海底能作为核反应废料的墓地吗

海底能作为核反应废料的墓地吗

高浓度放射性废料已经累积了半个多世纪了，但仍没有找到永久性的处置方法。美国到20世纪末有3万多吨用过的燃料棒储存在核电站，而且这一数量还以每年大约2千吨的速度增加。

从退役的核武器上卸下的钚和铀的处置是一个更棘手的问题。美国和俄罗斯已各自积累了100多吨武器级的钚，而且每个国家至少还应该拥有50吨额外的钚，以及从拆除的核武器上卸下的数百吨高浓缩铀。而1吨钚就能用来制造几百枚弹头。试想，如果恐怖组织得到这种材料，后果将会怎样？好莱坞电影中的镜头就会出现在现实生活中。

我们如何解决这一日趋紧迫的问题呢？

方案一：把这些武器级钚和放射性废料混合起来，浇铸成一种特殊类型的玻璃柱（即被称为玻璃化的一种工艺）。这样，放射性原子被固定而不会渗漏到周围环境中，也使得蓄谋提取钚的活动难以奏效。但是，这样的基质材料并不能屏蔽辐射，因此，玻璃化废料在处置前仍然有巨大的危害性。而且，生产一根不大的玻璃柱（含20公斤的钚）的成本达140万美元。如此昂贵却不能彻底解决问题，还要面临如何把这种放射性产品进行处置的难题。

方案二：变废为宝，把回收的废料与氧化铀结合起来，生产商业性反应堆的“混合物”燃料。美国的大多数电站在能够采用这种混合材料发电之前还需要经过重大的技术改造。另外，特别要防止那些能制造核炸弹的材料被偷走。并且，混合氧化物反应堆还会生产出其他类型的放射性废料。

方案三：有一些雄心勃勃的人设想有朝一日把放射性核废料发射到太空中，甚至投掷到太阳上。但是，从安全性和经济性考虑，这一方案目前没有实用价值。

有没有更可行的方案呢？

科学家不得不考虑把核反应的放射性废料埋葬在地球的某一处。大陆显然不合适，那么海洋呢？让我们来看看占地球表面积约2/3的海洋洋底。在深海底部较大构造板块的中间，铺着巨大的泥滩。乍一看，这种泥滩似乎是地球这颗行星上最不值钱的地产了。在这些“泥滩平原”之下的岩石地壳，被厚度达数百米的沉积层所覆盖，这种沉积层由巧克力那样深色的黏土构成，其黏稠程度相当于花生浆。由于没有植物生命存在，又只有很稀少的动物群，从生物学的立场来看，这些区域相对来说是不毛之地，也缺乏矿藏财富。

那么，它们真的一文不值吗？天生我材必有用，它们虽贫瘠，却对核时代开始以来一直纠缠着人类的两大难题提供了一条出路：这儿有可能成为高浓度放射性废料的一个永久存放地，也可以成为核弹中卸下的放射性废料的墓园。

把核废料埋在海底安全吗？

也许人们会提出，海底的地质状况难以预测，板块始终在不停地运动，如果在两大构造板块之间的深海沟中埋葬核废料储罐，最终这些核废料将会停留在哪里是无法预测的。

但是，我们并不是要在海沟中处理核废料，相反，海底处置方案将利用地球上一些最稳定、最可预测的地带，可以把放射性废料或弹头上卸下来的核材料以“外科手术的方式”埋入大洋构造板块中间。我们选择远离板块边界的位置，最大限度地减少火山爆发、地震、地壳迁移和其他地质活动所造成的破坏。海洋科学家所作的许多研究表明，在大西洋和太平洋中存在着广阔的地带，它们在地质上已保持了几万年的惰性状态。此外，这些地带的黏土层本质上具有一些有利特性：水的渗透性较低；对危险元素的吸收能力较强；具有自然的塑性，淤泥可以封闭可能在核废料容器周围产生的任何裂缝或空隙。淤泥黏土能牢固地黏附钚、铀和其他放射性元素，防止这些物质渗漏到上面的水体中。实验和计算表明：即使到10万年后，黏土中的钚（和其他超铀元素）也不会从一只破损的储罐中迁移超过几米。因此，废料是否经过玻璃化都不影响其掩埋，而地面上的地质构造则不能同时具有上述这些有利条件。

海底填埋核废料的具体做法是：一个专业的钻探队在精心选取的深海淤泥和黏土层中钻孔，孔道深达海底之下几百米（海底本身大约在海面之下5千米），孔道与孔道间距数百米。然后通过缆索把装有钚或其他放射性废料的储罐一个个放到孔中，罐与罐之间用20米或更多的淤泥隔开。

选择海底作为化学核废料的永久墓园，这是一个令人鼓舞的设想。但从理想到现实还有许多论证工作要做，还有许多实施上的技术问题要解决。如何处理化学核废料，这不是一个简单的课题，它是关系到我们未来生活的重要问题之一，需要进一步的开拓、探索。