[這是關於 核能的未來 的深度報告的第 3 部分。]
一個寬 98 英尺、長兩英里的溝渠，帶有陡峭的 33 英尺深的牆壁，上面佈滿了磁鐵和雷達反射器，將佇立數千年，警告未來的人類不要輕視隱藏在卡爾斯巴德，新墨西哥州外的 廢物隔離先導專案 (WIPP) 內的東西。 配上 48 個石頭或混凝土製成的 105 噸標記物，上面用七種語言（從英語到納瓦霍語）以及扭曲成恐怖表情的人臉蝕刻著警告，這個龐大的裝置旨在至少存在 10,000 年——是埃及金字塔存在時間的兩倍。
但是，即使鹽牆向內滲出以掩埋 美國原子武器 的遺產，這個裝置中心鹽礦中封存的鈽對人類的致命性也將至少持續 25 倍的時間。 而 WIPP 只能容納美國計劃在內華達州的尤卡山或某個被指定取代它作為核反應殘留物永久儲存庫的地點儲存的核廢料的一小部分，儘管是更致命的一小部分。
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內華達州拉斯維加斯的沙漠空間基金會，一個藝術團體，贊助了 一項競賽，旨在為該地點提出類似的警告系統。 獲勝者：轉基因絲蘭仙人掌，變成鈷藍色，將種植在整個尤卡山遺址——作為對未來文明的警告，警告他們山中要塞內的放射性廢物。
但是，怪異的藍色仙人掌 或沙漠中巨大的巨石可能反而會吸引未來的探險家，而不是驅逐他們——埃及人的警告對阻止現代考古學家幾乎沒有作用。 已經有人將尤卡山內部隱藏的東西視為一種資源而不是詛咒——畢竟，裂變鈾中高達 95% 的能量仍然留在廢物中。“大部分能量仍然在乏燃料中，”核能研究所 (NEI) 尤卡山專案主管羅德·麥卡勒姆說，NEI 是一個行業組織。“有了尤卡山，您可以取出[核廢料]並 後處理 它。”
孤獨的山
1987 年，美國國會透過立法，要求能源部 (DoE) 在當時遙遠的 1998 年 2 月之前接收並妥善儲存來自全國 104 座核反應堆的 乏燃料。 現在，落後計劃 11 年，能源部的主要應對措施——將其深埋在尤卡山內——距離成為永久解決方案還遙遙無期。
能源部在去年 6 月終於向美國核管理委員會 (NRC) 申請了許可證，NRC 是監管美國 核電站 的聯邦政府機構，以便在尤卡山建造儲存庫。 但納稅人每年仍然花費大約 10 億美元的罰款（由聯邦政府支付）來補償公用事業公司的延誤。
根據能源部的資料，美國 核反應堆 每年產生超過 2,000 公噸的放射性廢物——其中大部分最終都在現場堆放，因為沒有其他地方可以放置它。“當我們在最後一次使用後從堆芯中取出燃料時，我們將其儲存在現場的池中。 我們有能力在那裡儲存多年，”杜克能源公司核開發副總裁布萊恩·多蘭說，該公司在南卡羅來納州運營著三座核電站。 畢竟，儲存它所需的空間“非常小”。
事實上，美國核工業總共生產了大約 64,000 公噸（一公噸等於 1.1 美噸）的放射性乏 燃料棒，或者用 NEI 的話說，足以“覆蓋一個足球場大約七碼深”。 （當然，實際上以這種方式集中燃料棒會引發核鏈式反應。）
1987 年的措施指定尤卡山——位於拉斯維加斯西北 90 英里（160 公里）處，靠近前核武器試驗場的一片沙漠中的火山岩山脈——作為美國 所有乏燃料的永久儲存庫。 包括環保主義者以及內華達州居民和政界人士在內的批評者指責該地點不合適，原因有很多，最主要的原因是它靠近斷層線（地震已經損壞了尤卡山的一些建築物），以及流經岩石的水最終可能會將放射性廢物迴圈到土壤或飲用水中。
但是聯邦政府已經花費了大約 110 億美元建造一種反向礦井，一個在山腰深處鑽出的豎井，用不鏽鋼覆蓋，用於掩埋廢物。 根據布什政府在 2008 年的估計，完成儲存庫至少需要總共 900 億美元，最早也要到 2017 年才能上線。
這個遙遠的目標似乎越來越不可能實現。 內華達州強大的民主黨人、參議院多數黨領袖哈里·裡德是反對在其家鄉州儲存核廢料的主要反對者。 巴拉克·奧巴馬總統似乎也同意。 2007 年，時任伊利諾伊州初級參議員的奧巴馬在給裡德和參議員芭芭拉·博克瑟（加利福尼亞州民主黨）的一封信中指出，“尤卡山的選擇已經失敗，關於這個地點的辯論已經結束，現在是時候開始探索基於可靠科學的安全、長期解決方案的新替代方案了。”
1 月 5 日，裡德在一份 宣告 中表示，奧巴馬“重申了他與我合作以阻止垃圾場永遠建成的承諾。”
找到替代方案或弄清楚如何讓尤卡山發揮作用——美國已經有如此多的核廢料，以至於根據 NRC 的說法，如果尤卡山已經開放，到 2010 年它將被 70,000 公噸的法定限額填滿——將佔用“我的大量時間和精力”，新任能源部長、物理學家史蒂文·朱在參議院 確認聽證會 上作證說。 “我們確實需要一個關於如何長期安全處置這些廢物的計劃。”
早在 1983 年，能源部就選擇了尤卡山以外的其他八個可能的永久儲存候選地點，包括路易斯安那州的瓦切裡鹽丘；密西西比州的裡奇頓和柏樹溪鹽丘；德克薩斯州迪夫史密斯縣和斯威舍縣的鹽床；以及猶他州的戴維斯和薰衣草峽谷；以及華盛頓州漢福德下方的火山玄武岩。 其他建議的替代方案包括將放射性廢物埋入海底或將其射入太空。
但是，聯邦政府已經花費了二十多年的時間開發尤卡山，使其成為永久儲存庫最合適的候選地點。 在沒有它的情況下，能源部繼續向全國各地的各個 核電站 支付罰款，因為沒有為其廢物提供儲存空間——而乏燃料堆積如山。
乏燃料
目前，美國的核設施將乏燃料現場儲存在水池或 乾式容器 中。“我們的機構公開表示，我們有信心燃料可以在現場的反應堆中安全地儲存在水池或乾式容器中至少 90 年，”NRC 發言人戴維·麥金太爾說。
發光的 核燃料棒 位於 40 英尺（12 米）深的淡藍色水下（摻有硼以阻擋雜散中子，即引發核反應的不帶電原子粒子），並緩慢衰變十年或更長時間。 據核反應堆製造商西屋電氣公司監管事務和標準化副總裁埃德·卡明斯稱，新建的反應堆將至少有 18 年的乏燃料儲存能力。“最早的工廠預計將於 2015 年投產，因此您將在 2033 年”之前，任何額外的步驟——例如將乏燃料運往儲存庫——都需要採取。
但是，美國幾乎所有的 核電站 都已經耗盡了儲存空間，因為這些水池並非設計為長期容器，並且需要保留足夠的空間以應對危機，例如堆芯熔燬。 在沒有長期解決方案（例如將廢物深埋在尤卡山內部）的情況下，核工業轉向了所謂的 乾式容器儲存。
這包括將放射性乏燃料棒浸入氦氣或其他惰性氣體中，並將它們放入鋼製容器中，該容器進一步包裹在混凝土容器中——每個容器的成本約為 100 萬美元。 包裹在容器中的燃料棒仍然設法每小時釋放大約一毫雷姆的輻射，並將 100 多噸混凝土外殼的外部加熱到高達 90 華氏度（32 攝氏度）。
“這些容器排列在混凝土墊上以保持穩定性。 它們基本上是在露天環境中，”NRC 的麥金太爾說。“一般來說，他們將它們放置在反應堆站點的受控區域內，以便在工廠的物理安全保護下受到保護。”
大約 9,000 公噸的乏燃料棒已經儲存在大約 900 個這樣的容器中——其中大部分垂直儲存在混凝土容器中，但有些水平放置在混凝土掩體中。 它們的製造商——如總部位於新澤西州的 Holtec International 和 AREVA 的 Transnuclear, Inc.——以及 NRC 堅持認為，這種乾式容器儲存將持續至少一個世紀，如果不是更長的時間。“在過去 22 年的使用中，它們的安全記錄一直非常出色，”麥金太爾說。“所有跡象都表明它們是安全可靠的。”
但一些環保主義者和其他核電批評者認為，這種乾式容器對恐怖分子來說是一個誘人的目標，如果被破壞，對環境來說是一場災難。 事實上，和平母親 組織聖路易斯奧比斯波分會已成功起訴 NRC 和電力公司太平洋瓦電公司——迪亞布羅峽谷核電站的所有者——未能考慮到潛在的恐怖襲擊的影響，在評估一個新的、擬議的現場乾式容器儲存區域的環境風險時。
解決方案可能是一個或多個臨時儲存點，即集中倉庫，乾式容器可以在那裡儲存，直到永久儲存庫開放。 根據 NEI 的說法，愛達荷州、伊利諾伊州、肯塔基州、新墨西哥州、俄亥俄州、南卡羅來納州、田納西州和華盛頓州的 11 個社群表示有興趣成為此類設施的所在地。“它應該位於任何可以選址的地方，並且應該位於自願地點，”NEI 的麥卡勒姆說。“任何從美國東半部的大多數反應堆到尤卡山的路上。”
回收
1972 年，通用電氣公司關閉了伊利諾伊州莫里斯的一棟建築物，該建築物本可以為核廢料問題提供另一種替代解決方案：後處理。 美國政府最初在南卡羅來納州巴恩韋爾和紐約州西谷都採用了這項技術——稱為 PUREX（鈽和鈾萃取回收）——從核廢料中分離出鈽和其他可重複使用的裂變產物。 今天，法國、日本、俄羅斯和英國擁有後處理設施，這些設施透過富集乏燃料棒來提取新鮮燃料——儘管也會產生必須傾倒的放射性廢物副產品。
問題在於，這也是各國政府分離出鈽用於 核武器 的方式——可能為盜竊創造了一個誘人的目標。“增加安全性的最大障礙之一是後處理廠的擴散，這些工廠產生可用於武器的分離鈽，”憂思科學家聯盟 (UCS) 的高階工作人員科學家、物理學家埃德溫·萊曼說，UCS 是一家倡導健康環境和更安全世界的非營利組織。“我們不認為任何現有或提議的後處理方案可以減輕擴散和核恐怖主義的嚴重擔憂。” 據該組織稱，上述國家已經後處理了大約 250 公噸的鈽——足以製造 30,000 件核武器。
布什政府透過 2006 年的 全球核能合作伙伴關係 (GNEP) 重燃了對此類後處理的興趣。 這個能源部計劃提議在美國重啟核燃料的回收利用，透過建造一個新的後處理廠，這促使通用電氣重新開放了伊利諾伊州莫里斯的工廠，其他公司也紛紛效仿。 與此同時，能源部已爭取到從澳大利亞到哈薩克的 21 個國家安全地開發這種後處理技術，在許多情況下，透過將任何未來的乏燃料運往這個擬議的美國設施。
然而，美國國家科學院的研究部門 國家研究委員會 指出，這種後處理是不切實際且昂貴的。 1996 年，它估計後處理現有乏燃料的成本可能超過 1000 億美元。 十一年後，委員會進一步宣佈，應停止 GNEP 下此類技術的研發，因為這筆錢可以更好地用於核能研究的其他領域，例如下一代反應堆。
由於價格昂貴，核電 行業也沒有表現出對後處理的太大熱情。“這個 GNEP 計劃旨在瞭解是否可以經濟地後處理乏燃料，”西屋電氣的卡明斯說。“我認為這實際上並不經濟。”
科羅拉多州智庫基石中心在 2007 年釋出的一份報告——公用事業高管、環保主義者、政策制定者和其他專家對核能的分析——也同意這一觀點，認為“在可預見的未來，乏燃料的後處理不具有成本效益。”
“商業乏燃料中含有鈽，您可以將其視為可以開採裂變材料的礦石，”萊曼指出。 但是“從該礦石中提取鈽的成本仍然遠高於鈾的價格。”
儘管如此，包括愛達荷州、阿貢、洛斯阿拉莫斯和橡樹嶺國家實驗室的研究人員在內的倡導者指出，所謂的 快中子增殖反應堆 的後處理未來，該反應堆使用鈽來發電——並在裂變過程中產生更多的鈽，這是一種理論上取之不盡用之不竭的能源。“理論上，它可以產生自給自足的能源供應，”萊曼承認。“但在實踐中，它從未奏效。”
事實上，日本西海岸敦賀的 快中子增殖反應堆 文殊號在執行略多於一年後於 1995 年關閉，原因是政治反對和執行困難，包括由其液態鈉冷卻劑洩漏引起的火災，儘管建造費用超過 60 億美元。* “增殖堆是難以操作的反應堆，它們是複雜的反應堆，”西屋電氣的卡明斯說。“已經建造了一些，但不多。 目前它們只是不經濟。”
即使後處理或 快中子增殖堆 可以以低廉且高效的方式工作——消除乏燃料棒作為放射性廢物——仍然會有數千噸核廢料需要一個永久的家。
其他核廢料
美國每年從其核電站產生多達 160,000 立方英尺（4,530 立方米）的放射性物質——當舊核電站退役時，這個數字會急劇上升，例如 1997 年緬因州威斯卡塞特的 緬因州揚基核電站。 從工人的工作服到水過濾器，這種核廢物流中的一些廢物也不再有地方處置——特別是被評為 B 類和 C 類的高放射性材料，例如反應堆壓力容器頭。“這些東西只有一個地方可以去，”NEI 的首席健康物理學家拉爾夫·安德森說，“一個深地質儲存庫”，例如尤卡山。
南卡羅來納州巴恩韋爾的國家核廢料傾倒場於 2008 年 7 月關閉了來自 36 個州核電站的此類廢物的運輸。 德克薩斯州本月獲得州許可證的新垃圾場將僅接受來自該州和佛蒙特州的低水平遺留物，以及猶他州和華盛頓州類似限制的垃圾場。 這也讓醫院和大學等核產品使用者爭先恐後地尋找處置放射性殘留物的地方。
因此，現在來自東海岸和中西部地區大多數反應堆的廢物通常與 乾式容器 中的乏燃料一起堆放在現場。 就安全性而言，這是目前能做到的最好的。
“我想把放射性物質儲存在哪裡？ 某個有武裝保安人員和混凝土建築物的地方，”安德森說。“我們在核電站擁有的是一座用混凝土製成的武裝堡壘。”
*勘誤表：（2009 年 1 月 29 日）：此句在釋出後進行了更改。 它最初宣告文殊快中子增殖反應堆使用熔鹽冷卻劑。 感謝 bhoglund 指出錯誤。