瑞典:高放處置場初步選定Forsmark 瑞典核燃料與廢料處理公司(Svensk Kärnbränslehantering AB, Swedish Nuclear Fuel and Waste Management Company, SKB)董事長Claes Thegerström日前宣佈該國用過核燃料永久處置場將設在Forsmark電廠內,成為全球第二座高強度放射性廢棄物確定處置場址(譯者註:世界第一座處置場設在芬蘭Olkiluoto核電廠內,第二座處置場原為美國Yucca Mt.,因歐巴馬政府決策廢止。)
這座Forsmark電廠內的處置場,位於Östhammar市;最近才打敗位於Laxemar的Oskarshamn市,結束從2002年來漫長的場址遴選作業。今年4月底,SKB宣佈提供20億克朗(2.4億美元)回饋金予廢料處置場周邊社區,協助地方發展。這筆2.4億美元回饋金用以答謝這兩處候選場址周邊社區同意讓SKB完成場址評估。
這兩座候選場址都與放射性廢棄物及核能業界有非常深厚的地緣關係。Östhammar擁有Forsmark核電廠,稍早已選為該國低放射性廢棄物處置場址。Oskarshamn則邇近Oskarshamn核電廠,也被選為該國用過核燃料中期儲存場(Centralt mellanlager för använt kärnbränsle, CLAB)、鄰近的Äspö島也有一座深地層地下實驗室,還於2006年興建一座銅製包封容器(canister)製造廠。
根據歷年SKB進行的民調顯示,兩地絕大多數民眾都強烈支持在自家後院興建放射性廢棄物處置場:2006年6月的民調顯示,分別有73%與79%的Östhammar與Oskarshamn當地居民完全同意在其居住地設立高階廢料的深地層處置場。甚至有61%居民認為當地設立處置場抱持正面(Positive)、甚至是非常正面(Very Positive)的態度。2008年5月的民調結果顯示,更有高達77%的Osthammar居民與83%的Oskarhamn居民支持處置場設在自家後院。
SKB已於2006年11月,向瑞典核能檢察署(Swedish Nuclear Power Inspectorate, SKI)提送兩處候選場址的《初期安全分析報告,Preliminary Safety Analysis Report, PSAR》初稿,並計畫在2009年提出定稿本,並向SKI提出建廠執照申請。
根據SKB規劃,將於2013年先建地下實驗室,並從2015年開始興建處置場,預計在2023年營運。這座處置場地表面積只有15公頃(大約2座足球場大小),卻將容納供應瑞典全國45%電力的14座核電機組(包含已關閉的Barsebäck-1、2號機、Agesta與從未營運的Marviken機組)所產生的8,000噸用過核燃料。
這座處置場設計至少可將高強度放射性廢棄物與人類生活圈隔絕100,000年,直到其放射強度降至與天然鈾礦背景輻射強度相等為止。根據計畫,用過燃料束先置於厚度50 mm的鑄鐵內襯容器,再置於厚約100 mm的純銅包封容器(canister)。處置場位於地下500公尺深處的堅硬黏土層(clay)中。而外襯容器與處置母岩(host rock)之間,襯有直徑約350 mm左右夯實(compacted,體密度約為1,750 kg/m3)的膨潤土(bentonite, MX-80型)緩衝材質(buffer material)。這項概念設計稱為SKB-3,早自1983年就選定。
由於銅製包封容器具有相當良好的抗腐蝕能力,即使在海水的嚴苛環境中,長期腐蝕率約為1.9 μm/a,因此要是包封容器失效平均約需50,000年。另一方面,以黏土為母岩具有極佳的核種吸附與遲滯能力,使得放射性核種遷移在地層中遷移的速度極為緩慢。黏土母岩的水導係數(hydraulic conductivity)約為0.1 – 0.001×10-10 m/s,換言之,地下水每前進1 m最保守也需要3,200年,而地下水要穿透500 m的黏土層厚度最少需時1,600,000年。
決定處置場址是一項漫長艱辛的過程,該國處置計畫非常重視民意與溝通:
1. 在處置場址評選,採主動調查與徵求自願地區兩者並行。
2. 為消除民眾對於處置的疑慮與不安全感,SKB公司不憚其煩,在東部濱海的Äspö島南端,建立一座地下實驗室,向全民展示各種處置技術,增進民眾的信心。
1977年,SKB公司以全國為範圍(尺度約為1000 ×1000平方公里),進行初步場址調查及評選。並蒐集現有資料、比較及評估,另一方面,SKB 也同時徵求自願地區進行可行性調查。結果,約有5-10個符合資格的地區及Malå及Storuman 兩處自願地區入選,由SKB進行初步可行性研究。不過非常可惜的,兩個自願地區在1997年的居民投票時,以些微差距被否決,使得調查工作不得不暫時終止。因此,只能回到主動調查的老路。
1997年,SKB 也同時遴選Nyköpping、Oskarshamn、Östhammar、Tierp以及Hultsfred等五處有核能設施的地區進行可行性評估,其範圍為100 ×100 平方公里。此階段工作仍暫時不進行現場調查,主要就現有地質、水文地質、地球物理、地球化學等資料進行研究,從中分析其主要地質構造及岩性等特性,進而從中篩選出面積約10 ×10 平方公里之範圍,提供作為第二階段場址調查之用。預計在2000年前可以總結可行性研究階段的工作,評選出2處來進行後續場址調查。
場址調查階段是整個場址評選工作中最重要的一環,在約10 ×10 平方公里範圍之可能場址內除了進行許多地表調查(包括地質調查、地物探測等),還需進行深井鑽探,結合各項孔內探測技術,來架構區域性的地質-地下構造概念模式。最後針對場址調查結果選出候選場址,在1 ×1 平方公里的範圍內進行細部場址調查,以決定最終場址。
由於在初步可行性評估調查階段,各地對用過核燃料處置長期安全性仍有餘慮,因此在1986年,瑞典開始在東部濱海的Äspö島南端推動一個供現場試驗的地下硬岩實驗室(Hard Rock Laboratory,HRL),進行地球科學技術、場址調查程序、處置場建造與包封材料等技術的現地試驗,除作為技術驗證外,也用來做為一個展示,讓所有瑞典人民瞭解它的政府有能力從事核廢料處置,解除人民對核廢料處置場的疑慮。這項計畫稱為SITE-94。
Forsmark也是該國中、低放射性廢棄物處置場,此次被選定為高放處置場址確實有些出人意料。因為該國目前用過燃料都還暫存在位於Oskarshamn的集中式用過核燃料中期儲存場(Centralt mellanlager för använt kärnbränsle, CLAB),SKB在2006年還在該地申請設置純銅包封容器的製造廠。
SKB董事長Claes Thegerström說明Forsmark的地質條件比Oskarshamn好,所以雀屏中選:黏土母岩比較乾燥、裂縫(crack)較少,而且熱傳係數較高,可以減少佔地面積,對於處置的長期安全性更佳。Claes Thegerström估計即使是工程最高峰,每天也只需30 – 40車次運載土石。
處置場所在的Östhammar市將可獲得20億克朗(2.4億美元)回饋金中的25%,落選的Oskarshamn則獲得其餘的75%。Östhammar除了在2010至2015年可先獲得1億克朗(1,200萬美元)外,剩下的80%將在處置場數十年營運期間中逐年撥付。社區並享受改善基礎建設、長期就業機會等福利。