據(jù)最新研究證實，全世界對深孔核廢料處置越來越感興趣。

1、深孔處置

垂直和水平鉆孔的截面圖(圖源：Deep Isolation)

對于乏核燃料和高放射性廢料的處理，深孔處置方式提供了一種可擴展、模塊化和經(jīng)濟的選擇。 這對于核廢料庫存較少的國家尤其有用，因為這些國家不想承擔(dān)乏燃料儲存庫的高安全成本。

去年，深度隔離公司(Deep Isolation)對美洲、歐洲和亞太地區(qū)18個國家相關(guān)人員觀點進行了一項研究，以確定人們對核廢料深孔儲存庫的看法。 接受調(diào)查的人均同意一點，如果想更深入了解此解決方案，需要進行端到端技術(shù)演示。

這項研究在3月份的核廢料管理研討會上進行了全面介紹，其依據(jù)是對監(jiān)管、政策和廢物管理組織成員的采訪和調(diào)查。

大多數(shù)被調(diào)查者表示，他們認為鉆孔可能會在未來核廢料處置中發(fā)揮重要作用。

他們提到了選擇和靈活性的好處，與集中挖掘的乏燃料存儲庫相比，鉆孔的物理影響更小，成本和時間都節(jié)省了。

在歐洲，歐盟綠色投資組織要求，要進行該項計劃，核廢料和退役資金必須到位，并且必須有處理低水平和中等水平廢物的運營設(shè)施，并制定計劃，在2050年之前運營高水平廢物處理設(shè)施。

與開采乏燃料存儲庫相比，能夠在更短的時間內(nèi)部署鉆孔存儲庫，可能會使該選項更具吸引力。

如果需要的話，深孔處置也可能與開采的乏燃料儲存庫位于同一位置。

2、研究過程

國際相關(guān)人員對乏燃料和放射性廢物深孔處置的國際展望。
問題：我認為(在全球范圍內(nèi))深孔處置可能在確保乏核燃料和其他形式的高放射性廢物的安全地質(zhì)處置方面發(fā)揮重要作用。

目標(biāo)研究小組負責(zé)高放射性廢物處置的地質(zhì)處置，他們的選擇來自：國家政府決策者;廢物管理組織;核能和環(huán)境監(jiān)管機構(gòu);影響國家政策的國際機構(gòu);大學(xué)研究人員;專注于放射性廢物處理的國家實驗室和其他研究機構(gòu)。

在這項研究中，37人完成了一項在線調(diào)查，其中10人還進行了深度訪談。另外兩名受試者僅完成了面談。

這項研究是由深度隔離公司和謝菲爾德大學(xué)的尼爾·查普曼(Neil Chapman)教授合作進行，查普曼是放射性廢物地質(zhì)處置方面的專家，在國際核工業(yè)的環(huán)境、戰(zhàn)略和廢物管理方面擁有40年的經(jīng)驗。

查普曼說：“多年來，人們對深孔處置在國家核廢物管理計劃中的潛在作用進行了大量評論，這項工作終于讓人們了解了廣泛的政策和決策者的真實想法。” 他說：“人們普遍認為(深孔處置)可以納入一套安全的處理方案，大大提高戰(zhàn)略和經(jīng)濟靈活性。應(yīng)該鼓勵各國現(xiàn)在團結(jié)起來，支持一個早期的多國示范項目。隨著世界越來越接近低碳核能的未來，這一點變得越來越重要。”

3、深孔處置益處

國際相關(guān)人員對乏燃料和放射性廢物深孔處置的國際展望。
關(guān)于少量核廢物(即單一核電廠的乏燃料和/或玻璃化高放廢物)深孔適用性的意見。

調(diào)查參與者被問及他們認為深孔處置的關(guān)鍵潛在機會和益處，以及有待解決的政策、監(jiān)管、技術(shù)、運營和社會挑戰(zhàn)。

說到益處，74%的受訪者傾向于同意或強烈同意深孔處置，在確保高放射性廢物的安全地質(zhì)處置方面發(fā)揮潛在作用。

被調(diào)查者強調(diào)的益處包括：增加了選擇和選址的靈活性，包括與傳統(tǒng)處置庫相比，減少了物理影響;國家廢物處理計劃會降低成本;從社區(qū)同意的角度來看，具有潛在吸引力的特征;以及在監(jiān)管過程中實現(xiàn)規(guī)模經(jīng)濟的潛力。

深度隔離公司的鉆孔設(shè)計，選址靈活性很強，因為它們利用定向鉆井和地質(zhì)導(dǎo)向技術(shù)，將處置容器垂直、傾斜或水平放置在穩(wěn)定巖層中。

絕大多數(shù)接受采訪的人表示，鉆孔可能適合或非常適合存放乏燃料的小型廢物庫存，例如研究反應(yīng)堆的燃料，以及可在核電站或其附近處置的玻璃化高放廢物。

美國最大的核廢物處理廠，將高放射性廢物固定在玻璃中，以便安全長期儲存。

最近的兩項深度隔離研究已經(jīng)有了一些實例，一項是由挪威核退役管理局(NND)委托，代表歐洲儲備庫開發(fā)組織(ERDO)的一些國家進行，另一項是斯洛文尼亞核退役管理局(ARAO)進行。

12月發(fā)表的NND研究發(fā)現(xiàn)，深孔處置是“處理ERDO高熱量廢物的可行且成本效益高的選擇”——它可以處理克羅地亞、丹麥、荷蘭、挪威和斯洛文尼亞五個歐洲國家臨時儲存的高放廢物和長壽命中放廢物的100%。

據(jù)估計，深孔存儲庫的成本將是傳統(tǒng)乏燃料存儲庫成本的三分之一到一半。

ARAO的研究發(fā)現(xiàn)，深孔處置為斯洛文尼亞TRIGAⅡ研究堆的乏燃料提供了一種安全、經(jīng)濟的解決方案，最具成本效益的方法是為TRIGA Ⅱ反應(yīng)堆和Krško核電站的燃料建造一個深孔處置庫。

但鉆孔處置不僅僅是乏燃料和放射性廢物庫存較少的國家的一種選擇。超過一半的受訪者認為，至少在某種程度上，它可能適合管理小型和大型庫存。

4、深鉆孔的挑戰(zhàn)

深度隔離公司的鉆孔技術(shù)假想圖。

調(diào)查參與者被要求評估26個可能需要克服的潛在挑戰(zhàn)。 其中一些被認為是重要的，包括：更詳細地演示和記錄操作過程和安全案例;缺乏關(guān)于將鉆孔作為處置設(shè)計的社會態(tài)度的證據(jù);以及在國際層面上，證明深孔安全案例所需要求的政策或監(jiān)管清晰程度。

80%的被調(diào)查者同意或強烈同意，在將該技術(shù)作為許可處置方法實施之前，需要對其進行更徹底的端到端演示;76%的人認為，該方法的操作和關(guān)閉后安全案例不太成熟。

近一半的受訪者表示，他們不知道深孔處置是否會帶來提高社區(qū)接受度的好處。

一些人認為鉆孔可能更容易看到，但由于社會對不同形式地質(zhì)處置的態(tài)度尚未得到充分研究，因此無法更明確地看到。

“這里的問題是關(guān)于對科學(xué)的信任，對地質(zhì)學(xué)家的信任。”一位受訪者說。

另一位說，社區(qū)成員可能更容易理解鉆孔的簡單結(jié)構(gòu)，而不像需要大量工人和設(shè)備的復(fù)雜乏燃料儲存庫作業(yè)。

其中一人說，在更大深度增加安全性，接受度更高，因為它不會那么容易受到構(gòu)造事件的影響。

大多數(shù)(80%)利益相關(guān)者表示，他們希望看到在鉆孔處理方面加強國際合作，最重要的是進行全面(非放射性)演示。

5、展示深孔技術(shù)的技術(shù)成熟度

深度隔離公司CEO伊麗莎白·穆勒(Elizabeth Muller)和首席技術(shù)官理查德·穆勒(Richard Muller)在德克薩斯州參加2019年的技術(shù)示范活動。

深孔技術(shù)的各個方面仍需達到工業(yè)規(guī)模部署所需的成熟度。

深度隔離公司最近完成了第一次初步的技術(shù)準(zhǔn)備水平評估。總的來說，它得出的結(jié)論是，地面乏核燃料處理是最成熟的工業(yè)技術(shù)流程，證明鉆孔穩(wěn)定性和儲存容器安放是技術(shù)發(fā)展規(guī)劃的最高優(yōu)先事項。

目前尚不清楚封閉前監(jiān)測、容器回收和鉆孔密封等過程是否需要額外的開發(fā)和演示，因為這取決于仍在開發(fā)的監(jiān)管和基于風(fēng)險的工程要求。

深度隔離公司同意研究參與者的觀點，即端到端的演示應(yīng)該是首要任務(wù)。

2019年德克薩斯州深度隔離公司技術(shù)示范。

2019年，該公司完成了一次成功的可回收性演示，在德克薩斯州卡梅倫的一個預(yù)先存在的鉆孔中安放并回收了一個核廢物處理容器(內(nèi)部沒有廢物)。

該公司致力于在此基礎(chǔ)上，與國際社會合作，啟動長期合作永久鉆孔演示的規(guī)劃過程。

它希望與行業(yè)合作伙伴和政府研究機構(gòu)合作，組建一個由專家和公民組成的獨立、科學(xué)驅(qū)動的非營利工作組來監(jiān)督這項工作——這是第一個致力于研究如何利用深孔處置乏核燃料和其他類型的高放射性廢物的公私合作伙伴關(guān)系。

該項目的目標(biāo)是以漸進、成本效益高和戰(zhàn)略性的方式提高深孔處置的技術(shù)準(zhǔn)備水平，加快將其作為許可處置技術(shù)在全球部署的準(zhǔn)備工作。

該設(shè)施不會處理放射性材料，可以作為一個中心，參與者可以在這里規(guī)劃、演示和壓力測試處理深隔離容器中乏燃料的端到端流程的每一步，并將其運至深孔進行處置。

該項目將遵循四項關(guān)鍵原則：

1.透明性和包容性監(jiān)管;

2、社區(qū)參與;

3.科學(xué)研究;

4.長期、分階段和優(yōu)先處置的方法。

正如一名研究參與者總結(jié)的那樣：“下一個巨大挑戰(zhàn)是擁有一個場地或一個測試示范設(shè)施，以證明深孔處置方案計劃或預(yù)期的一切都是可行的，是可以實施的，安全性也可以通過測試來證明，而不僅僅是通過計算。”