深层地质处置库,是指为永久处置高放废物而建设的高度工程化的地下仓库及隧道网络,从而确保到达地表环境的辐射水平不产生危害。深层地质处置库必须位于足够深度且地质条件合适的区域,确保数万年后仍能安全隔离放射性废物。
从核能规划的可持续性角度来看,乏燃料及其他高放废物的处置一直是亟待解决的问题。几十年来,这类核废物大都存储在核电站附近的地面、近地表水池、特殊容器或设施中。而目前这些方案都被视为临时储存手段。
国际原子能机构辐射、运输与废物安全司司长希尔迪加德·范登霍夫表示:“一般认为,不存在保护人类和环境免受放射性废物危害的长期解决方案。这种观点其实不然。我们都知道,深层地质处置在技术上是可行的,并且已被证明是安全的,一直是国际公认的解决方案。但是,建造地质处置设施是一个漫长且复杂的过程,需要进行严格的研究和广泛的安全论证。这方面没有先例,且建造周期很长。”
选址和审批需数十年之久。国际原子能机构辐射、运输与废物安全司废物与环境安全科科长安娜·克拉克表示:“运行前阶段会很漫长,包括概念设计、规划、调查、现场勘察、选址、缩小备选场址范围、对优先场址开展详细地质特征分析等诸多环节。申请建造许可证前的这一过程已经相当漫长。在此期间,安全论证和监管机构的作用也在不断演变,监管机构必须随之调整专业知识和能力。”
法国、瑞典、瑞士、美国、加拿大、芬兰等国早就开始规划深层地质处置库建设。今年九月,国际原子能机构大会期间,多国核安全监管机构参与讨论,介绍国内项目进展:
法国计划在巴黎东部默兹/上马恩地区比雷附近的天然黏土层中建造地下处置隧道系统——Cigéo地质处置中心。计划处置1万立方米高放废物和7.5万立方米中放废物。
法国核安全与辐射防护局委员让-吕克·拉绍姆表示,法国在开发处置库方面已经进行了数十年的工作,上世纪80年代开始了议会讨论,直到20年前才决定推进深层地质处置库的建设。

2023年,法国迎来了关键节点,Cigéo项目提交建造许可证申请,此后一直处于审查阶段。2025年6月,完成了技术审查。法国核安全与辐射防护局于2025年12月对该申请出具了肯定意见。
法国将在2026年进行协商和公众调查,预计2027年或2028年授予许可证,2035年启动试点阶段的首批运行。
瑞典的项目选址已定在斯德哥尔摩以北150公里的福什马克。一直在进行项目地表工程,2025年1月,提交了地下挖掘的申请,目前正在审议阶段。项目概念是将处置库建在深为500米的结晶岩中,在每个铜罐周围包裹膨润土黏土,以防止地下水接触铜罐,为潜在的放射性物质泄漏提供屏障。
瑞典也同样经历了数十年的准备和讨论,在政府于2022年批准之前,2011年至2018年间进行了监管许可审查和法庭听证。

瑞典辐射安全局局长迈克尔·克诺兴豪特表示:“项目始于上世纪七八十年代。在论证防护能力方面存在相当多的技术挑战,既要满足监管机构的要求,又要确保处置库在10万年内完好无损。”
他指出,公众信任和接受度非常重要,提升公众信任需要时间。监管机构内部也需要积累知识,“项目的建设是一个漫长的过程,其中一个重要方面是明确的责任分配,需要遵循‘谁污染谁买单’的原则”。
在审议处置库建造许可证期间,地上建筑工程将继续进行,预计监管机构将在2026年或2027年批准,届时将开始地下建设,随后进入试运行阶段。
瑞士于2008年启动了处置库选址,目前选址阶段已进入尾声,国内外同行皆参与了这一项目。瑞士计划建造高、中、低放废物联合处置库,目前已提交通用许可证申请,预计将于2027年前审议,预计2029年政府将出具决定。
瑞士联邦核安全监察局局长马克·肯泽尔曼概述了选址背景。瑞士的国土面积只有得克萨斯州的7%左右,其中三分之二是山区,不适合建造高放废物处置库,在未来一百万年内阿尔卑斯山预计会升高一公里,而这恰好是“安全的深层地质处置库设计的时间框架。阿尔卑斯山的地质活动活跃,但瑞士需要的是‘沉闷’的地质条件”。
选址范围只能集中在与德国相邻的边境地区。因此,马克表示“选址过程一开始,我们就邀请了德国参与其中。还需投入时间与精力,建立利益相关方的信任。两国的公众意见也存在独特的差异:德国人普遍比瑞士人更担忧这一问题。”
2024年11月,瑞士国家放射性废物处置合作组织纳格拉向瑞士联邦能源办公室提交建造通用许可申请,计划在瑞士北部的北拉格恩建造深层地质处置库,并在阿尔高州乌伦林根现有的茨威拉格临时储存设施建造一个乏燃料封装厂。

根据目前规划,预计联邦委员会2029年对该申请做出决定,议会2030年做出决定。预计2031年将举行全民公投。
处置库的通用授权生效后,瑞士将在拟建区域建造地下实验室进行地质研究,为后续建造处置库积累知识储备。随后可以提交建造许可证申请、运行许可证申请。根据目前的规划,处置库预计于2050年投运并开始储存第一批放射性废物。
自1987年以来,美国在《核废物政策法案》中,将尤卡山指定为处置乏燃料和高放废物的唯一初始处置库。美国能源部于2008年向核监管委员会(NRC)提交了建造许可证申请,但奥巴马政府随后决定中止该项目。此后历经波折,该项目仍尚未建成。
NRC运营执行官迈克·金表示,NRC工作人员已审查了能源部在尤卡山建造处置库的申请,并在十多年前就完成了安全评估报告,认为该项目符合安全标准。金表示:“但还有两个悬而未决的环境和规划问题阻碍了最终授权”。自2016年以来项目资金已中断,许可程序暂停,除记录保存外,目前该地未进行任何活动。

金强调,NRC继续参与地质处置相关的国内外活动,分享并学习相关经验。在此期间,美国将乏燃料储存在约一百处燃料池或干桶贮存设施中,“我们也非常关注最终的永久解决方案是什么”。
金指出,监管机构必须秉持客观立场,采取系统化的方法推进工作,并始终保持与公众的沟通。以尤卡山项目为例,NRC与申请方举行了百余次技术交流会,且全部向公众开放,以此“让社会各界看到关键的技术问题正在被切实跟进和解决”。
“未雨绸缪并妥善保存记录,确保记录能够检索——在个人电脑尚未普及的年代,项目记录最初保存在缩微胶片上;而随着技术发展,使用的软件也发生了巨大变化。”收集所有记录并将所有数据整理成可恢复的格式,也是不小的挑战。
加拿大核安全委员会监管事务副主席、首席传播官科林·摩西介绍了加拿大深层地质处置库进展。相关讨论始于上世纪70年代。加拿大的政府机构——核废物管理组织负责推进该项目,寻找处置加拿大乏燃料的长期解决方案,并承担后续的开发和运行职责。项目资金由废物生产者提供。其概念是构建“一道天然的岩石屏障,保护废物免受破坏性自然事件、水流和人类活动的影响”。
选址程序14年前就已启动,并已征得广泛同意。2024年11月,拟议处置库的场址确定在瓦比贡湖奥吉布瓦民族和伊格纳斯镇。加拿大国内一直在进行与利益相关者的互动、预环境评估、技术审查等许可证申请前活动。

只有当该深层地质处置库成功完成联邦政府长达多年的监管程序以及由原住民主导的监管评估和审批程序(瓦比贡湖奥吉布瓦民族将制定和实施的一项独立监管程序)后,才会启动设施建设。
加拿大核废物管理组织选取了20多处潜在场址,寻找意向地区,花费约十年时间才确定最终选址。
摩西表示,正式的监管程序于2025年启动,“并将持续数年,预计2030年出具初步决定,2032年推进项目建设,2042年投入运行,2092年关闭设施。这是一个横跨数十年的项目,加拿大已经为此做了几十年的准备。”
芬兰的昂卡罗项目目前进展最为深入。芬兰辐射与核安全局局长佩特里·蒂帕纳概述了项目概念,即在深度为400-430米的结晶岩中建造处置库,将乏燃料装入铜罐,周围用膨润土缓冲层包裹。

目前,芬兰的深层地质处置库正处于调试阶段。项目始于上世纪80年代,当时政府设立了在21世纪20年代运行项目的目标。蒂帕纳表示,从研究、设计以及概念方面来看,21世纪初,项目立即进入了许可证申请前阶段,项目选址获得许可。2015年颁发建造许可证。
目前,封装厂已完成调试,并将5个装载模拟燃料元件的铜罐运输到地下设施进行测试。下一阶段将测试地下设施以及五个铜罐的最终处置。安全文件审查已接近尾声,预计明年做出审批决定,随即投入运行。
深层地质处置项目需要明确的责任划分、长期规划、清晰的公众咨询和决策过程,以此赢得公众信任。一些项目之所以未能推进,并不是因为技术还不成熟,而是受限于公众反对或政治因素。监管机构还需要保持足够的灵活度,适应概念开发过程中的变化。