中國研究莫高窟附近存放核廢料

亞洲時報在線Todd Crowell撰文／自從上個世紀90年代中國的第一座核電站─秦山核電站投產發電以來，中國核電事業在十幾年間獲得了飛速發展。根據來自核工業部門的資料，2002年中國核電總裝機容量已達540萬千瓦，預計到2005年，中國核電發電量將佔全國總髮電量的3%左右。

隨著核電站數量的增加，中國東部經濟發達地區能源短缺的巨大壓力得到了有效緩解，但這些核電站在發電的同時也產生了大量的核廢料。如何處置這些放射性極強的核廢料呢？在中國地廣人稀的甘肅省北山地區，科學家們正在向地下鑽孔，準備建成核廢料處置庫。以後，中國的核廢料都將存放此處。

中國近期在為建設4個百萬千瓦級壓水堆核電站專案而做準備；這些項目引起了十幾個國際核電巨頭的積極競標。幾週後，最晚年底前，北京會宣布獲得訂單的企業名單。這4座核電站，有兩座位於浙江三門縣，兩座位於廣東省陽江市。

這四座核電站只是中國利用核能浪潮的第一波，隨後更有可能在2020年前再建設27座核電站。根據中國核電發展的「遠景規劃」，到2020年中國核電裝機容量將從目前的850萬千瓦增加到 3,600萬千瓦，屆時核電發電量將佔全國總髮電量的4%。目前，該數字僅為2.5%,而日本的核電發電量已佔其總髮電量的30%左右。

經濟持續高速增長，使得中國的能源短缺問題更加嚴峻。煤炭是中國能源結構中的主要組成部分。這種中國儲藏最豐富能源的廣泛使用導致大量溫室效應氣體排出，使不少城市遭受污染嚴重之苦。再加上石油資源日益枯竭、國際原油價格一路飆升，一心希望實現能源獨立戰略的中國自然越來越依靠核能。

與傳統能源相比，核能有著不少優點。首先，核反應爐並不排放二氧化碳等溫室效應氣體；其次，核電站的成本低。它可以運行一年以上而不需補給燃料；再次，中國鈾（核電站的燃料）的儲量遠比石油儲量豐富，也減少了對進口的依賴。唯一不足之處就是核廢料比較難處理。

目前，中國共有6座核電站。這些核電站在發電的同時也產生了大量核廢料。目前中國核電站產生的核廢料已達1,000噸。若2020年中國實現其核能發展的 「遠景規劃」，從那時起中國每年將新產生1,000噸的核廢料。到2040年中國核廢料處置庫投入使用時，這些核電站將總共製造出32,000噸核廢料。

在核廢料處置庫建成以前，核廢料暫存在核電站的硼水池中。在過去30年裡，美國運行著100多個核電站，而且核廢料大部分採用這種處理方法。此外，核反應爐效率低下，儲存在鈾燃料中的能量只有1%得到了利用，所以用過的燃料棒仍含不少可再利用的物質，絕非廢料。包括全世界處理技術最進步的美國及芬蘭，都未使用掩埋方式。所有國家都是規劃若干年後，待處理技術更進步或是全球能源短缺時，再把這些燃料棒拿出迴圈利用。

在內華達州離拉斯維加斯100英里遠的尤卡山（Yucca Mountain），美國的核廢料處置庫已經選好了地點。但政府遲遲沒有批准開工，他們擔心這個核廢料掩埋地點會嚇跑附近的拉斯維加斯的賭客。

過去8年來，中國的技術人員一直在北山地區考察地形，進行地質研究。一位最近去敦煌參加中國核廢料處理報告會的美國政府官員說：「他們選擇了離敦煌不遠的三處地方。」

而被譽為「東方藝術明珠」的莫高窟就在敦煌市東南25公里處。這座集建築、彩塑、壁畫為一體的莫高窟始鑿於西元366年，也是世界上現存規模最宏大的佛教藝術寶庫。這位元美國官員表示，中國方面稱該地區氣候乾旱，是存放核廢料的理想場所，莫高窟飽經歷史風霜而依然保存完好就是明證。

濕度何以如此重要？原來，核廢料能否長久存放，環境乾旱與否是個關鍵。核廢料中有著不少放射性同位素，要它們的放射性完全衰減往往需要上萬年甚至更長的時間。比如說，鈈-239的半衰期為 24,000年，也就說它的放射性減少一半需要如此長的時間。因此，選址時必須考慮地下水位，以避免多年後放射性同位素滲入地下水而隨之擴散。這也是核廢料處置庫一般都會建在沙漠地區的原因。

安全處置放射性同位素的最重要的技術解決方案之一，就是把這些核廢料製成玻璃化的固體。這包括重新處理核廢料，提煉出可用物質，然後把液狀殘渣轉化為玻璃狀固體。玻璃化後，核廢料被裝入可遮罩輻射的金屬罐中，最後將這些金屬罐放入建於地下厚厚岩石層中的核廢料處置庫內。

這位去過中國3處候選選址的美國官員稱，如果一切順利的話，中國在2010年前將完成場地勘測，確認最佳地點，2020年將完成處置庫的設計，再過30年完成處置庫的建設，準備投入使用。

他說，在離核廢料處置庫不到100公里遠，中國已經建成一座中低放射性核廢料處置場（另一座在廣東省大亞灣附近）。核廢料被運到這裡後，要經過化學處理，以提煉出未使用過的鈾和鈈；這些提煉物將被核電站再次利用。而殘渣則被玻璃化，然後深埋於地下。

中國核工業集團（China National Nuclear Corporation）負責選址、建設和運作核廢料處置庫；國家環保總局則對核廢料的處置進行全程監督；中核清原環境技術工程有限公司（Everclean Environmental Engineering Corporation，中國核工業集團的下屬企業）將負責中低放射性核廢料的處置。

該美國官員表示，國外的同行們對核廢料從核電站至內地的運輸安全非常擔心，因為中國現有的和計畫建設的核電站都位於能源短缺而又需求量極大的沿海地區，距核廢料處置庫有數千公里之遙。

這也就是說，中國將不得不改造其鐵路網路，設計可以有效遮罩輻射的罐狀運輸容器。參加報告會的美國代表團與中國方面積極分享了美國在這些方面的經驗。這位美國官員表示，在處理核廢料的法規、標準方面，中國才剛剛起步。

他說：「中國與國際原子能機構密切合作，接受了包括核燃料迴圈、運輸等方面的指導。我們得知，中國在標準方面將與國際並軌。」

中國在處理核廢料方面至少沒有時間的壓力，因為早在其發展核電站之初就已經有建設核廢料處置庫的計畫了。核廢料在硼水池裡可以安全保存15年以上，直至被運往中低放射性核廢料處置場。這些處置場一般離核電站相對較近，以方便運輸、再處理。

中國共有9臺核電機組投入商業運行；2臺俄式機組在建。大亞灣核電站與嶺澳核電站均是由法國法瑪通公司（Framatome）設計、承建，都採用國際上成熟的「壓水式反應爐」設計。

秦山核電站、秦山核電站二期工程是中國依靠自己的力量設計、建造和運營管理的壓水堆核電站。秦山三期核電站則是採用了加拿大設計的重水反應爐（CANDU）；這類反應爐在印度、南韓得到廣泛使用。

在建的兩座俄式壓水堆核電機組位於江蘇省連雲港市連雲區田灣。這類反應爐被俄羅斯稱為VVER，其設計與曾發生過嚴重泄漏事故的切爾諾貝利核電站使用的RMBK-1000反應爐完全不同。