放射性廢物地質處置庫選址準則

放射性廢物地質處置法是把放射性廢物埋藏於地層的方法，被認為是處置放射性廢物的最可靠方法。地質處置的目的是用一整套裝置和措施將放射性物質圈閉起來以防止放射性物質向生物圈遷移，或者至少將其限制在規定的水平。

放射性廢物處置庫選址準則，即一系列選址要求，以選擇適合處置廢物的場址，使其與設施的適當設計、廢物形態、廢物包裝的類型和數量、其他工程屏障及設施關閉後有組織的控制等一起，實現滿足審管機構對輻射防護的要求。評估處置庫應把天然屏障與人工屏障作為一個整體考慮，不能孤立地套用準則。

基本介紹

• 中文名：放射性廢物地質處置庫選址準則
• 目的：處置放射性廢物
• 影響因素：地質、水文、人類活動、氣象等

放射性廢物地質處置庫選址

放射性廢物地質處置廢物的來源主要是經過較長時間貯存的乏燃料和後處理廠產生的高放廢液和殘渣的固化體。對高放廢液和殘渣的固化世界上開發了三種固化方法:玻璃固化、陶瓷固化和岩熔固化，投入使用的只有玻璃固化。廢物被處置於地下以後，經過漫長的歲月，地下水將浸透回填材料，蝕穿廢物容器，最終與廢物本體接觸。在地下水的長期浸蝕下，廢物中的核素會緩慢地溶於水中，隨著地下水的流動，進入周圍地質材料的孔隙、斷層和裂縫中，發生遷移。由於地質材料對核素的吸附作用，阻止了核素與水發生同步遷移，大大降低了核素遷移的速率，也降低了核素在水中的濃度。這種地下水對核素的溶解和地質材料的吸附阻滯，構成了核素遷移的基本圖像。

世界上美國對放射性廢物處置庫的研究開展的最早。早在1978年，美國根據高放廢物的處置計畫就對內華達州的尤卡山廠址進行了地質資料的收集與調查，通過30多年的研究，投入了近50億美元，在即將投入使用時，由於當地公眾和政府的反對，2011年美國總統下令取消了該計畫。除美國外，世界上有近30個國家也開展了地質處置庫的研究，德國和比利時等國的投入較大。對處置庫的岩性主要集中在火山岩（凝灰岩和玄武岩）、花崗岩、岩鹽、黏土、泥灰岩分布地區。通過世界各國的研究及彼此之間的交流，已對處置庫的選址準則達成了共識。

1.選址的目的

放射性廢物處置庫選址的目的是選擇適合處置廢物的場址，使其與設施的適當設計、廢物形態、廢物包裝的類型和數量、其他工程屏障及設施關閉後有組織的控制等一起，實現滿足審管機構對輻射防護的要求。

地質處置的目的是用一整套裝置和措施將放射性物質圈閉起來以防止放射性物質向生物圈遷移，或者至少將其限制在規定的水平。

美國研究表明，由於處置庫中的廢物不停地發出衰變熱，在合適的布置下，如果處置庫關閉後巷道內不進行通風，40～60年後，處置巷道壁的溫度達到最高，約155℃廢物體中存在¹⁴CO，之類的氣體放射性核素。這類問題都必須在場址評價時予以考慮。的為防止處置庫中的放射性物質向生物圈的遷移需設定一系列的天然的和人工屏障，這些屏障是:

（1）廢物包裝（廢物，固化材料，廢物罐和可能的外包裝）；

（2）工程屏障（處置庫建築物和廢物周圍的回填材料）；

（3）地質屏障（天然地質介質和巷道關閉統）

2.選址過程階段的劃分和涉及的主要內容

（1）選址過程階段的劃分

放射性廢物地質處置庫選址過程可劃分為四個階段，即規劃選址階段、區域調查階段、庫址特性評價階段和庫址確定階段。

（2）選址過程所涉及的主要內容

選址過程所涉及的主要內容有地質環境、自然變化、地球化學、人類活動、建造和工程條件、廢物運輸、環境保護、土地利用、社會影響。

3.地質處置庫選址準則

評估處置庫應把天然屏障與人工屏障作為一個整體考慮，不能孤立地套用準則。

（1）地質環境

考慮地質環境時應遵循的準則是:

處置庫的地質環境應符合總的特性要求，與幾何特點、物理和化學特性相結合，能在所期望的時期內阻滯放射性核素向環境遷移。

該準則涉及的內容包括主岩應有足夠的深度及延伸範圍，沒有斷裂破碎帶，主岩應有有利於處置庫安全建造、運行和關閉的力學性能，確保處置庫地質屏障的長期穩定，地質屏障對放射性氣體傳輸的阻擋能力等。

（2）自然變化

考慮自然變化時應遵循的準則是:

未來的地球動力學現象（氣候變化、新構造運動、地震、火山、褶皺等）對主岩的影回響不至於損害整個處置系統的隔離能力，達到不可接受的程度。

該準則涉及的內容包括當地和區域的氣象史、構造史、第四紀和第三紀後期的新構造運動、應力場、實際和可能的最大地震、地熱梯度、火山活動證據等。

（3）水文地質

考慮水文地質條件時應遵循的準則是:

水文地質特性及選定的地質環境應限制地下水進入庫區內，確保廢物在所要求的時期內安全隔離。

該準則涉及的內容包括當地和區域的地質單元的水文地質的評價，含水層與隔水層的評價，區域內重要水文地質單元的補給、徑流和排泄關係，主岩的水文地質特性、地質環境內地下水和主岩的物理和化學特性等。

（4）地球化學

考慮地球化學時應遵循的準則是:

地質和水文地質環境的物理化學和地球化學特性應能限制放射性核素從處置庫釋放進入環境。

該準則涉及的內容包括岩石的化學、放射化學和礦物學的組成，礦物和岩石對重要放射性核素的吸附特性，地下水化學組成，輻照和衰變熱對岩石和地下水化學的影響，有機物和膠體及微生物的影響，岩石孔隙結構與礦物表面特性，放射性核素的特徵和溶解度等。

（5）人類活動

考慮人類活動時應遵循的準則是:

應考慮庫址或庫址附近實際或可能影響處置系統隔離能力的活動，由此種種活動引起的

不可接受的後果應該最小。

該準則涉及的內容包括庫址範圍地區過去和現在的礦藏勘探和開採，可用的能源與礦產資源、地表水和地下水的利用評價，已有的和計畫的地表水體的位置等。

（6）建造和工程條件

考慮建造與工程條件時應遵循的準則是:

庫址的地表和地下特性應允許採用最佳方案進行地面設施建造和地下井巷作業。所有掘進作業應遵照有關的採礦規定。

該準則涉及的內容包括主岩及其上覆蓋層的地質和水文地質條件，庫址及周圍地區地貌，不良地質現象（滑坡、岩土的穩定性、液化），岩土承載力，該地區洪水歷史和地震史，對挖掘不利的條件等。

（7）廢物運輸

放射性廢物運輸應遵循的準則是:

庫址應位於由於運輸廢物所產生的對公眾和環境的輻照劑量是可以接受的地方。該準則涉及的內容包括道路規劃和選線等。生

（8）環境保護

環境保護應遵循的準則是:

在考慮了技術、經濟、社會和環境諸因素的條件下，在處置庫整個壽期內庫址環境應得到足夠保護，以使可能的不利影響減輕到可以接受的程度。

該準則涉及的內容包括國家公園、野生植物保護區和歷史遺址的位置，現有地表水和地下水資源，現有陸生植物和水生植物及野生動物。

對於處置庫的壽期而言，視其高放廢物中放射性核素種類和活度水平，要達到無害化程度需要數千年、上萬年甚至更長。

（9）土地使用

土地使用應遵循的準則是:

庫址選擇應考慮土地使用情況及該地區今後的發展。

該準則涉及的內容包括土地資源、用途及其管轄權，土地使用規劃等。

處置庫的面積一般很大，英國在開展工作時把緊緊圍繞處置庫範圍的地區，將其覆蓋面積定為50km²；美國在尤卡山處置庫的概念設計中，將可容納11000個廢物包裝的占地大致定為324hm²（3.24km²），評價範圍是處置庫周圍5km。

（10）社會影響

考慮社會影回響遵循的準則是:

庫址應選在社會影響可以接受的地方。應擴大選址的有利社會影響，縮小任何不利的社會影響。

該準則涉及的內容包括人口分布及發展趨勢，職業分布與經濟區趨勢，區內經濟基礎及發展前景，社會服務及基礎設施等。