說到核能，至少在一件事情上所有人都能達成一致：處理核工業的危險放射性廢物是一個緊迫的全球問題。

核反應堆的放射性殘余物(即高放廢物)大量積壓，需要進行安全、永久地處置。核能行業號稱自己對于解決氣候危機以及在不斷變化的地緣政治格局中保障能源安全至關重要，而核廢料的處置不僅是其面臨的一個重大挑戰，也阻礙了社會對核能的接受。

盡管復雜而昂貴的深層地質儲存庫才剛剛起步，但目前許多人卻將其看做是未來處置乏燃料和其他核廢料的黃金標準。那些號稱在這一領域取得了進展的國家的核工業將被看好。

例如，芬蘭正以建設安克羅(ONKALO)核廢料儲存庫為基礎，大幅提高核能在其能源結構中的份額，并聲稱，這些計劃是負責任的，因為它足以應對核工業最大的挑戰之一。" 安克羅 " 是世界第一座深層地質處置場，將于 2025 年投入使用。

相比之下，據美國核廢料問題專家組稱，建設此類處置場在美國(目前世界上最大的核能生產國)陷入僵局阻礙了其核能的進一步發展。

" 在開發和運行地質儲存庫方面缺乏進展……削弱了核能作為零碳未來的一部分所發揮的緩解氣候變化的潛在效益，" 美國核廢料技術審查委員會 2021 年 4 月在給國會的報告中寫道。

雖然有望出現解決核廢料問題的新技術方案，但新出現的問題，如乏燃料的放射性增加，正在使核廢料的儲存和處置前景進一步變得復雜。

擴大核能應用的推動力

由于幾個關鍵因素，一些人認為核電對于經濟脫碳至關重要。

首先，在運行階段，核電站的溫室氣體和其他空氣污染物排放接近于零。其次，它們提供的是太陽能和風能等間歇性可再生能源無法提供的基荷發電。最后，它們支持可再生能源，而不是與之競爭，因為核電站有適應需求負荷不斷變化的能力。

支持和倡導核能的國際原子能機構(International Atomic Energy Association，簡稱 "IAEA")，最近用 2020 年的核電站數據強調了最后一點。由于疫情，2020 年度的電力需求比平時波動更大。

IAEA 在 2021 年 6 月發表的一份報告中說：" 核電站運行靈活，在某些情況下甚至可以短期徹底關閉，從而支持電網運營商的需求，并證明了核電能夠融入未來可持續能源系統。"

IAEA 預測，到 2050 年，核能發電能力將翻一番，達到 792 吉瓦，而 2020 年為 393 吉瓦。盡管這一樂觀情境需要采取重大行動才能實現，但核廢料的處置卻是一個迫在眉睫的問題，而且無論核電裝機容量達到模型預測的低點還是高點，這個問題都會變得更加緊迫。

地質處置仍是黃金標準

國際社會的共識是，高放廢物最終應在地下深處進行處置，而進行深層地質處置的場所能夠讓高放廢物在遙遠的未來仍能與地表和大氣隔絕，因為乏核燃料在數十萬年內仍具有危險的放射性。

受芬蘭政府委托進行核廢料最終處置的 Posiva 公司表示，芬蘭是第一個在建此類設施的國家。該設施將于 2023 年開始試運行，并將在 2025 年開始乏核燃料的最終處置。

安克羅核廢料儲存庫位于芬蘭西海岸的奧爾基洛托核電站(Olkiluoto nuclear power plant)附近。該儲存庫建在深度為 400 至 430 米的基巖上，采用的是瑞典開發的一種稱為 KBS-3V 的處理方法。這一方法采用了目前被視為國際標準的多重屏障系統。

處置過程的第一步是將單獨的核廢料管積攢成一個更大的 " 捆 "。然后將這些捆成批放入鑄鐵罐中，外部為 5 厘米厚的銅，以保護內部不受腐蝕，并將其放入設施的地下部分。在那里，鑄鐵罐被移動到一個隧道區域，被垂直放置在基巖的單獨鉆孔中，周圍蓋滿膨潤土。這種粘土遇水膨脹，從而進一步密封容器。一旦每個隧道下方的區域達到容量，就用膨潤土回填，并用混凝土密封。

這一過程的大部分操作將使用專門為此設計和制造的遠程控制設備進行。

隨著其他一些國家在地質處置方面的努力取得進展，芬蘭的開創性設施將作為一個可行之策而受到密切關注。

1 月 27 日，瑞典政府批準了瑞典核燃料和廢料管理公司(Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company)的一項計劃，即在斯德哥爾摩以北 140 公里的福斯馬克(Forsmark)建造一個最終地質處置場，那里也有一座核電站。動工之前需要獲得建筑許可證，但據報道，該場地已獲有關市政當局的正式批準。

法國寧靜的東北部村莊布雷(Bure)附近計劃建造一處深層地質處置設施——工業地質處置中心(Industrial Centre for Geological Disposa，簡稱 "Cigeo")。該項目目前正在進行第二階段的公共協商，但遭到反核抗議者的強烈反對。據法國國家放射性廢物管理局(Andra)稱，該項目已經考慮了 30 年，目前計劃于 2025 年開工。

此外， 英國、加拿大和瑞士的選址工作都進入了最后階段，這一過程在一定程度上取決于公眾咨詢和社會認可。

基于同意的流程

政府和私營部門努力讓地方市政當局參與基于同意的選址過程，重點是獲得擬建放射性廢料處理設施周圍居民的同意。理想情況下，這個過程包括政府努力做到透明，允許社區權衡容有這樣一個設施的潛在機遇和風險，并公平對待所有人。

引導公眾參與 " 需要大量的時間和正確的技巧 "，來自加拿大、芬蘭和瑞典的官員和專家在 2021 年 9 月為美國國會準備的核廢料報告中是這么對美國政府問責署(US Government Accounting Office，簡稱 "GAO")說的。報告詳細介紹道，在選擇永久性地質封存地點之前，加拿大、芬蘭和瑞典分別花了近 20 年、17 年和 30 多年時間教育公眾和引導他們參與。

在不需要基于同意程序的國家，地質處置正取得進展，盡管如此，目前兩種程序下，處置場能夠實現實際運營的時間表并沒有太大的不同。

2021，中國在甘肅省的一個地下實驗室破土動工。科學家們將在那里研究該地點是否適合進行乏燃料的地質處置。該實驗室將位于戈壁沙漠地下 560 米的花崗巖基巖中。如果經測試認為該地點適合作為地質處置點，這一綜合體可能會在本世紀 40 年代建成，并于 2050 年開始運行。

與此同時，俄羅斯目前也在建造一個類似目的的地下研究實驗室，地點在該國中部西伯利亞城市克拉斯諾亞爾斯克(Krasnoyarsk)附近。俄羅斯初步認為那里適合進行地質封存。

處置的替代方案

考慮到地質處置施工所需的時間和成本，以及極端復雜性，一些國家正在尋求中期解決方案，即所謂的綜合臨時儲存。

這些大型核廢料臨時處理設施設計運行壽命長達數十年，直到地質處置得到更廣泛的應用，同時還通過集中儲存，減輕高放核廢料多地存儲的核污染擴散風險。臨時場地將擁有先進的功能和技術，能夠安全地儲存廢料桶，即目前用來存儲大多數核廢料的密封圓筒。地點也是選在比通常存放廢料的反應堆所在地風險更低的區域，位于遠離海岸線、地質不活躍的偏遠位置。

美國有大量乏核燃料(截至 2019 年為 8.6 萬噸)目前儲存在核電站。該國正在建設兩個私營乏核燃料臨時儲存項目：霍爾泰克國際公司(Holtec)在新墨西哥州的 HI-STORE 設施，以及在德克薩斯州的臨時儲存合作伙伴項目(Interim Storage Partners ’ project)。然而，該國的最終處置方案一直缺乏進展，進而可能會妨礙公眾接受臨時地點。

哥倫比亞大學全球能源政策中心(Columbia University Center on Global Energy Policy)的馬特 · 鮑恩(Matt Bowen)今年 1 月寫道：" 各州可能會更猶豫是否在其土地上接受一個統一的臨時設施，擔心如果沒有最終處置場，‘臨時’將變成長期的。"

儲存和處置的安全隱患

一個新出現的關鍵問題是當代核燃料的放射性水平較高，以及這是否會帶來比傳統核燃料更大的風險。

目前單位核燃料產生的平均熱能比早期的核反應堆有所增加，導致乏核燃料的 " 燃耗 " 更高。美國核廢料技術審查委員會(US Nuclear Waste Technical Review Board)2021 年 7 月向美國國會提交的一份報告解釋說，更高的燃耗降低了該行業的燃料成本，但它導致核廢料更具放射性，并且隨著衰減其釋放的熱量比低燃耗核廢料更多。

該委員會的報告稱，" 對低燃耗燃料進行的廣泛研究使人們相信，低燃耗燃料可以長期儲存和運輸，" 但強調，高燃耗燃料并非如此。

該報告稱，人們對燃料及其燃料棒組件在更高燃耗水平下的化學和物理特性變化并不十分了解。這些不同的特性可能會增加儲存容器覆層的腐蝕和脆化，增加容器或罐內的壓力積聚，并在儲存、運輸和處置過程中產生其他可能特別令人擔憂的變化。

另一個懸而未決的關鍵問題是，幾十年來一直存放在容器中等待運輸或放入地質處置場的核廢料可能需要重新包裝，從而帶來潛在的嚴重風險。

政府和業界聲稱，新的核廢料技術解決方案即將問世，這在一定程度上決定了核能進入新時代的勢頭。但是，這些技術能否以必要的規模實現仍然存在挑戰。人們無法低估現有和未來的放射性廢物管理難題，這將最終影響該行業的未來前景。