[科普中国]-放射性废物地质处置库选址准则

放射性废物地质处置法是把放射性废物埋藏于地层的方法，被认为是处置放射性废物的最可靠方法。地质处置的目的是用一整套装置和措施将放射性物质圈闭起来以防止放射性物质向生物圈迁移，或者至少将其限制在规定的水平。

放射性废物处置库选址准则，即一系列选址要求，以选择适合处置废物的场址，使其与设施的适当设计、废物形态、废物包装的类型和数量、其他工程屏障及设施关闭后有组织的控制等一起，实现满足审管机构对辐射防护的要求。评估处置库应把天然屏障与人工屏障作为一个整体考虑，不能孤立地应用准则。

放射性废物地质处置库选址放射性废物地质处置废物的来源主要是经过较长时间贮存的乏燃料和后处理厂产生的高放废液和残渣的固化体。对高放废液和残渣的固化世界上开发了三种固化方法:玻璃固化、陶瓷固化和岩熔固化，投入使用的只有玻璃固化。废物被处置于地下以后，经过漫长的岁月，地下水将浸透回填材料，蚀穿废物容器，最终与废物本体接触。在地下水的长期浸蚀下，废物中的核素会缓慢地溶于水中，随着地下水的流动，进入周围地质材料的孔隙、断层和裂缝中，发生迁移。由于地质材料对核素的吸附作用，阻止了核素与水发生同步迁移，大大降低了核素迁移的速率，也降低了核素在水中的浓度。这种地下水对核素的溶解和地质材料的吸附阻滞，构成了核素迁移的基本图像。

世界上美国对放射性废物处置库的研究开展的最早。早在1978年，美国根据高放废物的处置计划就对内华达州的尤卡山厂址进行了地质资料的收集与调查，通过30多年的研究，投入了近50亿美元，在即将投入使用时，由于当地公众和政府的反对，2011年美国总统下令取消了该计划。除美国外，世界上有近30个国家也开展了地质处置库的研究，德国和比利时等国的投入较大。对处置库的岩性主要集中在火山岩（凝灰岩和玄武岩）、花岗岩、岩盐、黏土、泥灰岩分布地区。通过世界各国的研究及彼此之间的交流，已对处置库的选址准则达成了共识1。

1.选址的目的放射性废物处置库选址的目的是选择适合处置废物的场址，使其与设施的适当设计、废物形态、废物包装的类型和数量、其他工程屏障及设施关闭后有组织的控制等一起，实现满足审管机构对辐射防护的要求。

地质处置的目的是用一整套装置和措施将放射性物质圈闭起来以防止放射性物质向生物圈迁移，或者至少将其限制在规定的水平。

美国研究表明，由于处置库中的废物不停地发出衰变热，在合适的布置下，如果处置库关闭后巷道内不进行通风，40～60年后，处置巷道壁的温度达到最高，约155℃废物体中存在14CO，之类的气体放射性核素。这类问题都必须在场址评价时予以考虑。的为防止处置库中的放射性物质向生物圈的迁移需设置一系列的天然的和人工屏障，这些屏障是:

（1）废物包装（废物，固化材料，废物罐和可能的外包装）；

（2）工程屏障（处置库建筑物和废物周围的回填材料）；

（3）地质屏障（天然地质介质和巷道关闭统）

2.选址过程阶段的划分和涉及的主要内容（1）选址过程阶段的划分放射性废物地质处置库选址过程可划分为四个阶段，即规划选址阶段、区域调查阶段、库址特性评价阶段和库址确定阶段。

（2）选址过程所涉及的主要内容选址过程所涉及的主要内容有地质环境、自然变化、地球化学、人类活动、建造和工程条件、废物运输、环境保护、土地利用、社会影响。

3.地质处置库选址准则评估处置库应把天然屏障与人工屏障作为一个整体考虑，不能孤立地应用准则。

（1）地质环境考虑地质环境时应遵循的准则是:

处置库的地质环境应符合总的特性要求，与几何特点、物理和化学特性相结合，能在所期望的时期内阻滞放射性核素向环境迁移。

该准则涉及的内容包括主岩应有足够的深度及延伸范围，没有断裂破碎带，主岩应有有利于处置库安全建造、运行和关闭的力学性能，确保处置库地质屏障的长期稳定，地质屏障对放射性气体传输的阻挡能力等。

（2）自然变化考虑自然变化时应遵循的准则是:

未来的地球动力学现象（气候变化、新构造运动、地震、火山、褶皱等）对主岩的影响应不至于损害整个处置系统的隔离能力，达到不可接受的程度。

该准则涉及的内容包括当地和区域的气象史、构造史、第四纪和第三纪后期的新构造运动、应力场、实际和可能的最大地震、地热梯度、火山活动证据等。

（3）水文地质考虑水文地质条件时应遵循的准则是:

水文地质特性及选定的地质环境应限制地下水进入库区内，确保废物在所要求的时期内安全隔离。

该准则涉及的内容包括当地和区域的地质单元的水文地质的评价，含水层与隔水层的评价，区域内重要水文地质单元的补给、径流和排泄关系，主岩的水文地质特性、地质环境内地下水和主岩的物理和化学特性等。

（4）地球化学考虑地球化学时应遵循的准则是:

地质和水文地质环境的物理化学和地球化学特性应能限制放射性核素从处置库释放进入环境。

该准则涉及的内容包括岩石的化学、放射化学和矿物学的组成，矿物和岩石对重要放射性核素的吸附特性，地下水化学组成，辐照和衰变热对岩石和地下水化学的影响，有机物和胶体及微生物的影响，岩石孔隙结构与矿物表面特性，放射性核素的特征和溶解度等。

（5）人类活动考虑人类活动时应遵循的准则是:

应考虑库址或库址附近实际或可能影响处置系统隔离能力的活动，由此种种活动引起的

不可接受的后果应该最小。

该准则涉及的内容包括库址范围地区过去和现在的矿藏勘探和开采，可用的能源与矿产资源、地表水和地下水的利用评价，已有的和计划的地表水体的位置等。

（6）建造和工程条件考虑建造与工程条件时应遵循的准则是:

库址的地表和地下特性应允许采用最佳方案进行地面设施建造和地下井巷作业。所有掘进作业应遵照有关的采矿规定。

该准则涉及的内容包括主岩及其上覆盖层的地质和水文地质条件，库址及周围地区地貌，不良地质现象（滑坡、岩土的稳定性、液化），岩土承载力，该地区洪水历史和地震史，对挖掘不利的条件等。

（7）废物运输放射性废物运输应遵循的准则是:

库址应位于由于运输废物所产生的对公众和环境的辐照剂量是可以接受的地方。该准则涉及的内容包括道路规划和选线等。生

（8）环境保护环境保护应遵循的准则是:

在考虑了技术、经济、社会和环境诸因素的条件下，在处置库整个寿期内库址环境应得到足够保护，以使可能的不利影响减轻到可以接受的程度。

该准则涉及的内容包括国家公园、野生植物保护区和历史遗址的位置，现有地表水和地下水资源，现有陆生植物和水生植物及野生动物。

对于处置库的寿期而言，视其高放废物中放射性核素种类和活度水平，要达到无害化程度需要数千年、上万年甚至更长。

（9）土地使用土地使用应遵循的准则是:

库址选择应考虑土地使用情况及该地区今后的发展。

该准则涉及的内容包括土地资源、用途及其管辖权，土地使用规划等。

处置库的面积一般很大，英国在开展工作时把紧紧围绕处置库范围的地区，将其覆盖面积定为50km2；美国在尤卡山处置库的概念设计中，将可容纳11000个废物包装的占地大致定为324hm2（3.24km2），评价范围是处置库周围5km。

（10）社会影响考虑社会影响应遵循的准则是:

库址应选在社会影响可以接受的地方。应扩大选址的有利社会影响，缩小任何不利的社会影响。

该准则涉及的内容包括人口分布及发展趋势，职业分布与经济区趋势，区内经济基础及发展前景，社会服务及基础设施等。

本词条内容贡献者为:

李炜炜 - 高级工程师 - 环境保护部核与辐射安全中心