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2021年12月芬蘭高放處置設施最新進展
我們常聽說「核廢料是無解的難題」，以為核廢料會像原子彈爆炸；尤其是高放射性廢棄物，總是讓人聯想到高劑量輻射造成突變的怪物哥吉拉。其實，只要發揮鍵盤辦案的精神，我們可以輕易的找到世界上有些國家早已找到解決方案，並採取積極行動。這一期我們就來看看芬蘭目前在高放射性廢棄物（此指用過核子燃料）最終處置設施的最新進展。
全球第一座用過核子燃料最終處置場
芬蘭的法律規定，放射性廢棄物的生產商應負責所有核廢料的管理措施及其成本，Posiva Oy 公司遂於1995 年成立，它是由芬蘭核能電力公司Fortum 和Teollisuuden Voima Oyj 共同擁有，是一個環境技術專家組織，它的任務就是處理這兩家核電公司所生產的用過核子燃料的最終處置。
Posiva 於2000 年選定用過核子燃料最終處置場地點，芬蘭議會於次年批准關於處置場計畫的原則性決定。Posiva 於2013 年12 月向就業與經濟部提交施工許可申請。Posiva 針對Olkiluoto 核電廠當地的岩層進行研究，並以Onkalo 地下實驗室的研究結果做為處置場許可申請的基礎。芬蘭政府於2015 年11 月為此計畫核發施工許可，一年後開始建造Onkalo 處置場。這座地質處置場將是世界上第一座用過核子燃料的最終處置場。瑞典的 Forsmark也計畫建立一個類似的處置設施。
2021 年3 月，Posiva 已開始挖掘一條長約80 公尺的「聯合功能測試」隧道，這條隧道將於2023 年聯合功能測試期間鑽設4 個處置孔，以便進行實際條件下的最終處置作業測試，藉此實證處置流程是否合理可行，並據以申請運轉執照。2021 年5 月6 日，Posiva 宣布，Onkalo用過核子燃料處置場已經開始挖掘第一條處置隧道，預計將於2020 年代中期開始營運。2021 年11 月4 日Posiva 獲准在封裝廠和最終處置場進行首次大型設備的測試，進入了一個新的階段，可以開始安裝重要設備且測試完成是一個重要的里程碑。此階段大多數的主要設備，包括大約20 台設備將安裝在目前已達到屋頂高度的封裝廠內，處置設施將使用約5台與地下作業有關的設備。2022 年將是Olkiluoto 安裝設備最繁忙的一年。接下來詳細說明這座全球第一的處置場，如何逐步的突破難關：
場址調查
芬蘭對用過核子燃料的安全最終處置分析早在1970 年代就開始了，在1983 年政府提出實施放射性廢棄物管理的整體計畫、指導方針和目標時間表。1994 年生效的《核能法》規定，放射性廢棄物必須在國內進行處理、儲存和永久處置，其他國家的放射性廢棄物不得進口到芬蘭，Posiva 成立的目的就是尋求解決此問題的方法。
在初始階段分析之後，芬蘭在1990 年代進行了場址調查。除了Eurajoki 的Olkiluoto之外，還在Äänekoski 的Kivetty、Kuhmo的Romuvaara 和Loviisa 的Hästholmen進行進一步的調查，做出幾種不同的選擇。除了地質調查外，還分析了最終處置對場址地區的社會經濟影響，並檢視用過核子燃料的物流相關後勤管理，以及該地區的基礎設施。Eurajoki 的Loviisa 和Olkiluoto 被選中進行最終調查。在這些地方，居民已經習慣了「芬蘭國民就是核子產業負責任的營運商」這一事實。因此，接受最終處置的想法變得更加自然。
21 世紀初是最終處置規劃一個重要的里程碑，因為Olkiluoto 被選為最終處置場的地點。由於芬蘭政府的原則性決定要求對母岩進行更徹底的勘查，因此Posiva 必須達到最終處置的深度。當時，為了進入所需的母岩深度，考慮了使用豎井、通道隧道或它們的組合等選項。最終，2004 年決定用豎井和通道隧道的組合建造ONKALO。近20 年以來，調查作業主要都集中在Olkiluoto 島，他們的任務是確認這裡是否適合進行最終處置。
地質最終處置
2000 年時芬蘭政府做出原則性決定：「在調查最終處置的各項方案中，在岩層深處進行最終處置，即地質最終處置，是將用過核子燃料隔離於人類生活圈最佳也是最有可行性的作法。」在芬蘭，地質處置是指在結晶岩中進行最終處置，芬蘭的結晶岩是世界上最古老的岩層之一，也是芬蘭大部分岩層的主要成分。
所有的地質最終處置都有一個共同點，就是將核廢料儲存在地下深處。例如，在德國的鹽丘和法國的泥岩中規劃進行地質最終處置。這些地質環境都具有最終處置需要考量的特性。在結晶岩中，最重要的考量是水。因此，在研究中已經明確定義了用過核子燃料處置罐必須放置在某個深度，以確保有利於工程障壁的母岩條件。處置孔將鑽入最堅固的岩石地帶，從岩石裂縫中滲出的水量必須盡可能的少。
在芬蘭政府作出原則性決定之前，曾經對地質最終處置的替代方案進行了調查。作為理論上的替代方案，人們提出了許多方法，例如送入太空，或在極地冰川、海洋底棲沉積物中掩埋等。對這些選項進行研究後，在實際應用時就發現了許多問題。他們也曾對用過核子燃料的回收再處理進行研究，但在技術上要求高且成本也高。此外，再處理的最終結果仍然是需要最終處置的高放射性廢棄物。有些國家也考慮將用過核子燃料儲存在中期處置場中，以等待技術上更優越的回收解決方案。芬蘭決定，解決方案不能留給下一代，將在這10 年內開始實施最終處置。
然而，在芬蘭，技術進步的大門永遠是敞開的：如果發明了一種新的處理方法，就必須從處置場中回收用過核子燃料。最簡單的方法是在未來100 年內回收，這段時期最終處置的管理作業仍在進行中。在此期間結束時，該設施將永久關閉，之後要從處置場中取回銅罐將更具挑戰性。針對這個階段已經進行了測試，例如，可以採用什麼方法去除銅罐周圍膨脹的膨潤土。
長期安全
安全是最終處置的先決條件。用過核子燃料最終處置的關鍵是解決方案的長期安全性，這已通過安全案例進行評估與證明。根據國際上的定義，安全案例是指用於證明對最終處置的長期安全性所做評估的可靠性，包括所有技術和科學材料、分析、觀察、試驗、測試和其他證據。對於Posiva，這表示在Olkiluoto 母岩條件下展現40 多年研究與測試地質處置解決方案的功能，並且估算出在一個或多個失敗的狀況下對環境釋出的輻射劑量。
除了核能和輻射安全標準外，對自然界發生的各種變化的估算也被用作地質最終處置長期安全的設計依據。例如，安全案例分析了最終處置解決方案能夠承受地震、未來長達100 萬年的冰川以及大陸冰層所造成的壓力的能耐。安全案例還涉及到與處置解決方案的行為以及對各種可能事件相關不確定性的評估，風險評估也考量了事件發展的各種可能性。
在大約有18 億年歷史的母岩中建造處置場需要對安全關鍵功能進行管理，以確保岩石的完整，並適合進行最終處置。Posiva 還必須確保在最終處置結束後，母岩條件能保持良好以及恢復到自然狀態。用過核子燃料最終處置的安全性將在最終處置設施運轉期間和結束運轉之後進行評估。長期安全審查劃分為不同的時期，從大約運轉100 年，到接下來的數千年或數十萬年，直至100 萬年。雖然不可能全面審查和評估所有可能的情況，但是安全案例表明，即使進行保守性評估，用過核子燃料的最終處置也不會對人類或環境造成危害。
基於多重障壁原則的長期安全
放射性材料包覆在許多相互支撐的屏蔽中，這些屏蔽盡可能是獨立的，因此一個屏蔽的故障不會危及整個隔離的功能。在最終處置解決方案中，用過核子燃料被包裝在防水、耐用的銅罐中。這些銅罐放在地下大約430 公尺深的岩石中，與人類生活圈隔離。不需維護就可保持密封狀態，其內容物不會對自然環境造成危害。在可預見的時期內，最終處置中最高的年輻射曝露劑量上限設定為0.1 毫西弗 (mSv)，而芬蘭人的年平均有效輻射劑量為5.9 毫西弗。
用過核子燃料
在最終處置時，核子燃料僅剩下原始輻射的千分之一，核子安全的基本原則是確保放射性物質不會污染環境。多重安全系統已落實到位，以防止釋出。安全是經由分析風險並為風險做好準備而發展成形。除了物理定律之外，核子安全還基於組織的高度安全文化以及多重且具體的防護。
生產電力時發生的核分裂反應使核子燃料具有高放射性，我們可以運用多種材料來防止輻射。從反應爐中取出用過核子燃料經過數年，用過核子燃料會被運送到中期處置設施，儲存在水池中。8 公尺深的池水可以防止輻射，因此水池旁的區域是安全的。在最終處置時，即使是幾公尺厚的岩石也可以完全阻止這些燃料發出的輻射。
核子燃料在使用後立即具有高放射性，但其活度會在一年內下降到原來水平的百分之一。在從反應爐中取出後的最初幾十年中，核子燃料的輻射會迅速下降。40年後進行處置時，將只剩下原始放射性的千分之一。經過最終處置、罐壁和幾公尺厚的岩層就足以完全阻止用過核子燃料釋出的輻射。
用過核子燃料的放射性在25 萬年後下降到含鈾礦床的水平。在此之後，活性將繼續下降，在一千年內降到第一年水平的千分之一。同時，處置罐表面的輻射水平將下降到最終處置時的百分之一。燃料中含有的一小部分放射性物質具有極長的壽命，因此需要將它們與生物圈隔離。基於這個原因，最終處置罐設計為在其最終處置地點保持密封和不透水的時間應足夠長，以便用過核子燃料的放射性能降低到對環境無害的水平。
放射性衰變
• 指原子核的不穩定性，或者說它有轉變為另一種原子核的傾向。
• 最終結果是成為一種永久性的非放射性材料。對於某些材料，這只需幾分之一秒，而對於某些材料，則需要數十萬年。
• 在衰變的背景下，原子核可以阿法(α) 或貝他(β) 粒子的形式釋放物質，並以加馬(r) 輻射的形式釋放能量。放射性核種釋放的這些粒子和能量波統稱為輻射。
• 放射性物質發出的輻射會隨著時間的推移而減少。用過核子燃料放射性的降低最初很快，但隨後會減慢。這是由於燃料組件中所含的物質不同，它們的半衰期也不同。一般而言，放射性物質的輻射以該物質原有的半衰期的速率衰減。
最終處置測試
全尺寸現場系統測試（Full-Scale In-Situ System Test, FISST）是迄今為止最全面的全尺寸測試。2019 年，在ONKALO 示範區一條約50 公尺長隧道的處置孔中安裝了兩個測試罐。隧道位於地下約420 公尺的深度，用膨潤土填充，並以與實際最終處置相同的方式用鋼筋混凝土填塞封閉隧道。測試罐配備有模擬用過核子燃料產生的衰變熱功率的加熱元件。銅罐、處置孔和周圍母岩的溫度變化與壓力，以及隧道回填的行為是由大約 500 個感應器傳送數據。世界上第一個與處置場相關的FISST測試將會監控許多年，並提供有關工程障壁是否如同初始設計運作等進一步資訊。
FISST 測試主要是測試最終處置技術的可行性，也會產生關於最終處置初始階段影響的研究數據。但是，FISST 測試只能在感應器運作期間監控處置場，這對於數十萬年的最終處置來說是很短的時間。FISST 測試是為了與處置設施調試階段相關的整合系統測試做好準備，此外也為了能在2020 年代後期獲得營運許可並開始運轉。
設施建成後，將選取一條約60 公尺長的中央隧道和一條約80 公尺長的處置隧道，在其中鑽4 個處置孔進行整合系統測試。整合系統測試的隧道比實際最終處置中的處置隧道短，其中最長的處置隧道可達350 公尺。最終處置試運轉是處置設施測試的一部分。試運轉包括在實際條件下對設備進行全面的最終處置測試。與實際情況唯一的差別是處置罐中不含用過核子燃料。試運轉用於確保與最終處置相關的工作階段都能按計畫進行。最終處置的試運轉也受到管制機關的監督，管制機關將根據營運許可的要求檢視綜合系統測試的過程。試運轉可用於證明與最終處置相關的流程和程序是有效的。只有如此，處置設施才能獲得實際運轉許可。
整合系統測試的隧道。 ( 圖片來源：Posiva)
鑽探和挖掘
在初始階段，Olkiluoto 的母岩是通過鑽孔和試挖從地表進行探勘。隨著ONKALO 的建設，調查也在地下進行。Posiva 詳細分析了ONKALO 的母岩，開發岩石施工方法，並實施數十次測試、演示和鑽孔。例如，在處置深度鑽出先導孔，這有助於在開挖處置隧道和選擇處置孔位置之前確定母岩是否適合最終處置。岩芯提供了有關母岩岩石類型和破裂情形的資訊。此外，先導孔還可用於檢查裂縫中的岩石密度、電導率、磁性和漏水等情況。
生物圈研究
生物圈是指地球表面可能存在生命的區域，為確保最終處置的長期安全，自Olkiluoto 被選為用過核子燃料最終處置場以來，這裡就展開了生物圈研究和建立各種類型的長期模型。據估計，在20 萬年期間，用過核子燃料的放射性將下降到含鈾礦床的水平，因此需要對替代發展模型進行分析。處置設施的安全案例必須考慮到在長達約100 萬年的氣候變化，研究人員必須評估該地區的海平面變化、氣候變化和土地利用對地下最終處置解決方案有何影響，以及它將如何承受這些變化。在生物圈研究方面，Olkiluoto 的生態系統及其周邊環境已被仔細的描繪，例如，對深層地下水排放區域進行分析。數百公尺深處的地下水是無氧的，而且只有很微小的流動。因此，對罐體的銅的腐蝕能力較弱。
在分析數十萬年後發生的變化時，無法避免其不確定性，例如，下一個冰河時期，這與人類的活動有關。如果二氧化碳排放量繼續保持目前的水平，大約 40 萬年期間Olkiluoto 都不會被冰蓋覆蓋。如果人類成功減少排放，冰川期和永久凍土期可能會在大約5 萬年後出現。由於陸地抬升，隨著海岸線向西退縮，Olkiluoto 將在2,000-3,000 年後變成內陸。另一方面，溫室效應則可能導致海平面上升。在極端情況下，Olkiluoto 甚至可能在數千年的時間內再次沉入海平面以下。
最終處置的起點是以工程障壁承受地球上發生的重大變化，處置罐放置在母岩中，這處母岩應盡可能穩固，並且導水區域的數量很少。即使在冰河時代之後由於陸地隆起發生地震的地區，堅固的岩石也能保護這些處置罐。這裡所應用的多重障壁原則的設計目的，是使用過核子燃料不會對後代構成安全風險。然而，生物圈研究還考慮到屏蔽失效和放射性核種從銅罐中釋出的可能性。在這種情況下，基於地下水流的模型可以預測放射性物質在地表環境中的排放方式和位置。另一方面，地表環境的傳輸模型可用於預測生物圈中的移動將如何持續。即使在這種情況下，最終處置對人類和環境造成的輻射劑量仍是微不足道。
建立母岩模型
根據場址調查和安全分析，Olkiluoto被選為最終處置場。ONKALO 處置場是在Olkiluoto 岩層中開挖而成的，這處母岩大約有18-19 億年的歷史。Olkiluoto的特定場址建模結果是由40 多年的跨學科研究產生的，支持在該地區母岩進行用過核子燃料最終處置的適用性：在地質、岩石力學、水文地質和水文地球化學方面的條件很穩定。這些特性使設計的工程障壁能長時間保持功能，並支持最終處置的長期安全性結論。
Olkiluoto 母岩的主要岩石類型是混合片麻岩，處置罐在母岩內被保護，避免受地面變化的影響，例如冰川作用。岩石可以有效地阻止來自處置罐的直接輻射，兩公尺厚的岩石足以屏蔽輻射，以確保維持與自然背景輻射相似的水平。將處置罐放置在超過400 公尺的深度可以消除地面和大氣變化以及人類活動對處置場周圍環境的影響。
地下水和環境研究
流經母岩裂縫的地下水，是用過核子燃料中所含的放射性物質與人類和生物接觸的唯一途徑。數十年來，人們一直在研究Olkiluoto 不同深度的地下水流。從Olkiluoto 母岩中鑽出的測試孔和安裝在一層土壤中的地下水管道中採集了數百個地下水樣本，並在世界各地進行分析。地下水樣本代表該母岩的不同深度水平，深度最深約為 1,000 公尺。最後，處置罐將放置在裂縫最少和地下水流動最小的岩石區域。
最終處置母岩研究測試。 ( 圖片來源：Posiva)
ONKALO 中的處置場
位於Olkiluoto 的ONKALO 處置場建造工作於2004 年6 月開始。在初始階段，ONKALO 主要是一個地下研究設施，在那裡進行研究以確認Olkiluoto 母岩是否適合最終處置。在超過15 年的時間裡，ONKALO 處置概念在芬蘭和國際上已確立了自己的地位。如今，此一概念已擴展到涵蓋Posiva 的整個處置設施。ONKALO 處置概念已延伸至約455 公尺的深度。2015 年，Posiva 獲得芬蘭政府核發處置設施建造的許可，ONKALO 處置場將建造到400-430 公尺的深度。
ONKALO 處置概念是由一個螺旋形通道、4 個垂直豎井（人員豎井、處置罐豎井和兩個通風豎井）、隧道和技術室組成。到2020 年，Olkiluoto 母岩已開挖各類隧道約10 公里。在最終處置作業期間，將在母岩中挖掘約40 公里的新隧道。
施工方法及設備
為了實施 ONKALO® 和最終處置操作所需的技術，Posiva 與其合作夥伴密切合作。Posiva 開發最終處置概念的跨學科研究和產品開發工作也引起了國際上很多的關注。所有措施的出發點始終是「只有安全的最終處置才使一切可行」。處置隧道是使用芬蘭製造專門開發的鑽台進行鑽孔。全電腦控制的鑽台長15.5 公尺，高3.5 公尺，寬2.5 公尺。機器重約30 噸，尺寸經過精心設計，可在隧道中靈活行進。
處置孔
Posiva 選擇KBS-3V 方法進行最終處置，此方法是與瑞典核燃料與廢棄物管理公司SKB 共同開發的。基於多重障壁的原則，最初是在瑞典發展而成。一個垂直的處置孔中只有一個處置罐時，岩壁與處置罐之間有膨潤土。處置孔深約8 公尺，直徑約1.75 公尺。銅罐的直徑為1.05 公尺。處置鑽孔機（DHBM）是為了最終處置而開發的專用設備之一。為要鑽的孔先設定需求，其中最重要的是要有一組經過核可的垂直軸，8 公尺深的處置孔的測量中心點與起點和終點之間的垂直中心線的偏差，不論在任何深度都不得超過25 公尺。
黏土組件安裝設備
地下最終處置涉及黏土組件的幾種不同運送和安裝設備：自動導引車（AGV）、緩衝安裝系統 (BIS) 和顆粒回填安裝系統(GBIS)。自動導航和移動車輛的AGV，可用作緩衝和處置隧道顆粒回填安裝系統的技術。
緩衝塊安裝系統
緩衝安裝設備的任務是將緩衝物安裝到處置孔中，緩衝物安裝分兩部分完成。在第一階段，實心緩衝塊安裝在處置孔的底部，然後在中心有孔的緩衝塊中放入處置罐。安裝好處置罐後，將最頂部的緩衝塊安裝在銅罐頂部。之後還會用細粒膨潤土填充其餘空間以密封緩衝區。因此，在銅罐周圍安裝緩衝物從開始到結束都需要極高的精密度。
隧道回填安裝系統
2019 年，Posiva 決定在處置隧道中填充顆粒混合物，由各種不同尺寸的膨潤土顆粒組成。以前的想法是用膨潤土製成的塊和顆粒填充隧道。然而，從可行性的角度來看很有挑戰性，這就是為什麼Posiva 開始探索一種替代方案—至少同樣安全，但在材料製造和安裝方面更經濟實惠也更工業化。最終處置回填解決方案的想法，改良自瑞士國家放射性廢棄物處置合作組織NAGRA 的罐式緩衝解決方案。粒狀回填物可確保在銅罐周圍發揮緩衝作用，進而使緩衝物不會從銅罐周圍上升到處置隧道中。隧道回填安裝機的主要任務是將顆粒狀物料運送到處置隧道中，將其從地板填充到天花板。回填隧道時，機器緩慢反轉，直至填滿整個隧道。
處置罐轉運安裝車
處置罐轉運安裝車(KSAA) 是地下處置過程中唯一的安全分級系統(SC3)，它的任務是將裝有用過核子燃料的銅罐運送並安裝到處置孔中。銅罐是放在150 公分厚鋼製輻射屏蔽的圓筒內運送。此外，圓筒內部還有一層吸收中子輻射的PE 塑膠層。KSAA 機器本身的重量為90 噸，但在裝載銅罐的情況下，其重量可達120 噸。當銅罐從輻射屏蔽筒內的儲存器中取出時，轉運安裝車的操作便開始。出發前，將鋼筒轉至水平位置，然後將銅罐運送到選定的隧道。最後，將車輛調平在右側孔上，再將銅罐降下放到緩衝塊的中間。
封裝廠
Posiva 開發的封裝廠擁有許多獨特的技術，但其設計借鏡了在世界不同地區設計的燃料加工廠的經驗。不同國家的解決方案各有差異，例如是否拆除燃料組件或將其放置在罐內。在芬蘭，組件不會被拆開，而是密封在罐中。每個重達1/4 噸的燃料組件為Olkiluoto核電廠的反應爐提供大約4 年的能量。用過核子燃料從反應爐中取出，在轉移到中期貯存場之前會先在反應爐廠房內的水池中冷卻，然後將燃料組件從反應爐廠房運送到廠區內的用過核子燃料中期貯存場。在那裡，燃料的溫度和活性繼續降低。在最終處置時，用過核子燃料從反應爐中取出大約40 年後，只剩原始放射性水平的千分之一。經過最終處置，罐壁和幾公尺厚的岩石足以完全阻止用過核子燃料釋出的輻射。
封裝廠的建造始於2019 年，該廠將擁有大量世界上其他任何地方都沒有使用過的設備和技術。在進行最終處置作業時，用過核子燃料從中期貯存場運至封裝廠，裝入由銅和球狀石墨鑄鐵製成的最終處置罐中。經由罐式升降機將銅罐運送到430 公尺深處的處置層，到達地下接收站。在那裡，銅罐與運送安裝車輛一起送到處置隧道。用過核子燃料在封裝廠的燃料處理室裝入最終處置罐中，那裡的混凝土牆約有1.3公尺厚。當所有燃料組件被裝入罐內，灌入氬氣並將銅罐的內鋼蓋密封。在焊接室中，將罐的頂部銅蓋焊接密封，並通過目視和渦電流與超音波檢查接縫的密封度。
封裝廠的尺寸
• 建築物長度約72 公尺、寬度約40 公尺。
• 建築物的樓層面積約3,000 平方公尺，建築面積約11,500 平方公尺，體積約70,000 立方公尺。
工程障壁
最終處置解決方案的安全性基於多重障壁原則，其中多個額外設計的屏蔽可確保長期的安全。工程障壁包括燃料護套、最終處置罐、緩衝膨潤土和隧道回填，母岩則是天然的屏蔽。Posiva 已經對與工程障壁相關的所有細節進行調查和建模。放射性廢棄物管理的原則是只要放射性廢棄物的放射性沒有降至微不足道的水平，就必須與自然隔離。
燃料護套
燃料的陶瓷護套本身就構成了一道屏蔽，鈾包含在密封的金屬棒中，是固體且水溶性差，可延緩放射性物質的釋出。
處置罐
用過核子燃料處置罐的內部結構包括球狀石墨鑄鐵組件，可承重並做為燃料組件的放置架。密封的銅罐主要用作燃料組件防腐蝕的屏蔽，銅罐內部結構是由5 公分厚的銅殼和銅蓋包圍，再以鐵蓋密封。用過核子燃料組件安裝並密封在銅罐的鑄鐵內部，銅罐的蓋子以焊接嚴實密封，使流入母岩的地下水不會與鑄鐵內部的用過核子燃料接觸，可以防止放射性核種經由地下水進入生物圈。
用過核子燃料處置罐。 ( 圖片來源：Posiva)
緩衝材料
在最終處置時，以膨潤土作為緩衝材料，將其壓縮成塊安裝在處置孔中以包圍罐體。膨潤土是一種黏土，與水接觸時會變得有可塑性、膨脹且光滑。將緩衝物充填岩石和銅罐之間的整個空間，可以保護銅罐免受輕微的岩石運動碰撞。如果罐體由於某種原因損壞，它還可以限制並減緩放射性核種的釋出。
隧道回填和混凝土塞
安裝銅罐和緩衝材料後，再以顆粒混合物填充處置隧道，那是由不同尺寸的膨潤土顆粒組成。黏土的優點是水力傳導率低，以及化學與機械的長期穩定性。在整個最終處置作業中隧道將分階段填滿，回填材料可防止隧道和豎井成為地下水流動的通道，並保持隧道的機械性穩定。隧道回填材料還可將包覆銅罐的膨潤土緩衝物固定在原位。此外，回填隧道還可以防止人員或機具進入設施，這表示在處置設施結束運轉後，就不需要對最終處置區再做防護。
處置隧道必須在所有條件下保持防水，因此，在填充膨潤土的處置隧道末端需建造楔形塊狀鋼筋混凝土塞。混凝土塞長約6 公尺，直徑約4-6 公尺。每個塞子包含大約160 立方公尺的混凝土和大約20 噸的鋼筋。混凝土塞的構造已經在FISST 測試中完成了測試。
母岩
由於Olkiluoto 最終處置區的母岩已經過深入研究，因此在最終處置時可以避開岩層薄弱區、機械或化學不穩定部分以及重要的水流路徑。母岩將用過核子燃料與生物圈隔離，這也使得人類幾乎不可能到訪處置區。此外，母岩為工程障壁提供了可預測的機械、地球化學和水文地質條件。
關閉處置設施
隨著最終處置的進行，處置場將挖掘更多處置孔和中央隧道來擴大。根據目前的估計，最終處置作業將持續到2120 年代。當處置設施運轉結束時，位於處置深度的中央隧道、相關車輛連接道與輔助室將首先關閉。之後，關閉其他隧道，最後關閉與地面的連接通道，即在處置設施破壞區域鑽出的車輛隧道、豎井和測試孔。為了長期安全，必須以這樣的方式回填和關閉處置場，使母岩狀況盡可能接近處置場挖掘前的自然狀態。關閉的目的是將處置場與地面隔離，並防止人類或其他生物進入設施；避免在地面和處置場之間直接連通，並確保處置隧道的回填保持在原位，使用與周遭岩層相容且水力傳導性差的天然材料，對最終處置解決方案的長期運轉和安全有很大益處。
結語
從芬蘭的ONKALO 最終處置場建造歷程，我們知道放射性廢棄物不是無法解決的難題。用過核子燃料的輻射與活性雖然很高，只要奉行安全至上的原則，應用多重屏蔽的工程障壁效果，便可將輻射控制在安全範圍內，靜待時間的長河使它慢慢歸於天然的水平。
參考資料：
1.https://www.posiva.fi/en/index/news/pressreleasesstockexchangereleases/2021/firstlargeequipmenttestsapprovedattheencapsulationplantandfinaldisposalfacility.html
2.https://www.posiva.fi/en/index/news/pressreleasesstockexchangereleases/2021/excavationofworldsfirstfinaldepositiontunnelsstartsinposivasonkalofacility.html
3. https://www.world-nuclear-news.org/Articles/First-disposal-tunnel-under-construction-at-Finnis
4.https://www.posiva.fi/en/index/news/pressreleasesstockexchangereleases/2021/excavationofjointfunctionaltestfinaldisposaltunnelstartedatposiva8217sonkalo.htm
5. https://www.posiva.fi/en/index/finaldisposal.html
6. 本文圖片均取材自Posiva 公司網頁
出處:核後端雙月刊第六期
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