核废料堆积如山。美国有计划吗?

我们需要立即建立一个永久性的国家核废料处置场,以防储存在 35 个州的乏核燃料变得不安全

A diagonal row of spent fuel storage tanks with a surfer on the ocean in the background.

2022 年 4 月 21 日,在加利福尼亚州圣奥诺弗雷州立海滩,冲浪者在海浪中冲浪,前景是干燥的乏燃料存储设施。

随着小型模块化核反应堆在美国越来越接近现实,管理和处置其高放射性废物应成为国家优先事项。在《核废料政策法案》通过四十年后,根据美国国家科学、工程和医学院最近的报告,对于核废料的“地质处置库的选址、许可和建设,目前尚无明确的前进方向”。

好消息是,对于管理和处置这种高放射性材料已经有一个明确的策略。坏消息是,美国政府尚未认真遵循该计划。

国家科学院的报告告诉我们,新的或先进的反应堆设计——核工业寄予厚望的救星——并不能使我们摆脱建造地质处置库(用于永久性核废料处置的深层地下设施)的需求。在某些情况下,这些新型反应堆可能会使情况更糟,因为它们会产生更多废物,管理成本更高,新型的复杂废物,或者仅仅是更多的废物。在我们面临即将到来的冲击之前,我们首先需要处理我们已经产生的大量废物


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美国在 20 世纪 80 年代和 90 年代在核废料管理方面处于领先地位,但现在已落后。来自商业反应堆的大约 88,000 公吨乏核燃料仍然滞留在反应堆场址,并且这个数字每年增加约 2,000 公吨。这 77 个场址分布在 35 个州,并有可能成为事实上的永久处置设施。如果没有地质处置库,就无法最终处置这种高放射性材料。将其存储在反应堆场址的水池和干式容器中是一种临时解决方案;它在几十年内是安全的,但不足以隔离这种放射性材料与环境隔绝所需的数千年。美国目前在集中场址无限期存储的政策不是一个可行的解决方案,因为它将成本和风险转移给后代。

从现在开始,国家需要遵循已为国家核废料处置库制定的路径。2012 年总统蓝丝带委员会斯坦福大学和乔治华盛顿大学于 2018 年组织的国际专家组都建议成立一个新的、独立的废物管理和处置组织,其资金来源不包括年度国会拨款和限制性预算规则。蓝丝带委员会呼吁为该组织创建一个新的联邦公司,例如田纳西河谷管理局,而斯坦福大学/乔治华盛顿大学专家组则希望复制其他国家成功项目(如瑞典和芬兰)的非营利性、公用事业所有但独立的组织模式。为这些组织提供资金的是核电产生的电费,并且它们仍然受到独立核监管机构的监管。两个专家组都同意需要一个独立的组织和资金。

遵循此蓝图的国家现在正在解决其核废料问题。瑞典的 SKB 非营利组织去年宣布,它将在奥斯塔哈马尔建造一个深层地质处置库,用于永久处置其商业核反应堆产生的乏燃料。在芬兰,地质处置库的建设于 2021 年 5 月开始,计划在 2020 年代中期接收乏核燃料。北欧国家并不是唯一取得进展的国家:法国、加拿大和瑞士都在积极申请许可证,以开始建设。

美国废物管理组织必须是一个值得信赖且有能力的机构,并且资金充足、人员配备齐全。瑞典的 SKB 在公众参与和围绕选址的技术分析方面持续努力了几十年,现在正在收获成果。美国能源部是《核废料政策法案》指定的处置库实施机构,但其领导层和优先事项却随着每届政府而变化,并且一再违背承诺,导致公众对其胜任这项工作缺乏信心。

海外绝大多数成功的处置库项目都由核工业建立的独立公司运营,而与政府无关。该行业最适合管理核燃料循环的后端,从反应堆排出乏燃料开始,到存储、运输和最终地质处置。

获得附近居民的同意是建立公认的地质处置库的另一个普遍要求。社区、部落或州决定主办处置库的动机各不相同。市政当局可能会因为该项目在其长期生命周期内(可能超过 100 年)内将持续提供就业机会或道路、学校或其他基础设施的改善而自愿参加。有些人可能觉得有必要为更大的社会利益做出贡献,特别是如果他们从核电产生的电力中受益,瑞典的情况就是如此。

2012 年蓝丝带委员会建议,社区应自行决定同意的形式,以确保处置库决策的成功。事实上,加拿大正在遵循这种方法。其选址过程中的两个最终候选社区将以不同的方式处理该决定,一个通过全民公决,另一个通过民选委员会决定。

受影响的社区将需要资源来聘请自己的专家,以验证指定的核废料管理机构提出的主张。事实上,瑞典不仅提供了此类资金,还为反对处置库的公共利益团体提供了资金,作为为其奥斯塔哈马尔项目提供令人信服的安全案例的一部分。

有保障的资金也是关键。在美国,自 2010 年以来,国会就没有为尤卡山核废料项目拨款。事实上,国会在收取和拨款电费支付者基金的过程中处理得非常糟糕,现在超过 400 亿美元,以至于这些资金实际上已无法使用。令人愤慨的是,这笔钱实际上是从电费支付者而不是纳税人那里收取的,却被用来抵消国债。

即使美国今天开始行动,也需要几十年才能为处置其核废料储备选址、设计和建造设施。这个过程现在必须加快,赶在我们需要用于发电的反应堆耗尽空间来容纳其不断增加的高放射性废物库存之前。

这是一篇观点和分析文章,作者或作者表达的观点不一定代表《大众科学》的观点。

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