芬蘭在試運行中取得了重大進展，該試運行將展示在奧爾基洛托島的翁卡洛(世界上第一個永久性地質處置庫)安全處置乏核燃料 (SNF) 的整個過程。自 9 月初以來，核廢料處理專家 Posiva 已成功封裝并儲存了首批三個裝滿非放射性測試元素的罐子。試運行是處置設施調試的關鍵部分，預計將在明年結束，為實際處置活動開始鋪平道路，可能在 2025 年或 2026 年開始。

翁卡洛核電站前身是一座地下研究設施，自 2004 年 6 月以來，經過四十年的現場調查，該核電站的建設工作一直在進行中。芬蘭政府于 2000 年原則上批準了核電站的建設決定。2015 年，在完成詳細設計和概念階段后，政府向 Posiva(一家由 Teollisuuden Voima Oyj (TVO) 和 Fortum Power and Heat Oy 組成的合資企業)頒發了建設許可證。Posiva 于 2021 年 12 月提交了運營許可證申請，預計今年將獲得批準。

芬蘭深層地質儲存庫工程

昂卡洛核處置庫的深度為 400-430 米(m，約 1,312-1,411 英尺)。該公司表示，它由“一條螺旋形通道、四個垂直豎井(人員豎井、罐豎井和兩個通風豎井)、隧道和技術室”組成。該場址的一個關鍵特征是封裝工廠，在這里，乏燃料將被安全地密封在處置罐中。該工廠于 2019 年開始建設，其設計借鑒了“世界各地設計的燃料加工廠的經驗”，Posiva 指出。

當最終處置作業開始時，SNF 將從臨時儲存處轉移到封裝工廠，在那里它將被裝入銅和球墨鑄鐵罐中，這些罐子設計用于容納芬蘭沸水反應堆 (BWR) 和壓水反應堆 (PWR) 的乏燃料，總計 6,500 噸鈾。在封裝工廠的地下室內，燃料將被裝入大約 3,250 個罐子中，這些罐子位于一個屏蔽嚴密的燃料處理室中，該處理室的混凝土墻厚 1.3 米。然后，每個罐子將充滿氬氣，用鋼蓋密封，頂部蓋上銅蓋，通過摩擦攪拌焊接固定——采用與瑞典放射性廢物管理公司 Svensk Kärnbränslehantering AB (SKB) 合作開發的 KBS-3 方法——并嚴格檢查接頭的完整性。

密封后，罐子將通過專門的升降機下降到結晶基巖 430 米深處，然后運送到 8 米深的沉積隧道中，隧道周圍是膨潤土，以便永久儲存。目前，封裝工廠的廢物將首先轉移到 TVO 現有的低級和中級廢物 (LILW) 處置庫，直到建造專用的 LILW 處置庫。

1. Posiva 在其最后一個乏核燃料 (SNF) 處置設施 Onkalo 進行的試運行完全由輻射屏蔽設施中的遠程控制。SNF 被放置在由銅和球墨鑄鐵制成的最終處置罐中。這一過程在燃料處理室中進行，該處理室的混凝土墻厚約 1.3 米。圖片來源：Posiva

試運行于 8 月 30 日開始，是一項全面的大規模測試，旨在使用模擬 SNF 的非放射性測試元件驗證 SNF 處置的整個過程(圖 1)。它將需要儲存四個主罐和一個備用罐，它們將儲存在約 70 米的沉積隧道中，并用最終塞子密封。Posiva 表示，通過進行試運行，它將評估其系統的準備情況、遠程控制操作的精確度以及設施的整體安全性。該公司還將測試緊急情況，例如將損壞的罐子打撈回地面。

Posiva 生產總監 Karri Osara 表示：“我們確保我們的設備、系統、組織、專業知識以及程序和指南能夠作為一個整體無縫協作，以便我們能夠展示全面、安全地開展處置作業的能力。”

截至 10 月 17 日，Posiva 報告稱，前三個罐已成功轉入封裝廠的儲存設施。試運行從組裝測試罐開始，并將測試桶從 TVO 的臨時儲存設施沿受控路線安全運輸到 Posiva 的封裝廠，采用的程序與常規乏燃料轉移計劃的程序類似。“前兩次封裝僅使用重物進行。在第三次試驗中，看起來像實際燃料的元素被裝入罐內，”該公司表示。

然而，該公司在開始第四個容器的加工之前暫停了試驗，以“對設備進行調整和額外測試”。試運行的下一步將是開始在 Onkalo 的地下設施進行活動，以測試在基巖中挖掘出的最終處置庫的運行情況。

乏核燃料管理的全球挑戰與創新

芬蘭對 Onkalo 設施的戰略性開發為全球核工業樹立了典范，該行業長期以來一直在努力解決 SNF 管理問題。盡管廢物管理仍然是許多關于核能的爭論的核心，但根據國際原子能機構 (IAEA) 的數據，目前 31 個國家/地區運行的 400 多座核反應堆產生了約 430,000 噸乏燃料。它指出，大約 30% 的乏燃料已經經過再加工以供回收，其余的“安全地儲存在濕式或干式儲存系統中，最終將處置在地下儲存庫中或用于未來的回收”。

國際原子能機構在 2024 年 6 月召開的一次會議上表示，在脫碳的推動下，包括小型模塊化反應堆在內的新反應堆浪潮即將到來，需要更加協調一致的努力來解決 SNF 管理責任和其他后端責任。該機構指出，開發深地質儲存庫是一個漫長的過程，經常受到社會和監管障礙的阻礙，這使安全長期儲存的時間表變得復雜。它表示，有效的 SNF 管理策略需要大量持續的資源、納入新興技術的靈活性以及堅實的框架來維持跨代知識轉移并確保儲存系統在實施最終處置解決方案之前保持可行性。