首座地下核废处置库选址北山前后 核废料包括使用完毕的核燃料（又称乏燃料），除此之外，核电站使用过的工作服、手套、废设备仪表、液体固化物等，都称为核废料。不同的是，乏燃料具有高放射性，而接受过辐射的手套、工作服等“软废物”的放射性较低。在过去30余年的运行中，中国核工业系统积存了几万立方米的此类中、低放固体废物。 在中国大陆，目前拥有两座专门存放中低放核废料的废物库，分别是位于甘肃玉门附近的西北处置场和广东的北龙处置场。 而对于有“万年恶灵”之称的高放射性核废料，学界则认为最为妥当的处置方法是地质深埋，但因其建造要求的特殊性，截至目前，在国际上并无一座成型的永久性放废库。 而人迹罕至的甘肃北山，是一直以来传闻中的大陆首座地下核废料处置库。不过，它的准确名称是“高放废物地质处置库甘肃北山预选区”。 除了沙砾和枯黄的骆驼草，北山是一个寂寞得连回声都没有的地方。这里离玉门镇80公里，三分之二的路面是戈壁滩，向西再走300公里是敦煌。十几年来，这块与浙江省面积相近的土地，不断被踏上陌生人的脚印。这些对北山有特别兴趣的人，比起常住当地的―万两千余名居民更了解这片荒原。在这些多次前来勘测的专家眼里，这里将是大陆首座地下核废料处置库的最优选址。

自上世纪80年代中期以来，北京就已开始思考核废料的归宿问题，不过目前也仅是停留在选址和基础研究层面，预计确定选址还需要10至15年时间。 为具备数十万年放射半衰期的高放核废料寻觅填埋之所，这是对只有几千年文明史的人类智慧与能力的挑战。对于即将进入核废料处理井喷时间的中国大陆而言，拥有一座永久性放废库，将不能只是停留在纸面上的蓝图。 “软废物”在西北、北龙处置场掩埋 以北龙处置场为圆心，画一个五公里为半径的圆，大亚湾核电站、岭澳1期以及规划中的岭澳2期核电站被全数收悉。这座中低放废物处置设施，承袭大亚湾核电站的法系技术血统，参照法国奥布处置场设计建造的经验，自1991年勘探选址到2001年11月第一次暂存大亚湾核电站的废旧核导向筒，共耗时10年。 类似北龙处置场这样的中低放废物库，在大陆当局的规划中共有5座，北龙是其中之一，广东及邻近地区核电站产生的中低放固体废物，都会被送往这里永久处置。原本政府计划在华东地区同样建设一处中低放处置场，以接收浙江秦山核电站等华东地区核电站的“软废物”，但由于选址区域地处经济富庶地带，人口密集，地方政府虽然乐于兴建核电站，却拒绝核废料的存放，华东处置场遂被搁置。

事实上，由于秦山核电站的发电量相对较小，其所产生的“软废物”数量也不大，而处置场建设成本高，运营经费更是依赖对废物接收实行收费。如果没有足够的废物收贮收入，处置场的运营也很难维持。 处置场本身是一个辐射源，随着所收贮废物的增加，它的放射性也会相应地加强。作为一种较为简单的民用核处理设施，北龙处置场在约18万平方米的范围内，设计了70个处置单元，可以处置8万立方米的中低放废物。 每个处置单元就是一个17米×17米×7米的立方体屏蔽箱，由钢筋混泥土浇筑而成。在处置单元中，设计有一个漏斗形的地板，在漏斗的中心设有渗入水收集孔，它可以将意外侵入处置单元的地表水搜集起来，经检测排走。 当一个处置单元内充满废物货包之后，水泥浆将填充废物包之间的间隙，以求固定废物包，同时也起到增强屏蔽的作用。随后处置单元会被钢筋混凝土封顶。B口使发生地震，它也是一个完整的水泥块，不会轻易破裂。 一旦处置场内某个区域的处置单元全部封顶，接下来的工作就是恢复自然景观。处置单元之间会被填满砂土石，填到平顶，再加一层屏蔽层，以增加屏蔽强度。最上面，将有3米厚的覆盖层掩埋这一切。按照设计要求，覆盖层要有6%的自然坡度，其表面是一块800毫米厚的植被层，即使地下3米处就是放射废物，作物也将在这里正常生长。

但无论是北龙处置场或是西北处置场，都只能收贮核电站内产生的“软废物”。处理放射性极强的乏燃料，并不是这两座中低放处置场的使命。如何对这些核废料做永久性处置，日渐成为绕不过去的难题。 初始研究经费仅5000元 探求埋葬核废料的秘密，在近30年前就开始了。 1983年初夏，核工业北京地质研究院（以下简称“核地研院”）出访人员在法国考察时，第一次接触到了“核废物地质处置”的概念。至1985年初，这一信息经由多人汇报到当时的核工业总公司，引起科技局领导的注意。但由于缺乏经费，核地研院只有将一个“铀矿地质”课题改头换面转变成“高放废物地质处置研究”。 大陆首座与高放库选址有关的研究项目，在参项人员仅7人、起步经费5000元的情况下启动。 一年后，经费涨到了10万元人民币，由核工业总公司科技局拨款，此后高放废物处置研究协调组随之组建。这个由中核总公司成立的小组，汇集了众多大陆地质研究领域的顶尖研究人员，一个有关核废料地下处置的梦想――高放废物深部地址处置研究初步发展计划（简称SDC计划），得以展开。 在计划实施过程中，当局还从国防预研经费中拨出少量钱款，予以财力支持。国内其他机构，包括本港的香港大学，也陆续透过各种方式，与国外组织合作，完成了若干研究。

高放废物处置库的全国选址工程，在1986年结束时，已经固定了西南、广东、内蒙、华东与西北五大区域。到1988年，21个小区从五大区域中挑选出来，供进一步研究。自1989年后，大陆高放废物处置库选址工作，重点转移到了西北区域的一个地方――北山。这里气候干旱，人烟稀少，没有工业和农业，花岗岩大面积分布，具备成为大陆第一座高放废物库的理想条件。 北山的宁静从此被打破。 与此同时，有关地下实验室的场址筛选研究，也在北京郊外悄然展开，尽管此后同样因为经费问题，不得不搁置。 王驹第一次来到北山是1993年。他一次次向上级递交报告，申请在此打钻，并开展深部地质环境研究，但因资金、技术、设备等条件有限，均未成功。 1997年，王驹课题组申报了名为《高放废物地质处置库选址和厂址评价研究》的国际原子能机构（IAEA）技术合作课题，并获得批准。IAEA通过资助王驹的此项课题，试图找寻高放废物库选址的规律经验，而大陆方面，则可获得来自IAEA提供的设备以及专家服务，还可以培训自己的科研人员。 就这样，王驹陆续获得钻孔雷达等先进仪器，这些仪器日后在北山选址勘探中发挥了重要作用。 虽然项目通过，但国内配套经费依然没有着落，项目组再次逐级向国防科工委汇报。

2年后，名为《我国高放废物地质处置前期工程――甘肃北山预选区深部地质环境初步研究》的专项课题获得批准，这一次，项目组首度获得了来自大陆政府层面的大额投入――一笔534万元的经费。至此，大陆核废料库选址研究的第一个实质性进展，以IAEA北山项目的配套项目角色出现了。 2000年7月8日，大陆核废料库场址评价的第一个钻孔，在北山开钻。 工程屏障将在千年后失效 如果说北山是大陆首座核废料处置库的重点考察地点，地处北山境内的旧井地段、野马泉地段和向阳山地段三个地块，就成为了重中之重。深井钻孔洞穿了这三块区域，直达地下500米以下，以获得北山场址的深部岩样、水样和相关数据。 在国内外学者的设想中，核废料处置库的地下部分是一个巨大的人工地下洞穴，它由中央竖井大厅、竖井、巷道和处置室组成，深度大于500米。进场前，核废料已经过玻璃固化工艺，封装在核废料桶中。通过传送装置，一枚枚废料桶从地面下到中央竖井大厅，进入各个处置室或处置巷道。一种吸附性、隔水性、热传导性俱佳的回填材料，将填充在核废料桶之间，以保证核废料桶的安全。 即使是回填材料，也不能就地取材，目前研究人员倾向于从内蒙古高庙子运来当地特有的膨润土，作为回填材料。

材料回填在整个工程中，可算是极为微小的环节。不过涉及处置极度危险的核废料，对于回填材料的取用标准也十分严格――它必须能在漫长的时间里，经受地下世界无从预测的变化，并要尽可能延迟放射性核素向生物圈渗透。 核地研院研究员郭永海等人通过研究，没想了地下处置库建成运转后未来300到1000年的可能面目： 深度为500-1000米的地下深处，一般属于饱水带，有地下水存在。在处置库运行初期，地下水将从周围压力较高的区域，向压力较低的处置室运动，其最先接触到的是回填材料，然后是废物容器。一旦废物容器破损或腐蚀，地下水就会直接与玻璃固化体接触。水与危险的固化体，就此开始互动。 此时固化体中的核素溶于水中，整个处置库也逐渐处于饱水状态，处置室中的水压力与周围岩体所受的压力开始保持平衡。平衡一旦完成，地下水的运动将受控于处置库中的地下水流场――从补给区流向排泄区。于是转移到地下水中的核素，将通过破损的容器沿水流方向重返回填层。在回填层中，某些核素会被吸附，或是生成沉淀。但随着时间的推移，核素最终将随地下水逐渐穿过回填层，开始向生物圈的迁移历程。 这一系列设想中的变化，都将在以百年为计量单位的时间里，缓慢发生。

即便人力工程庞大而细致，也并不能束缚核素的渗透，填埋1000年至1万年后，各道工程屏障将陆续失效。对于放射周期长达数万年甚至数十万年的核废料而言，现有的人类工程都不是对手。 所以在核废料处置库中，天然屏障的效用显得尤为重要。在处置库的外围，如果包围着一整块坚硬稳定的岩体，将是阻止核素扩散的一道重要防线。这是一块被赋予苛刻要求的岩体，一方面它的渗透性要很低，以减缓核素向地下水转移的速度。另一方面，它也不能位于地震带上。 核废料处置费用或近五百亿元 美国尤卡山核废料处置库场址评价始于1987年，该场址已于2002年获得美国总统批准。在王驹的记忆中，其项目地下实验室里，仅是一台全断面坑道掘进机，就耗资3000多万美元。 而根据美国能源部2001年披露的成本分析报告显示，处置完毕8.38万吨商业核废料、政府所属的2500吨核废料（包括海军舰艇核废料）以及2.2万个高放废物罐，尤卡山需要付出的总成本为575.2亿美元（根据2000年美元物价计算）。到2009年，这一数字又被调整为960亿美元。 这笔天文数字般的开支，贯穿处置库的研发、建设，废物罐的制作、运输、运行，以及处置库封闭的全过程。2001年的成本分析报告显示，其中废物的处置费用（废物罐制作、运输）――200.9亿美元――几乎是处置库库体建设成本的4倍。

在美国能源部的计划中，这些经费大部分来自核电发电的提成，每年约能收取6亿美元。 根据美国能源部的测算，在美国，处置一吨核废料的花费在61.19万美元。瑞典、日本等计划建设处置库的国家，预想中的处理成本都较美国低。大陆学者依据全球核废料处理的平均水平，也正尝试计算出核废料处置的本土价格。 江西理工大学教授罗嗣海等学者，依据早先公布的大陆核电发展规划推算，到2020年，大陆产生乏燃料累计将达到2000吨，此后每年将新产生约1000吨的乏燃料，到2040年大陆核废料库按现有规划投入使用时，约3.2万吨核废料需要妥善处置。 通过比照全球核废料处理50.12万美元/吨的平均成本，考虑到人民币对美元的购买力比价，罗嗣海等学者初步分析，大陆处置这3.2万吨高放废物的预估费用是351.59亿元人民币，其中建库费用33.54亿元人民币。 实际上，伴随着新修订的大陆2020年核电规划，至2020年大陆核电将建成7000-8000万千瓦、在建3000万千瓦的规模，这些核电站的全寿命周期，产生的乏燃料将达到13.8万吨。 北山能成为这些巨量核废料的理想归属吗？ 地下试验室场址将于2016年左右确定 教授认为，答案为 “是”。

作为美国总统顾问、核废处置专家，他与他的同事受中国核工业集团公司的邀请，在1999年曾前往北山。在他们眼中，北山地处偏僻，但距离兰新铁路与国道都不远，经过诸多实地考察，考察团的评价是：北山是世界上最好的高放废物处置库候选区之一。 自1999年日本核燃料循环机构理事坪谷隆夫首次访问北山以来，已有来自IAEA以及美、加、日、韩、法、芬兰、瑞典、瑞士等国的超过百位外国专家到访这里。 2003年底，中国政府首次公开通报了核废料处置库的建设时间表。当时中国国家原子能机构（国防科工委）主任张华祝参加斯德哥尔摩国际地质处置库大会，提出“在本世纪中叶，建成高放废物地质处置库”。 两年后，国防科工委在北京召开高放废物地质处置研讨会，这也是大陆第一次由政府部门出面组织与高放废物安全处置有关的会议。会议所公布的《高放废物地质处置中长期研发规划指南（讨论稿）》（以下简称《指南》），在2006年由国防科工委、环保总局、科技部联合发布。 至此，一条大陆核废料处理的路线选择，在政府的规划指导下，逐渐清晰。 《指南》将处置库工程建设分为三个阶段，2006年至2020年为第～阶段，主要任务是初步完成处置库选址，完成地下实验室的可行性研究，并建成地下实验室;从2020年到2040年的第二阶段，将着力进行地下实验室的现场试验，掌握处置库建造技术;2040年至21世纪中叶，将建成处置库，并开始接收高放废物。

目前大陆尚处于场址评价阶段，开展处置研究的核心单位有4个，其中核地研院（BRIUG）为牵头单位，负责选址与场址评价等，中国原子能科学研究院（CIAE）负责核素迁移研究，中国辐射防护研究院（CIRP）负责辐射安全评价，中国核电工程公司（CNPE）核工业第四研究设计院负责工程设计。 此外，参加研究的单位还扩大到中科院的研究院以及相关高校，20余家单位申报出17个处置研究开发项目，正紧锣密鼓地展开。 按照大陆高放废物处置库的战略规划，其技术路线分为三部曲：先期选址，然后在合适的处置库选址区域开挖地下实验室，以实地试验各项指标;如果试验成功且条件成熟，则在该场址范围内开工建造处置库。 知情人向《凤凰周刊》记者透露，2007年国务院批准大陆核电中长期发展规划，其中明确要求：2020年之前建成我国高放废物地质处置地下实验室。目前，大陆高放废物地质处置地下实验室的立项建议书已上报，预计2016年左右选出地下实验室场址。 北山离玉门镇80公里，向西再走300公里是敦煌。 这意味着如果2016年左右地下实验室场址在北山开挖，那么北山成为大陆首座核废料处置基地，将不再是空穴来风。 对于大陆而言，未来增长最为迅猛的高放废物，将是来自核电站的乏燃料。

而在永久性处置库尚未成型时，大陆核电所产生的乏燃料身居何处？ 美国专家曾建议，大陆应考虑建造一个高放废物集中暂存库，以应对永久性处置库未建成前高放废物无处安放的局面。 而大陆最早建成的核电站――秦山核电站于1992年开始发电，其三期电厂1号机组的乏燃料水池，在2010年1月左右装满，紧接着在今年7月左右，3号机组的乏燃料也必须开始外运。具有加拿大核电技术血统的秦山三期，选择了建造乏燃料干式贮存设施。 ①瑞典地下实验室设想图②高放废物地质处置库概念设计图 贮存设施采用加拿大AECL的-400型混凝土模块设计，距秦山三期主工程中心1000米，离秦山二期主工程900米2007年，一块200米×75米的贮存场地，在秦山三期厂址内开挖，现已建成两个模块，以后每隔5年再建造两个，以延长乏燃料在厂区内的暂存时间，待条件成熟后，再转运出去进行后处理或最终处置。 发电量更大、产生乏燃料更多的大亚湾核电站，在上世纪90年代初，就已经开始思考乏燃料外运的计划。自2003年开始，大亚湾核电站的乏燃料，都会被千里迢迢地运往西北处置场，在那里的中央湿法储存设施中暂存。在大陆没有永久性核废料处置库的时间里，一场人类历史上，里程最长的核废料运输图景大幕，由此拉开。11