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最新消息
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2020年1月27日加拿大高放射性廢棄物 處置場選址現況
加拿大自 1967 年首座大型核反應爐開始發電以來,至今已產生超過 280 萬束、約 11,000 立方公尺的用過核燃料。與多數使用核能發電的國家相同,加拿大在過去數十年間也致力於在國內開發、建立一座最終處置場,為這些屬於高放射性廢棄物的用過核燃料找尋永久的解決方案。而根據加拿大國會圖書館公開的《背 景文獻—加拿大核能與放射性廢棄物管理(Background Papers – Nuclear Energy and Radioactive Waste Management in Canada)》,使用「深層地質處置場」來處置高放射性廢棄物的方式,在國際科學界與核能發電使用國家之間被認為是用來進行處置的首選方案。
所謂的「深層地質處置場」指的是透過岩石、岩鹽與泥土等的「天然障蔽」與核燃料丸、元件與容器等的「人工障蔽」,形成的「多重障蔽系統」,在穩定的地質構造中建造這座深層地質處置場,以長期貯存用過核燃料,待其恢復到天然鈾的放射性水平,約需要 100 萬年的時間。迄今為止只有少數國家在這項建設計畫的開發中位處後期的階段,例如芬蘭、法國與瑞典,這些國家已確立了建設深層地質處置場的地點,其中芬蘭也是唯一一個開始處置場建設工程的國家,建設工程於 2015年開始,將建於地下深 450 公尺處,預計可在今(2020)年開始營運。其他正在考慮為各國用過核燃料建設一座類似深層地質處置設施的國家,大多數至今仍處於處置場計畫開發或選定潛在場址地點的階段,其中也包含了加拿大。
背景
目前加拿大的用過核燃料(或高放射性廢棄物)均儲存在數個用過核燃料中期貯存設施中,並由各核電廠營運公司進行管理。用過核燃料自反應爐中移出後,必須放置在用過核燃料池中冷卻 7-10 年,以減少其熱度與放射性,待完成冷卻後再轉移至電廠內由混凝土製成、位於地面的乾式貯存設施或筒倉中。
加拿大聯邦政府與安大略省政府在1970 年代時指示加拿大國營企業—加拿大原子能有限公司(Atomic Energy of Canada Limited, AECL)開發用過核燃料深層地質處置的概念,1980 年代後期一個獨立的環境評估小組為此成立,來審查這項深層地質處置設施的概念,並為加拿大用過核燃料的管理提出建議。
在長達 10 年的研究結束時,該小組得出的結論認為用過核燃料的長期管理不僅取決於設施的安全性,也取決於社會的「可接受度」。「很明顯的,加拿大政府需要制訂程序,以確保用過核燃料長期管理的辦法得以開發與執行。」鑑於加拿大用過核燃料的數量並不多,「國家制定的解決方案必須符合加拿大人的最佳利益。」
適應性階段管理
在加拿大《核燃料廢棄物法(Nuclear Waste Fuel Waste Act)》的規範下,加拿大持有用過核燃料的 4 間公司:新布倫瑞克電力公司(Énergie NB Power)、魁北克電力公司(Hydro-Québec)、安大略省發電公司(Ontario Power Generation)與加拿大原子能有限公司,在 2002 年一同成立了加拿大核燃料廢棄物管理專責機構(Nuclear Waste Management Organization, NWMO)。
NWMO 的治理由成員公司聯合進行,其中還有董事會負責監督 NWMO,並制定整個機構的策略發展,另外還有一個負責評估與提供建議的諮詢委員會。負責研發並執行加拿大用過核燃料長期管理計畫的 NWMO,就 3 種方式進行了詳細的研究,並從中選出稱作「適應性階段管理(Adaptive Phased Management, APM)」的方式。在 NWMO 於 2002-2005 年經過 3年的公眾諮詢(Public consultation)後,加拿大聯邦政府於 2007 年批准這項可以推動相關技術、研究、當地原生知識(Indigenous knowledge)與社會價值發展的用過核燃料管理系統,承認這項系統的標準符合其他使用核電的國家所採用的最佳用過核燃料長期管理方式。
NWMO 在 2010 年開始徵求有意願接納最終處置設施的地區,最初有 22 個地區提出申請,2017 年通過初步審查、合適性評估(選址流程中步驟 3)後的地區縮減至 7 個,都位在安大略省。而隨著調查範圍擴大,至今(2020)年初僅剩下編號第 5(Ignace)與第 21(South Bruce)兩處潛在場址。(圖片來源:NWMO)
加拿大「適應性階段管理」的處置概念也是將用過核燃料放置在一座深層地質處置場內進行最終處置,與人類生活環境隔離。這項處置設施包含了一座地下隧道系統,與用來儲存用過核燃料的處置坑洞,以及用於維護與監管處置設施的空間。該座深層地質處置設施必須建立在一座地質穩定的沉積岩或結晶岩構造中,地點估計將建於地下深約 500 公尺處,覆蓋的面積長 2 公里、寬 3 公里。另外,該處置概念中的多重障蔽系統則包含了燃料丸外殼、燃料元件外殼、燃料束、用過核燃料處置容器、膨潤土,以及最外圍的地層(Geosphere)。這項「適應性階段管理」的處置概念將通過 6 階段的過程在數十年內進行,分別為:
1. 選址與管制機構認可;
2. 場址準備與施工;
3. 營運操作;
4. 擴大監控;
5. 除役與關閉;
6. 關閉後的監管。
儘管在深層地質處置設施中進行最終處置的主要目的並不是要消除用過核燃料,但「適應性階段管理」處置概念其中一項特徵為「可回收性(Retrievability)」,是為了在這項建設計畫的所有階段內(包含出於安全原因),允許將儲存於此處的用過核燃料移出。根據 NWMO 的數據,從 2010 開始選址過程到計畫建設完成(即設施的整個生命週期),整座處置設施的成本為 230 億美元(以 2015 年美元計算,約 6,900 億元新台幣),包含已經支付、占整個設施生命週期約 160 年的費用。
九階段選址流程
有關用過核燃料最終處置設施的選址,NWMO 已確立了數項原則,範圍涵蓋了安全性、達到或超出監管要求的重要性、決策過程的參與、尊重當地居民的權利、約定與土地的所有權,與樂意接受處置設施社區的承諾等。
加拿大現有用過核燃料存量一覽表 ( 截至 2018 年 6 月 ) ( 圖表來源:NWMO)
註:
AECL: 加拿大原子能有限公司 NBPN: 新布倫瑞克電力公司
HQ: 魁北克電力公司 OPG: 安大略省發電公司
(1) AECL 還擁有約 22,000 件研究發展用的核燃料零件,例如在 Chalk River 國家核子實驗室儲存的燃料元件、燃料顆粒與燃料碎片等。儘管這些成分的數量與加拿大重水鈾反應爐(CANDU)核燃料的總量相比很小,但由於它們的成分、儲存方式、尺寸不同等因素,仍需要特別考慮將來管理的方式。在加拿大與研究用反應爐相關的非 CANDU 燃料也不多(幾千克)。
加拿大用過核燃料最終處置概念之多重障蔽系統(圖片來 源:加拿 大國會圖書館 Library of Parliament)
NWMO 公布的選址流程分成 9 個階段,內容包含了選址過程的啟動、社區初階段審查(Initial screening)、社區合適性初步評估(Preliminary assessment)、有意願接受處置設施設置的社區確認、管制機構審查與執照核發、處置設施(含示範設施)的建設工程與營運等。NWMO 在 2010 年就已開始徵求有意願設置最終處置設施的地區,並於 2012年 9 月暫停接受申請。最初有 22個地區對此表示有興趣,想了解更多細節,NWMO 也對這 22 個地區進行了初步審查,並將審查報告全數公開在 NWMO 網站上。2016 年就各申請地區的潛在地質合適性、工程、運輸、環境、安全,以及
處置設施是否對該社區福祉貢獻存在潛力等社會、經濟與文化考量等項目進行初步評估後,仍維持在選址流程內的地區縮減至 9 個,都位在安大略省。隨著調查範圍擴大,截至 2020 年 2 月 4 日,僅剩 2 處潛在場址,分別為伊格納斯鎮(Township of Ignace) 以及南布魯斯市(South Bruce),還可繼續進行選址的程序。
接下來,NWMO 將與這兩處的當地市政當局與原住民團體合作,逐步進行更詳細的技術評估與社會研究,進一步評估當地的安全性,以及探索如何透過增進各地區市政當局與原住民社會福祉的方式來執行這項處置設施計畫。NWMO 強調,「處置設施建設計畫僅會在該地區的民眾、當地原住民(此處指印地安人與梅蒂人)以及周邊地區的共同參與下才會進行」,NWMO 也對積極參與整個選址流程的眾多社區的領導者與人民表達感謝,「這項處置設施的選址得以依照計畫順利進行,都是因為他們前瞻性的領導以及對加拿大最終處置計畫的貢獻,代表我們所有人,也是為了我們的後代子孫,來接受、解決這項挑戰。」
此外,NWMO 同時也需要證明這座處置設施建設計畫符合加拿大核能管制機構(Canadian Nuclear Safety Commission, CNNC)制訂的安全規範,包括「從選址流程開始就用來評估潛在場址是否合適的準則」。一旦 NWMO 完成上述這些必要條件,管制機構的審查流程即可持續進行。之後管制機構將負責裁定 NWMO 是否滿足所有管制要求,但管制機構僅能在結束環境評估後才可做出是否批准該處置設施建設的決定。至於那些退出選址流程的城市與原住民社區,以及位在他們周圍的社區,將有資格獲得一次性的社區福利投資,以表彰他們在加拿大最終處置計畫中所發揮的貢獻,這些投資將存入各社區的福利儲備基金(或其他同等資金)。NWMO 表示,這是一種讓 NWMO 持續為社區福祉作出貢獻的方式,即使選址工作已不在這些地區繼續。
持續不斷的調查與溝通
除了在 2019 年底確認有 2 處潛在場址可進入選址下一階段的流程之外,根據世界核能新聞網(World Nuclear News)最新的報導,NWMO 在今(2020)年初與南布魯斯市的土地持有者簽署了協議,以允許 NWMO 能在該潛在地區就深層地質處置設施進行土地研究。南布魯斯市是 NWMO 經過長時間的選址流程中僅存的兩個地區其中之一,現有的選址流程期望能在 2023 年前確認一座單一、且合適的用過核燃料處置設施設置地點,並獲得知情、有意願的社區居民接納。
而 NWMO 自 2019 年 5 月以來一直與南布魯斯市當地的土地持有者合作,期望能在南布魯斯市西半部的提斯沃特(Teeswater)徵得合計近 1,300 英畝(約 526 公頃)的土地。愛爾蘭(Darren Ireland),當地一位已與 NWMO 達成協議的農民、同時也是土地持有者對此表示:「我們了解最終處置計畫具有為我們社區帶來長期利益的潛力,我們也希望能一同為現在與未來的居民,建立一個永續、繁榮的社會。」NWMO 近期將於南布魯斯市開始進行如鑽孔探測、基準線環境監測等研究,來評估該地區是否適合設立深層地質處置設施。NWMO 表示,「確定南布魯斯市為最終處置設施的潛在地點是加拿大最終處置計畫一個很重要的里程碑,這也賦予了NWMO 信心,讓我們得以繼續在該地區進行更進一步的場址技術評估以及社會研究,這也是市政當局、當地土地持有者以及 NWMO 在過去數個月的努力所獲得的成果。」
而 NWMO 與南布魯斯當地的土地持有者達成協議的內容包含了一系列的期權與購買安排,除了允許 NWMO 可持續進行研究,同時也允許土地持有者透過如回租(Leaseback)等方式繼續租用土地。若該地點最後被選為最終處置設施場址,NWMO 就會買下這些土地,並在接下來的數個月至數年的時間內繼續與該地區的土地持有者,就進一步徵得該地區額外的土地來進行討論,期望能將預定的土地面積增加至 1,500 英畝的大小。另外,同在安大略省的另一個潛在場址伊格納斯鎮的相關研究也持續在進行當中,目前在該地點已經完成兩處鑽探調查。
結語
加拿大自 2008 年開始,通過兩年的對話制定了今日的選址流程,整個選址流程反映出加拿大各界人士的想法、經驗與最佳的建議,包含加拿大人期望有一個公開、透明、公平與富有包容性的流程來執行選址的想法,整個流程是在道德與社會框架下得以開發而出。除此之外,選址的流程是由「社區」所驅動,同時旨在確保所選的地點具備安全、可靠,還有一個有意願接納用過核燃料最終處置設施設置的社區。由此可見,整個選址流程不是僅需要透過一系列詳細的科學研究與檢測,來評估該地點是否具備完整的安全性及適當性,還需要尊重當地居民的權利,就該地區的社會、經濟與文化考量等項目進行評估,讓當地居民可完全接納這座最終處置設施,與其一同生活。
參考資料:
1. Parliamentar y Information and Research Ser vice. “Nuclear Energy and Radioactive Waste Management in Canada, Library of Parliament Background Paper.”
2. Canadian Nuclear Association. “The Canadian Nuclear Factbook 2019.”
3. Nuclear Waste Management Organization. “Moving Forward Together: Process for Selecting a Site for Canada’s Deep Geological Repository for Used Nuclear Fuel.”
4. Nuclear Waste Management Organization. “Nuclear Fuel Waste Projections in Canada – 2018 Update.”
5. World Nuclear News. “Land access agreed for Canadian repository studies.” January 27, 2020.
出處:核能簡訊第183期
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最後更新日期:113-11-18
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