萧山北山成为我国高废弃物处置预选区，高放废物地下处置方案

近日，中国国家原子能机构主任张克俭和国际原子能机构总干事格罗西以视频会议形式，共同见证国际原子能机构与中核集团核工业北京地质研究院（以下简称核地研院）签署协议，在核地研院设立“国际原子能机构高放废物地质处置协作中心”。

这是国际原子能机构在全球设立的首个高放废物地质处置协作中心。中心正式成立后，双方将以中国北山高放废物地质处置地下实验室（以下简称北山地下实验室）为重要平台，共同开展高放废物地质处置相关技术研究。1985年，我国高放废物地质处置研究开发的起点。2011年，国家国防科工局和国家环保部联合召开专家评审会，确定甘肃北山可作为我国高放废物处置库首选预选区。

高放废物的处置方法

高放废物通常指乏燃料后处理厂产生的高放废液及其固化体，以及直接当作废物处置(称谓一次通过式)的乏燃料元件。高放废物有很高的辐照水平，一座1000MW电功率的压水堆电站一年卸出20~30t乏燃料。其所含的铀、钚、次锕系元素(Np，Am，Cm)和裂变产物(FP)的半衰期长者达百万年，很多核素属极毒、高毒类，并且有强释热率。

高放废物的处置，在1957年美国国家科学院（NAS）提出地质处置方案，此后，人们探讨过不少方案。从20世纪60年代初以来，已经提出了许多处置方案（见表2-2），但现实可行和为人们普遍接受的只是地质处置。1999年在美国丹佛召开的国际地质处置会议和2004年在瑞典斯德哥尔摩召开的国际地质处置会议更确认了地质处置的安全性和可行性。

英国塞拉菲尔德大学地球化学家费格斯吉布提出深钻孔处置方案：将未冷却的高放废液注入4 000m深地下钻孔中，由于高放废液的衰变热将周围岩石熔化，温度降低后形成坚固的“花岗石棺”，把放射性核素固结在4 000m深地下。在这样深度，放射性核素不会影响700m深度地下水，放射性核素不可能返回地面，造成对生物圈影响。俄罗斯对此已提出概念设计方案，但未见哪个国家采用。

目前被人们所广泛接受的地质处置是把高放废物处置在足够深地下（通常指500~1 000m）的地质体中，通过建造一个天然屏障和工程屏障相互补充的多重屏障体系，使高放废物对人类和环境的有害影响低于审管机构规定的限值，并且可合理达到尽可能低。多重屏障体系可分为两大屏障：

（1）工程屏障。如高放废物固化体、包装容器（可能还有外包装）、缓冲|回填材料和处置库工程构筑物，这些构成通常所说的近场。近场包括全部工程屏障和最接近工程屏障的一小部分主岩（通常伸展几米或几十米远）。

（2）天然屏障。如主岩和外围土层等，这构成通常所说的远场。远场是从处置库近场一直延伸到地表生物圈的广阔地带。

多重屏障体系的作用是依靠和发挥整体性能的作用，某一屏障的不足性可由其他屏障的作用来弥补。

关于高放废物地质处置，IAEA已发布了不少导则和 告。明确指出政府应建立高放废物地质处置的国家法律与组织构架，要明确处置设施开发和许可的步骤，要明确责任分担和经费保证等。

我国也制定了一些相关标准，但这些远不能满足需求。高放废物地质处置是一项发展中的高科技系统工程，许多法规标准和导则尚需制定。

地质处置方案

对于长寿命、高水平放射性废物的最终处置问题，最长远的解决办法是将其置入地壳深层中。这种处置的优点在于，在可按照地质年代计算的长时段中，从所有同人类接近或接触的环境中消除了具有潜在危害的物质；再就是有确实的保证，使这些物质在可能重返地表之前早已衰变掉。

目前，已经研究或拟研究的高放固体废物地质处置方案包括：基岩矿坑处置、层状盐岩层处置、海底坑道处置等。2.2.1坑道处置方案

该方案是选择地壳深部致密的低渗透性岩石开挖地下洞室作为暂时库或永久库。处置系统包括放射性废物包、贮存库(洞)和环境岩石等多重屏障。

(1)放射性废物包装

对所有待处置的高放废物都要采取固化和包装的措施，有的需要在不锈钢罐中用铅封固，有的可在不锈钢罐中用硼硅酸玻璃封固等等。所有的高放废物在放入地下处置库前都要先在中间储存库暂存数十年，待其衰变减容和冷却，然后才能送入地下进行永久处置。

(2)处置库的设置

处置库的结构设置应考虑废物的类型、数量、介质环境岩石的特征、空间分布、放射性废物库的运行和管理模式等方面因素。与地下贮存库相通的有废物转运竖井和维修竖井，以及运输巷道和通风巷道。将采用常规的采矿方法进行房柱式挖掘。

(3)地下贮存库的配置

地下贮存库配置应考虑的因素有：（1）贮存库配置一个后退式开挖系统，开挖与废物存入活动分开，远离受热区。这样可以使从进口竖井吹入的通风气流分别经过开挖区与废物贮存区向位于地下贮存库远端的排气竖并排泄。（2）常规凿眼爆破掘进用无轨柴油机动力设备，这是机械性能和灵活性都很理想的设备。（3）贮存区的规模由岩石最佳运输距离及通风系统的要求确定。（4）据计算，在地下贮存库使用期限，距贮存室200m外的岩石保持正常的环境温度。因此，竖井位置应在贮存区外200m以上。（5）所有主巷道在掘进时都要为贮存库区涉及的环境岩石进行现场调查工作提供通行条件。此外，后退式开挖系统可把实验贮存区的位置设在贮存库的排气端。