提供了永久解決方案。
Onkalo地下乏核燃料庫，第一條最終處置隧道已開(kāi)始挖掘。第一條隧道最終將長(cháng)達350米(圖源：Posiva)
在許多國家，GDF的開(kāi)發(fā)一直是政府管理放射性廢物政策的一部分。例如，在英國，自2006年以來(lái)，這一直是一項明確的政策。
GDF代表著(zhù)一個(gè)實(shí)質(zhì)性的基礎設施項目——在英國開(kāi)發(fā)這樣一個(gè)設施的預計成本為200-530億英鎊，將持續約175年。GDF可以為幾代工程師提供獨特的就業(yè)機會(huì )——所需技能的多樣性和資源水平，將考驗我們的工程部門(mén)。
作為一個(gè)多學(xué)科項目，開(kāi)發(fā)GDF需要一個(gè)涵蓋管理、科學(xué)、技術(shù)、工程、數學(xué)、可持續性和環(huán)境等領(lǐng)域的團隊。這一系列技能意味著(zhù)GDF不僅僅是核部門(mén)面臨的挑戰。
所提供的工作范圍，再加上資源問(wèn)題，意味著(zhù)核工業(yè)必須對部門(mén)之間的技能流動(dòng)持開(kāi)放態(tài)度——這也從采礦、鐵路、公路和工業(yè)部門(mén)的發(fā)展獲得了靈感。除了確保有效交付外，這還促進(jìn)了知識建設、獲得廣泛的解決方案，并最終為未來(lái)的工程師帶來(lái)更鼓舞人心的職業(yè)生涯。
3、GDF方法的未來(lái)發(fā)展
Artemis團隊參觀(guān)了Onkalo乏燃料儲存庫(圖源：IAEA)
未來(lái)探索是GDF項目的核心，開(kāi)發(fā)過(guò)程可能跨越175年或更長(cháng)時(shí)間。再加上在此期間保持參與度，必須以可持續和穩健的方式管理知識流動(dòng)。
在一個(gè)不斷發(fā)展的數字世界中，沒(méi)有一成不變的領(lǐng)域，各種事情都可能經(jīng)常發(fā)生變化，這是一個(gè)重大的挑戰。我們今天工作的方式可能會(huì )隨時(shí)時(shí)代發(fā)展演變和改變，因此GDF的設計需要考慮新興技術(shù)，同時(shí)有力地維護設施的安全性和完整性。
核能是一個(gè)學(xué)習型行業(yè)，不斷發(fā)展和適應一些人認為極具挑戰性的條件和危險。這種靈活的方法將隨著(zhù)GDF的開(kāi)發(fā)而受到考驗，建造一個(gè)處置區的規?？赡苁沁^(guò)去很少有工程項目見(jiàn)過(guò)的，估計有400公里的地下隧道，這樣的項目將與倫敦地鐵的長(cháng)度相匹配。
4、選址問(wèn)題
以上只是與GDF相關(guān)的復雜技術(shù)挑戰中的一小部分，今天最緊迫的問(wèn)題是確定地理位置。合適的地質(zhì)環(huán)境是一個(gè)重要因素，收集與GDF安全相關(guān)的地質(zhì)信息也是如此。潛在地點(diǎn)將需要詳細的調查，可能需要大約10-15年的時(shí)間。同樣重要的是與社區的參與和合作。英國政府的政策規定，只有在有合適的場(chǎng)地和有意愿的社區的情況下，才會(huì )建立GDF。
Deep Isolation公司處理乏燃料和高水平廢物的概念(圖源：Deep Isolation)
如上所述規模的核廢料處理設施的前景令人望而生畏，這是可以理解的，而且該行業(yè)存在著(zhù)歷史性的各種問(wèn)題。確定GDF的位置是一個(gè)以當地社區為核心的結構化過(guò)程，在進(jìn)行任何開(kāi)發(fā)之前，必須征得當地社區的同意。
英國已經(jīng)以社區伙伴關(guān)系的形式在坎布里亞郡和林肯郡的四個(gè)社區內建立了對話(huà)，以探討GDF是否適合他們。這些社區已經(jīng)獲得潛在GDF選址帶來(lái)的一些早期好處。一旦建立了社區伙伴關(guān)系，每年向當地社區注入高達100萬(wàn)英鎊的投資。從長(cháng)遠來(lái)看，可能需要加強基礎設施，從而在地方和區域層面實(shí)現改善。
GDF預計僅在頭25年內就將創(chuàng )造4000多個(gè)就業(yè)機會(huì )，這些新的職業(yè)角色將為任何同意建設設施的社區帶來(lái)巨大的經(jīng)濟刺激。然而，核技術(shù)的使用可能會(huì )引起爭議，盡管有經(jīng)濟優(yōu)勢，但總會(huì )存在安全問(wèn)題。這就是為什么社區參與對于讓人們自己了解更多信息如此重要的原因之一?？梢岳斫獾氖?，人們希望現在的設施是安全的，子孫后代也不會(huì )面臨風(fēng)險。
5、未來(lái)發(fā)展
美國核管理委員會(huì )向Holtec International頒發(fā)了在美國新墨西哥州建造和運營(yíng)Hi-STORE綜合乏燃料臨時(shí)儲存設施最終許可證。
英國是全球20多個(gè)處于GDF審議和發(fā)展不同階段的國家之一，其他國家包括瑞典、芬蘭、瑞士和法國。世界各地的科學(xué)家一致認為，GDF是長(cháng)期保持高放射性廢物安全的最佳方法。
與所有主要基礎設施項目一樣，環(huán)境影響也是一個(gè)令人擔憂(yōu)的問(wèn)題。英國政府和核部門(mén)更普遍的承諾是，GDF不僅可以安全處理核廢料，還可以改善當地環(huán)境。這包括保護農田和增強生物多樣性(可持續性是該項目的核心)。
開(kāi)發(fā)GDF無(wú)疑是我們這個(gè)時(shí)代最雄心勃勃、最復雜的工程項目之一。但在我們開(kāi)始解決技術(shù)問(wèn)題之前，我們就面臨著(zhù)克服社區對核廢料的問(wèn)題、擔憂(yōu)和誤解的挑戰。核工業(yè)有著(zhù)豐富的歷史，一些地區已經(jīng)體驗到了它所能帶來(lái)的好處。
因此，盡管障礙似乎很高，但GDF有潛力為子孫后代創(chuàng )造經(jīng)濟、環(huán)境和工程發(fā)展的機會(huì )。
