积极发展核能妥善处理废料
【台湾《经济日报》4月22日文章】题:法国的低放射性废料最终处置(作者大叶工学院环工系系主任李康文)
法国在过去20年来成功地发展出全世界最完整的核能工业,今天法国核能发电的比率占了全国发电总量的75%,还可将多余的电力外销至邻接的比利时与意大利。
法国大规模发展核能发电,其实可以追溯到1973年第一次全球能源危机后法国政府所做的决定。
当时法国政府在制定以核能为主的能源政策时,是基于两点主要的原因:第一是法国在核物理研究的光荣传统,例如居里夫人及贝克等核物理界的大师都是法国人,而当时法国在核武器的发展上已有卓越的成就。第二则是法国国内有少量的铀矿蕴藏,而其在非洲的属地或昔日的殖民地,如加蓬、赞比亚、津巴布韦、尼日尔等地均有丰富的铀矿,可以确保其核燃料的供应不虞匮乏。
20年来这个高度成功的核能发展计划造就了今日法国完整的核能工业,这项工业以核能电厂及核燃料循环为主轴分别做辐射式的纵深发展,而在发展的过程中强调以坚实的研究发展与广远的社会沟通来推动计划的执行。所谓的“核燃料循环”,是指铀在核反应器中当做燃料使用前后,必须经过许多处理转换的工艺程序,包括了铀矿探勘、开采、矿石提炼浓缩、转化、浓缩、燃料制造、用过核燃料贮存、用过核燃料再处理、高强度废料玻璃固化与最终处置等。在核燃料循环的各项工艺程序中(包括核能发电)都无可避免的会有废料产生,这些废料都必须妥善地处理才不会对环境造成不良的影响。
法国是目前全球核能使用国家中唯一建立完整核燃料循环工程设施的国家。法国的用过核燃料再处理与资源循环再生技术均居世界领先地位,其在低放射性废料最终处置兼顾环境性、经济性与技术性之成就更是近年来世界各国观摩学习之典范。
有鉴于放射性废料营运工作之专业性与重要性,法国原子能委员会于1979年设立了法国国家放射性废料管理局,负责法国全国放射性废料(包括商业与国防用途)的营运,此一管理局在1991年年底改组成为国有民营的公共事业机构。管理局的主要任务是推动地表浅层与地质深层处置的研究发展,管理现有的处置场、设计、选择场址、建造和运转新的处置设施,并进行相关的研究,并负责清查法国全国放射性废料的总量与成长。芒什处置中心是法国的第一个放射性废料处置中心,位于法国北部诺曼底地区瑟堡附近,设计处理容量约535,000立方米(约合250万桶),自1969年运转以来已经运转了25年,目前已达到饱和,正在进行封闭阶段的工作。
废料的处置必须根据废料的放射特性,固化封装材料与容器特性,直接安置于混凝土平台结构上,或是先装入混凝土容器内再用混凝土封闭,在处置场放满废料后,混凝土结构体还要用人工与天然防水材料制成的顶盖予以封闭,以免雨水渗入,芒什处置中心的设计概念就是称为“土堆混凝土堡”处置方式的典型例证。此外在混凝土处置结构的底部设有排水坑道网路,可汇集并检测可能渗入的水分,场址在封闭之前还将进行还原绿化的工作,力求将场址溶入当地的原有环境中。
用过核燃料再处理后产生大量的放射性废料也是当初芒什处置中心场址选择时的重要考量因素之一。走访现场可见在场界铁丝围篱内的绿色土豆就是经过防水、覆土、覆被、植栽后的处置单元,在这土丘下方就是各类低放射性废料永久安眠的栖身之处,当监管的300年达到后,这个场址就可以解禁作为其他一般性的用途。
为了解决芒什处置中心饱和后,法国国内低放射性废料的处置问题,法国政府在1981年决定兴建第二座处置中心
——卢佰处置中心,这个中心也将采取地表浅层处置的概念,并将芒什处置中心多年的实际运转经验反映在新设施的设计:
·将废料封闭在含水层最高处并予以回填固封的处置单元中。
·以人工或天然不透水材料制成的顶盖防止雨水落入处置单元。
·汇集并监测可能渗入处置单元中的水分。
·用活动棚架保护处置单元直到处置单元铺上临时顶盖为止,以防止雨水与废料接触。
·发展遥控操作技术,以减少工作人员的辐射剂量。
·整个运转期间都要将正在进行处置的处置单元与建造之处置单元分开,以全面有效地管理空间。
卢佰处置中心设计容量为100万立方米(约合500万桶),足供未来法国30年所需。

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