漫长的未来的核废料

1956年10月一个阳光明媚的一天在坎布里亚郡的海岸,英国女王伊丽莎白二世在英国开设了第一个核电站:考尔德大厅。车站运营47年来,第一个发电供国内使用。但技术革命,开始在一个阳光明媚的一天在海边进行了长时间遗留在英国的核废料。60年来,如何处理它的挑战依然存在。

后的第一个千瓦核电,世界已准备好要改变一下自己。科学家、决策者和公众都相信世界技术力量以前所未有的效率同时很少浪费。世界各国开始建设更多的核设施。

在1956年和1986年之间的30年,世界建造许多核单位。的真正繁荣是在1970年代,当时,平均每年新网站建设开始25到30。但在1986年,切尔诺贝利事故让事情暂停。一些国家,比如意大利,完全关闭他们的剩余的核电站,这一天,让一切都关闭。别人一直调试这些网站,特别是在东欧和亚洲,许多植物开始建设。然而,这些年来,其中一些项目被突然取消了。

2011年也是一个黑暗的技术。大地震和海啸造成了严重事故后在日本北部福岛的核电站,核能源生产全球趋势放缓。日本退役大部分反应堆进行一连串的争议。核电站一旦占发电量的31%,但到了2015年,这个数字是0。事故发生后,德国也反应强烈,关闭一半以上的网站在2011年和2017年之间。打算在2022年之前关闭所有位置,但德国总理Olaf Scholz决定延长的生命周期三个电厂在能源约束对俄罗斯造成的制裁。这个国家仍然计划在2023年解除所有核电生产。

一个绿色的工具

但并不是每个人都放弃核能。尽管切尔诺贝利和福岛,许多国家,包括美国、法国和瑞典,投资的技术清洁碳排放比其他形式的能源生产。这就解释了为什么,直到今天,在全球范围内,核能发电一直增加,年复一年。到2021年,在法国核能占电力的70%,40%在瑞典和英国的15%。对气候变化的关注只会增加,另一个转变可能前方,这一次,核可能再次成为流行。

我们将核废料与10000到100000年的生活

欧盟最近分类核能作为一种可持续能源,为进一步投资铺平了道路。的英国的能源安全战略,于2022年出版,凸显了核的处理,计划建立在英国国土上的八个新反应堆的最后十年。甚至日本等国家重新考虑他们的反核战略,将重启核设施,同时考虑构造新的下一代反应堆。

但是,如果我们的目标是到2050年成为碳中性,新的核可以帮忙吗?来Friederike薯条大学的研究员自然资源和生命科学在维也纳,奥地利,时间已经过去了。除了核能的风险和核电的经济,已经太迟了。”她补充说,建造新的核电站不可行,在本世纪中叶实现零排放,因为时间建立一个反应堆和缺乏能力的同时需要建造许多反应堆。

然而,另外一些人认为核能是更广泛战略的一部分来降低碳排放。我觉得应对气候变化,核能可能是一个选择,”说约翰•Gariel副主任在法国辐射防护和核安全研究院。但他提出核废料的问题:“我们将核废料与10000到100000年的生活。我认为它可以安全地存储在一个或两代人,但在100年将会发生什么?1000年?没有人知道。这是一个大问题。

核能是否会起到关键作用对抗气候变化是不确定的。然而,可以肯定的是,数百万立方米自1950年代产生的核废料需要处理。因为核废物对生态系统的风险,行业需要管理和储蓄安全。尽管核能已经存在了几十年,存款没有永久存储浪费。

(并不是)核废料是什么

核废料想到时,你可能会认为钢容器盖子上的发光的液体泄漏,但我们有荷马·辛普森这样描写的原因。核废料荧光少得多,复杂得多。

大部分的废物产生的核工业是低级的,容易处理

核废料是广泛定义为浪费与辐射或放射性污染本身。国家有稍微不同的方法来分辨他们的核废料,但作为一个经验法则,区分每种类型的一种方法是通过放射性和多长时间仍将是不安全的。低级废料只是轻微污染,如核电站的工人所使用的工具和衣服。大部分的废物产生的核工业是低级的,容易处理。

核设施也产生高层次的浪费,虽然数量少得多。在法国,例如,产生的放射性废物的2公斤/居住一年,只有10%的高放射性和考虑高层次的浪费。大部分的放射性核素(不稳定元素释放辐射)在高等废料将衰减在第一次1000年,虽然有些人会持续成千上万的超过一百万年了。但高层浪费是什么样子呢?主要是利用核燃料棒和部分核电站退役的时候。高放射性废物目前储存在世界各地数以百计的网站。这不是一个明确的解决方案,而是一种管理浪费在我们等待。

在英国,像在法国,我们玻璃化高层浪费[…]基本上存储桶的玻璃。和所有这些桶储存设施在塞拉菲尔德,说,这几乎完全卡尔特拉维斯,读者在谢菲尔德大学的核废物处置,英国。

除了低级和高级浪费,还有中间浪费,进一步需要妥善处理虽然仍是有毒的。塞拉菲尔德,一个在西欧最危险网站,目前商店高级和中级在大量浪费:足以填满27个奥林匹克标准大小的游泳池。

长寿的核“废物”是乏燃料,可再生和重复使用,但并非所有国家这样做。美国,例如,不处理任何,而是存储吨乏燃料在全国75个站点。法国和英国,另一方面,大部分乏燃料再加工。为什么我们不能再加工他们的乏燃料是一个政治问题。不过,事实仍然是,乏燃料技术上不是核废料,然而一些国家处理它。

因为有不同形式的浪费,核工业设计了各种策略来管理和处置。

管理更少有毒

画一个山谷充满了绿草和诺曼底的海岸线。这是一个垃圾,但不是通常的那种。地下是一百万立方米的低收入和中级浪费包含短暂的放射性核素。

从1969年直到1994年关闭,法国Manche会沉积废物处置设施。近30年以来,当局一直专心监视周围环境评估是否有任何污染。Gariel解释说,这项工作是至关重要的,确保公众安全,也为了透明度。”当你谈论核能或核一般来说,从公众有一个大的敏感性。这就是为什么它是非常重要的来执行这些测量和都对公众开放,”他补充说,他指的是WEBTELERAY,一个免费的应用程序,让人们知道辐射水平在法国领土。

虽然地球的浪费在一顶帽子和草,这被认为是表面沉淀,应该持续约300年,浪费的时间不再是危险的。作品中的另一个表面的网站,并将维护相同类型的浪费。这是一些计划摆脱低放射性废物。然而,对比与诺曼底安静的草原是一个更有争议的计划发生数千公里。

在日本,当局最近授权处理废水的排放从福岛核电站流入大海,导致当地人不满,科学家和环境机构。2011年,事故后,工人必须使用水来冷却反应堆和防止进一步的伤害。在现场,他们不停地收集和储存废水在数以百计的坦克,现在水需要去某个地方。

Gariel解释说,并不像有些人会认为是危险的。的活动将被释放的相同的数量级,是以前做的,在事故发生前。他经常谈论放射性核素发出的核能网站的标准操作。的会有一些稀释罐是什么,它将抵达大海时,这将是在一个非常低水平的活动[…]相当与15年前所作的,”他补充道。

他理解当地人的担忧,然而,特别是那些从事渔业。因为这些人不得不停止工作年前——事故发生后当局停止捕鱼活动——他们现在担心市场和客户将看到福岛的本地鱼和食物有毒。我认为这更多的是一种社会问题,而不是一个科学问题。我可以很容易理解当地社区的位置。一个事故发生。失去了信任。现在,这是一个社会问题,”他总结道。

摆脱最有毒的

”被认为是在我们有各种各样的东西:爆破废物进入太空,把它在俯冲带(构造)[…]那些遭到拒绝国际出于各种原因,”特拉维斯说。”,所以我们聚集在地质处置。”

地质沉积(也称为GDF)是一个地下地方高等废料可以存放数百数千年。一个网站需要安全储备浪费的高度危险。几百米深(例1公里),是由多个材料分层,以防止泄漏到地下生态系统。

“GDF进入地下水循环。因此,所有的研究工作已经进行了几十年现在是努力构建多个工程屏障,可以承受或应对地下水循环没有任何进入生物圈,特拉维斯解释说。

凯瑟琳•莫里斯核废料服务研究支持办公室主任和曼彻斯特大学的教授,了解工作环境中放射性元素的行为像一个地质库。她解释说,她的工作已经表明,在改造自然的环境中,像一个GDF,放射性核素迁移通常是非常低的,这意味着放射性核素运输的风险也低。

虽然这听起来可能很简单,做什么看起来像一个大洞在地面存储核废料花费大量的金钱,时间和政治工作。这三个因素解释了为什么今天的30多个国家运营核反应堆,只有一个接近完成的存款高等废料:芬兰。

的芬兰的网站是巨大的。在多年的业务,它将总约100隧道,长度为35公里。设备看起来就像一个巨大的地下网络钢铁和混凝土与沉积分布在一个巨大的地下隧道的地形。每个隧道将持有约30罐的浪费,和Posiva,当地的公司在网站上工作,计划在沉积高度放射性废物和乏燃料,到2025年。

“他们已经40年到现在。所以说,这是一个非常缓慢的过程佩内洛普·哈维曼彻斯特大学的社会科学家也坐在政府的放射性废物管理委员会。他们投入了大量的资源,让社区做自己的科学,让社区排除了自己。”

社区的大型工程项目中发挥着至关重要的作用,因为在一天结束的时候,一个网站需要一个位置和那些倾向于接近人们生活。和新的基础设施如桥梁和铁路构成自己的困难,但与核项目标签面临一个完全不同的挑战:恐惧。

“核周围的意象世界末日。电影,战争场景;其军事和连接连接到国家权力,”哈维说。历史和好莱坞把邮票放在人类的“核”的看法。这可以解释不同意见哈维发现当社区谈论这个话题。

有些人宁愿把浪费在那里他们可以看到它,因为他们担心他们(当局)会做什么,”她解释说。哈维补充道,另一组的意见集中在把废物地质处置,但使其可收回。所有场景提出问题。

尼古拉斯Mullner安全与风险科学研究所主任自然资源和大学的生命科学、理解的恐惧。这是合理的,特别是对于高层的浪费。但它不是那么容易(从存款中检索浪费)。

社区问题

因为这个话题是如此复杂,丰富、技术先进国家斗争很多决定该做什么在他们的后院。英国开始认识到50年前核废料的问题,但直到现在,未能提供一个最终的设施。美国也陷入困境。他们开始尤卡山项目在1980年代末,一项解决核废料的堆积如山。然而,由于公众的强烈抗议,剩下的项目是争议(和130亿美元(£110亿)洞在地面)。什么两国和其他国家似乎缺乏是一种解决社区没有引发当地愤怒。

“这不是真的,直到2008年左右(英国政府)实际上开始寻找一个社区,可能会(举办GDF),社区志愿者。所以在那之前,有各种各样的尝试,但政府将决定:我要把它放在那里。还有大规模的抗议活动,”哈维说。

现在,这个策略是不同的。通过与社会科学家合作,英国当局为谈话关于核废料和创造空间的恐惧和思想的主题。哈维,这些对话是必要的,因为“不信任绝对是不可避免的,它很强壮,和已经存在的。

到目前为止,在英国四个社区发展工作看起来很有希望,但最终地质处置设施仍然遥远。我认为我们只需要保持势头,注意到,放射性废物地质处置高活动既是技术和社会问题[…]在中世纪是一个很好的目标,”莫里斯说。

信息从英国核退役管理局同意GDF将准备到2040年中间浪费。然而,网站存放所有英国高等废料应该花费更长的时间。日期,2075年预计延误,近50年后。与核设施完全充满浪费,一些学者正致力于更快的策略,像深水井。

深水井多层沉积的遵循相同的逻辑对高放射性废物地下。然而,变化的两个关键方面:足迹和深度。虽然gdf地下巨大的足迹,深钻孔不宽。特拉维斯说,如果我们考虑所有的陶瓷,高级浪费在英国,估计足迹将不到三个足球场,较小的负担相比,长35公里芬兰库。深度方面,gdf计划400 - 1000米的地下,深水井被设计成4公里深。这两个差异使建筑深钻孔更快。

如果一个钻孔是追求在英国,我们可以提出高等废料的处理至少35年,”特拉维斯补充道。然而,水井不足以存款英国所有的浪费。我们还是需要一个GDF在这个国家,不管水井,因为我们有太多的中级浪费,这是不合适的,”他总结道。

管理高层核废料,没有完美的解决方案,没有银弹。每个策略都有一组的警告,继续堆积。也许科学界如此坚定的原因同意存放核废料是因为没有其他快速修复——至少现在是这样。

现代炼金术

转变——改变放射性废物,即小和高毒性成分,为更无害的——是一个古老的梦。我们的目标是将长期存在的放射性核变成更稳定的降低污染的风险。一些国家已经尝试但无济于事。

根据专家报告委托联邦办公室的安全核废物管理在德国,梦想依然理论。根据薯条,报告合著者,未来几个挑战。首先,研究人员需要新的反应堆和后处理工厂成功长寿原子原子核转换成短命的。然后,有物理和化学的问题。如果你想单独次要锕系元素,他们有非常相似的特征。例如,它们在不同氧化阶段。但是你的流程不工作。“这些问题需要解决在实际实验。

我们存储了60年,我们不能进行存储吗?

目前,有一个研究机构在比利时称为MYRRHA第一个测试阶段。Mullner说MYRRHA多用反应堆将让科学家进行转化实验,以及由此产生的数据将被前进的关键。核反应堆将需要一段时间准备,然而,估计指向2036。然后我们可以做测试,我们必须评估结果。这不是明天会发生,Mullner总结说。

因此,虽然转变还有很长的路在未来,专家认为,存放核废料的路要走。和近7年10月温暖的一天后,坎布里亚郡的海岸,是时候咬紧牙关。

人们说“哦,我们存储了60年,我们不能进行存储吗?”莫里斯说。她的回答是否定的,不是真的。她认为我们应该为核废料处置途径,这样我们不负担未来几代人的材料我们已经创建了。在英国,我们认识到,我们正处于一个时刻动量是建筑,我们有一个很好的机会来处理GDF正确与志愿者社区的发展和走向与当地验收设备。这将使这些遗留废物的管理。

芭芭拉Pinho是一个基于科学作家在波尔图,葡萄牙

2023年3月14日更新纠正约翰•克利斯朵夫的姓氏Gariel整个文章。