在全球能源轉型的浪潮中,核能扮演著重要角色。然而,核能發電帶來的一大挑戰是:如何安全處理具有極高放射性、需要存放數十萬年的核廢料?目前,地質處置設施(GDF)被視為最可行的長期解決方案。
深入地下 500 米的「核墓穴」
這些被稱為「核墓穴」的地質處置設施,是人類有史以來建造的最大規模地下工程之一。它們位於地下 500 米到 1 公里深處,利用天然的地質屏障來確保核廢料的安全存放。
芬蘭率先在全球完成了首座地質處置設施,並已開始進行首批試驗性核廢料埋藏。緊隨其後的是瑞典,計劃在斯德哥爾摩北方約兩小時車程的福斯馬克(Forsmark)建造類似設施。法國也即將在位於法國的北部邊緣香檳區開工建設希耶戈(Ciego)設施,而英國則尚在選址階段。
從選址到封存,「核墓穴」建造過程需如何把關?
建造這樣一座「核墓穴」絕非易事。法國國家放射性廢物管理局(Andra)的科學家 Jacques Delay 指出:「僅僅是申請許可證就需要 20 到 30 年,之後設施的營運期約為 100 年,封存後還需要數百年的持續監控。」
選址過程也極為謹慎。工程師們必須找到適合的地質條件——最理想的是花崗岩或粘土層(表土下一層的土壤,又稱底土),同時還要避開地下水源和可能受冰川影響的區域。此外,獲得當地居民的支持也很重要。
另外,建造核廢料儲藏地下室則帶動了自動化機器人和智慧機器的使用。為了確保這些設施能夠安全運行數千年,工程師們開發各種創新技術。其中最特別的是自動化機器人系統的應用:
- 法國工程師開發出類似波士頓機械狗(Boston Dynamics BigDog)的自動機器人,可以在地震等意外情況下,在無人干預的情況下移動受損的廢料容器。
- 特製的爬行機器人能夠在狹窄的地下通道中進行檢查和維護,必要時還能清除障礙物並將圓柱形廢料容器拖至安全位置。
最後,這些地質處置設施的設計也必須考慮到技術變化的可能性。英國核廢料服務公司(NWS)科學家 Neil Hyatt 強調:「設施必須具備可維修性、可升級性、可替換性和韌性。」正如芬蘭核廢料處置公司的 Pasi Tuohimaa 所說:「雖然我們是永久性地埋藏核廢料,但 100 年後的世界可能會完全不同。」
這些跨越世紀的工程,不僅展現了人類應對環境挑戰的決心,也推動了自動化技術在極端環境下的應用。
*本文開放合作夥伴轉載,參考資料:《BBC》、MOA,首圖來源:Posiva Oy。
(責任編輯:廖紹伶)