放射性核废料是全球威胁。这些科学家或许找到了新方案

Radioactive waste must be secured for a minimum of 300 years, some of it for hundreds of thousand of years
What are we to do with the unnecessary, deadly remnants of our Cold War belligerence?Image: REUTERS/Gleb Garanich
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美国和俄罗斯各拥有约7000枚弹头,足以将人类毁灭无数次。美国拥有足够的高放射性钚,这些钚来自冷战遗留以及核电站产生的废料,可再制造1万枚弹头。我们该如何处置这份毫无必要、致命的好战遗产?

正如德怀特·艾森豪威尔总统在1954年西北大学演讲中所说,问题有“两类:紧迫的问题和重要的问题”。

“紧迫的问题并不重要,重要的问题永远不紧迫。”钚废料并未列入世界领导人议程中紧迫事项之列,却高居人类重要事项清单的首位。我们已经辜负了子孙后代。

2014年2月,新墨西哥州卡尔斯巴德附近的主要钚储存设施发生爆炸,造成严重损坏。据《新墨西哥人报》的帕特里克·马龙称,事故起因是无心的笔误和监管不力。废料桶中含有多种中和化合物,使用吸水黏土可中和可能发生的酸性化学反应。为节省成本,有人建议用猫砂作为黏土来源。

然而,更新备忘录中的一个小小笔误,将规格从“猫砂/沸石黏土”改成了“猫砂(黏土)”,正如官方报告所述。结果,人们使用了高活性的有机小麦基猫砂(sWheat Scoop品牌),而不是无机黏土基猫砂,来稳定桶内混合物。这导致桶内发生缓慢却持续不断的化学反应,令其过热并最终爆炸。修复费用和延误造成的损失估计达14亿美元。

2017年5月,华盛顿州汉福德核废料储存设施的一条储存隧道坍塌。问题出在维护上,既包括基础设施,也包括废料桶本身。高放射性废料此前曾发生泄漏,据《大西洋月刊》报道,该设施过去也发生过此类事故。美国能源部网站宣布将清除“储存在哥伦比亚河附近的放射性污泥”,这里的“附近”指距河流“约400码”(360米)。汉福德储存着5300万加仑此类放射性污泥,但目前泄漏程度不明,而储存地点离宝贵水源如此之近。

Image: Nuclear-21.net,Luc van Den Durpel先生(董事总经理)

此类污染已经发生,例如在密苏里州圣路易斯以北的冷水溪。一份于2018年6月发布的报告由美国卫生与公众服务部发布,报告得出结论:“过去(20世纪60年代至90年代),经常在冷水溪中或周边玩耍,或多年居住在其洪泛区的儿童和成年人可能接触过放射性污染物。美国毒物与疾病登记署估计,这种接触可能增加罹患骨癌或肺癌、白血病的风险,或在较小程度上增加罹患皮肤癌或乳腺癌的风险。”冷水溪的辐射水平远不及切尔诺贝利或福岛,但其污染更为隐蔽,因为居民没有收到警告,他们在不知情的情况下在放射性河岸周边玩耍。

核废料是全球性问题。法国是最依赖核能的国家之一,却仍没有长期储存计划。在此期间,该国每年产生人均2千克放射性废料,其中虽只占一小部分,却仍不可小觑,因为这些废料至少在20万年内都具有危险性。已知最古老的具象洞穴壁画距今仅4万年。第一个书写系统出现于1万年前。要制定一个时间跨度达10万年的计划,几乎不可能;即使勉强为之,也无异于鲁莽自大。

俄罗斯、日本、中国、乌克兰以及其他30多个依赖核能的国家,也面临类似的放射性废料储存困境,我们该如何看待?此类废料必须安全储存至少300年,其中一些更要储存数十万年。然而,仅仅几十年过去,我们的机构就已显露出疲态。

玻璃固化是一种将废料封存在玻璃中以防止泄漏的方法,也是解决泄漏问题的主流方案。但这一不可逆过程将永久限制人们接触废料的机会,从而使未来任何补救方案都无法实施。强放射性仍会透过玻璃造成毒害。玻璃固化方案建立在我们有限的科学知识之上,它将使人类背负人为放射性污染,其持续时间将超过任何机构乃至任何政体合理预期的存续时间。

令人看到希望的是,一支由现任和前任欧洲核子研究组织(CERN)科学家组成的团队在日内瓦提出了另一种方案,成员包括诺贝尔奖得主卡洛·鲁比亚。他们模拟并部分测试了一套系统,可将持续数十万年的高放射性废料转化为毒性持续不到300年的低放射性废料,使处理时间更易掌控。他们利用CERN常见的质子束技术,以及一种少有应用、名为钍的天然元素(其丰度几乎与铅相当),提出只需几十年就能中和全球的高放射性废料。

他们将这项详细设计称为“加速器驱动系统”(ADS),并已建立合作关系,以验证其有效性。预计只需7000万美元,即可在五年内将其从计算机建模推进到实际演示。然而,贝克特尔公司已开始兴建一座耗资170亿美元的玻璃固化工厂,而这支由杰出科学家组成的CERN团队至今尚未获得可观的资金支持。如果配备热交换器,放射性废料中和反应还可能产生无二氧化碳排放的电能。正如史蒂夫·乔布斯赞叹的那样,有时,恰当的技术慷慨而且令人感到神奇。

尝试一种新的放射性废料管理方法,对我们的曾曾曾孙辈公平吗?由于缺乏面对塑料污染的政治意愿,我们已经辜负了海洋。别让整个地球因放射性废料而面临同样的命运。

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