生人勿近十萬年深埋在芬蘭地底的高放射核廢料

陳愷昀 2023-09-05 2023-09-07

近日，世界上首座高階核廢料處置場——芬蘭翁卡羅（Onkalo）核廢料貯存庫，基礎工程即將完工，預計於2024年開始試運行；正式啟用後，它將成為世界首座以深層地質處置方式、永久存儲高放射性核廢料的巨型地下設施。

未來，待所有隧道與儲存井都以自動化機具建設完成，並置入核廢料後，翁卡羅將完全封閉且移除地表建物，成為一座深藏於地底的人類遺址。

事了拂衣去，深藏核廢料。接著，就得面對可能是所有人類的共同問題：我們是否應該告知，又該如何提醒數萬年後的人們，這裡深埋著危險的放射性物質？

將人類的「大秘寶」藏在無盡地底深淵吧

核能發電所產生的廢料的處置一直全球核能爭議的關鍵問題。目前，一般是先以循環海水冷卻，移除熱量並讓放射性衰減，此為濕式貯存；用過的核子燃料於池水貯存一段時間後，接著採混凝土封存乾式貯存，搭配長期監測，以確保安全。例如，近來引發高度關注的日本福島第一核電廠核處理水的排放作業，便是為了讓反應爐內的燃料殘骸保持穩定，每日持續注入大量水分冷卻。

然而，乾式貯存設施仍為地表設施，並不能做為終極處置設施，亦不可能變成「永久儲存場」。依據台灣「高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則」規定，高放射性廢棄物最終處置須採深層地質處置，放在地底深處，將放射性核種與生物圈安全隔離。

芬蘭自80年代開啟有關高放射性廢棄物地底處置場的討論；1994年頒布的核能法案，則立下「芬蘭的核廢料必須由國內自行處理」的政策方針；經過長年的場址評估和篩選、民眾參與及意向調查、獨立機構的審核與監督，最終在2004年啟動翁卡羅（Onkalo）計畫，進行封存實驗與整體規劃，並即將在近年完工啟用。

其實不只芬蘭，英國、美國、瑞典、法國及加拿大等國都有類似的建設規劃，然而這個耗資十億歐元的地下儲存庫，卻在芬蘭首先實現。

位於西歐最大核電機組旁，自己的核廢自己埋

在芬蘭語中，Onkalo意即地洞，且隱含著既深且大的意義，如深淵般不知其所止。

翁卡羅位於芬蘭西南部的歐基洛托核電廠（Okiluoto）廠區內，今年四月，該廠區的三號機於延宕18年後終於正式投入發電，成為西歐近15年來首座投入發電的核子反應爐，也是西歐現存最大的核電機組。

翁卡羅選址的第一個優勢，就在於它能夠直接處理歐基洛托核電廠的核燃料。目前，核電佔芬蘭發電量的三分之一，由歐基洛托核電廠與洛維薩核電廠（Loviisa）合力供電——翁卡羅的營運公司Posiva正是由這兩家核電廠共同出資。

深入地底四百公尺，未來十萬年的危險地帶

疫情之前，逐步完工的翁卡羅即已開放各國記者前往採訪，一探這個未來十萬年必須「生人勿近」的地下建築。

沿著隧道一路往前、向下，隨著岩壁兩側有如高速公路里程牌一般沿途註記目前深度的綠色標示，駛入地底約437公尺的區域，這裡是過去的實驗基地，也是未來，包裹著鑄鐵與核燃料棒的「銅膠囊」從地面一路垂降抵達的第一個暫時安置點。

全自動工程開挖填埋，垂直儲存高輻射燃料棒

翁卡羅以垂直型態作為銅膠囊的貯存方式：正式營運之後，預先以鑄鐵包覆、再用純銅包裹的銅膠囊，會從地面一路垂降至集運地點。同時，自動化施工機具則在地底主幹道兩側，陸續開闢90條、每條約350公尺的短隧道（目前已先開闢5條）；每條短隧道裡，以固定間隔向下挖掘共40個「儲存井」——每個直徑2公尺、深達8公尺，並在井底和兩側填補隔絕地下水滲入的「膨潤土」。最後，當自動車輛將銅膠囊運送且安放於儲存井後，會再次填滿膨潤土，並將此井封閉永存。

千呎之下的核能墳場

翁卡羅地下貯存庫可容納超過3,000個銅膠囊，「總量約達5,500公噸，翁卡羅能夠存儲芬蘭境內核電廠除役前產生的所有高階核廢料，」Posiva首席地質學家尤森（Antti Joutsen）說。

翁卡羅將在未來100年至120年之間，持續接收核廢料，直至填滿為止；而後，所有隧道與連通道，將以膨潤土與水泥一路往上回填，最終成為一個完全封閉的地下密室，封存地底，直到永遠。

瑞典設計、芬蘭先用，挪威另想替代方案

銅膠囊、膨潤土，再加上天然地質岩壁的三層防護——翁卡羅的存儲模式，其實完全遵循瑞典核子燃料與放射性廢棄物管理公司（SKB）所訂立的KBS-3概念（KBS-3 concept）。

然而，幾乎相同的地底存儲設施，在瑞典國內，卻因各項爭議遲至去年才終於通過建造許可—這也是繼芬蘭之後，全球第二個地下貯存庫建造許可—或許要到本世紀中期才能順利營運。同時，這種核廢料深層地質處置（GDF）也不一定要那麼複雜，例如挪威正考慮選用鑽井處理（deep borehole disposal）作為替代，免去開闢各種橫向隧道，一口氣鑽向地底3,500公尺深處、垂直放置核廢料，再一路往上回填即可。

此外，在美國新墨西哥州地下岩層中也有一個核廢物隔離試驗場（Waste Isolation Pilot Plant ，Wipp），但其主要用於儲存核武器研究和生產計劃的特殊類型廢物，而不是用過的核燃料棒，與翁卡羅不盡相同。Wipp的目的是安全地儲存這些輻射廢物，以確保它們不對環境或公共安全造成威脅。

水脈滲透、地質變化，萬年之後隱憂處處

當然，像翁卡羅這樣的核廢料處置方式，即使有國民、居民的共識，也不是完全沒有疑慮：以萬年為單位的時間軸，早已脫離實驗或思考範圍。

首先，地下水滲入導致膨潤土與銅膠囊的防護失靈，就是一大隱憂；再者地震、冰川、氣候、地質等自然變化，更是只能預測、無法防患。

事了拂衣去，深藏核廢料。最後，或許這也是所有人類的共同問題：我們是否應該提醒，又該如何告知，數萬年後的人們，這裡深埋著危險的放射性物質？

有「核」不可？我們是否該提醒後世人類

根據翁卡羅營運商Posiva目前的計畫，在地下孔道回填之後，地上設施也會同時移除，且不會特別加以警示。

地質學家尤森認為，因為核廢料位置太深、藏得夠遠，「未來的人們不需要知道這些。」在他們的認知中，地面上的翁卡羅就是一片不受輻射干擾的土地，動物、植物都能在此自然生長，甚至要在上面蓋房住居都沒問題。

若說我們不該過度樂觀，必須加註標示，提醒後世遠離此地，我們又該怎麼傳遞這個訊息？尤其在幾萬年後，當現存文明亡失、文字亡佚，設計圖像是否會比較有效？

根據BBC報導，國際原子能總署（International Atomic Energy Agency, IAEA）調查顯示，時至今日，全球仍僅有不6%的人能夠識別黃底與三個黑色扇型的「輻射警告圖示」；2007年，IEAE又另外製作了一個補充標示，紅色的三角形裡，在傳統輻射警告圖示下方，又多畫了好幾個波浪形箭頭、一個骷髏頭和一個逃走的人，試圖以此加強「輻射、致命、快逃」的意念。