高放核废物处置库选址探究

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1、高放核废物处置库选址探究　　摘要：高放核废物处置库的地址是核工业安全保障的终端工程，是一项涉及社会、法律、生态环境和公共安全的高度敏感性工程，科学问题多，技术难度大。1957年美国国家科学院（NAS）提出高放核废物地质处置方案后，目前已被人们所广泛接受。这是一个通过建造天然屏障（或称地质屏障）和工程屏障相互结合的多重安全防护体系。本文研究提出，高放核废物处置库在早期的选址阶段，应将地震和地表破裂作用的潜在危险放在首要位置上，这是一个不容回避的问题。关键词：高放核废物处置库；深地质处置；选址；地震；地表断

2、裂作用中图分类号：TL942文献标识码：A一、引言10能源利用的多样化，对国民经济发展的可持续性具有极为重要的意义。全球统计数据表明，人均收入超过1万美元的国家人均发电装机容量至少要达到1500瓦，这几乎是一个中等发达国家的能源指标。中国经济发展的三步走战略，计划到2020年国民经济总产值达4万亿美元，届时所需能源折合2415亿吨标准煤，能够支持的火电装机容量是9亿千瓦，水电、天然气和风能最多可形成4亿千瓦，至少还有2亿千瓦装机容量需要依赖核能来解决。我国的发电量在2000年为13472亿千瓦时，其中火

3、电占82.9%，水电占15.9%，核电只占1.2%。在国家发展与改革委员会的核电发展远景规划中，到2020年，核电装机容量要达到36000万千瓦，要实现这样的目标，从现在起每年至少应兴建2座百万级核电机组。这或许是由“适度发展核电”到“积极发展核电”、“大力发展核电”的基本前提和战略性选择的依据。因此即使日本福岛核电站在地震中发生连环爆炸，而我国的核电发展战略依然要在确保安全的前提下稳步前进。二、深地质处置库厂址要求核工业的发展不可避免地会带来核废物的管理和处置问题。在核燃料循环的各个阶段以及在国防、医

4、学、科研和工农业应用领域均可产生放射性废物，其中中、低放废物的半衰期不超过30年，如铯-137和锶-90，而α辐射体、钚-241、镅-241、镎-237则半衰期很长，如钚的半衰期为24000年，根据经验一个元素的半衰期乘以20可以估算出该元素衰减至无害的时间，则钚的衰减需要50万年才能变成无害的。目前国际上普遍采用的是深地质处置库的方法。核废物特别是高效、长放核废物的处置日益得到世界各国的重视，国际原子能机构（IAEA）特别提出的核废物管理计划包括：101.放射性废物的搬运、处理、调整和贮存；2.核设施

5、的去污与退役；3.放射性废物的地下处置；4.海洋倾倒和放射性核素的环境影响。有鉴如此，1985年美国地质学会第98届年会全面介绍了美国各地区的核废物处置情况和各类岩体的分布；1986年美国第27届岩石力学专题讨论会研究了核废物地质处置中的岩石力学和热力学问题；1986年IAEA在德国汉诺威召开了放射性废物地下处置库的选址、设计和建造的国际讨论会。1992年起，IAEA相继颁布了核废物管理方面的标准55个，用以指导各成员国科学地管理核废物，1997年进一步通过《乏燃料管理安全与放射性废物管理安全联合公约》

6、，国际辐射防护委员会（ICRP）1997年还出版了《放射性废物处置的放射防护政策》。对于中低放废物，通常采用近地表或岩洞处置库的方法。对于高放废物，则采用深地质处置库的方法，使放射性废物有效地与外部环境隔离数万年或更长时间。深地质处置库的实质是由工程屏障和天然屏障相结合的方法构建的，它体现了多重屏障的安全设计理念。而天然屏障或地质屏障要比工程屏障更为重要，所以无论是高放还是中低放废物的处置库，场址的选择都是要优先开展的工作。关于处置场地的选择一般应考虑：101.区域地壳稳定性。选择相对稳定的地带，远离活

7、动断裂、地震和火山活动区；2.岩层（或岩体）的完整性。选择厚度稳定，工程地质性能优良，少裂隙节理，抗热变性强，阻滞核素迁移能力强的地带；3.水文地质条件适宜。浅埋处置时，要求地下水位埋藏深，饱气带渗透性弱；深层处置场则要求无导水断层，弱透水或不透水，地下水迳流微弱、缓慢，地下水补给量少，水质少腐蚀性。4.地表水体少，迳流少且动态稳定，侵蚀作用微弱，无洪水泛滥淹没场址的可能性；5.气候干旱少雨，强蒸发；6.易于保护生物圈。不因场地危及自然保护区或珍稀动、植物群，在一定时期内不影响人类；7.人口稀疏，远离大

8、、中城市人口稠密区；8.可资利用的自然资源较少，远离人类活动区（如建筑、农业、采矿、旅游等）；9.交通相对方便。新建专用运输线易于施工，利用修建处置设施和运输核废物；10.易于解决法律及土地所有权问题，还应考虑各级政府与公众舆论的因素。三、处置库选址与地震研究10在区域构造稳定性研究方面，主要包括活动断裂和地震的活动性。从某种意义上讲，这两个方面的研究是最为困难的，不确定性的因素很多。同时，这又是两个相互关联不可分割的主题，在高放核废物深地