從科學角度剖析能源政策的背後：既然核廢料沒地方去，有沒有別的方法可以處理？

核廢料沒地方去，幹嘛不丟入海溝或是送入太空？你知道國外有人工分裂核廢料，降低半衰期的方法嗎？

近期能源議題繞著核能打轉，除了核安以外，台灣遲遲無解的問題，還包括核廢料，正確來說，最大的問題是高階放射性廢棄物，也就是發電完的用過核燃料棒。在之前幾集有關的節目播出後，很多留言的朋友不約而同提出了幾個建議方案，其中許多值得好好談談。這集，就讓我們來回答這些問題。核廢料不能人工分解嗎？除了埋進地底，我們還有其他的選擇嗎？

能人工分解核廢料嗎？

在觀眾的回應中，許多人提到有一種可以人工分裂核廢料的方法：「核轉換」技術。據說透過此方法，人類可以把棘手的高階放射性廢棄物變得更好處理，去除放射性，地下處置也不用動輒數十萬年。這難道是煉金術嗎？

還真的有點像，所謂的核轉換（Transmutation）技術，與核燃料在核反應中，因為吸收中子造成的連鎖反應類似，科學家會將高能量中子或質子打入原子核中，誘發元素衰變。希望透過人工的方式，將會困擾人類數萬年的長半衰期核種，轉化成短半衰期或是不具放射性的元素。

核轉換的處理目標是半衰期極長的「錒系元素」，並將它們轉換成雖然具放射性，但半衰期較短的「鍶-90」（半衰期 29.1 年）或「銫-137」（30.17 年）（註：這裡的「較短」是指不到百年），或是將核種轉為較穩定的釕（ㄌㄧㄠˇ）或氙（ㄒㄧㄢ）。

目前此方法還在研究中，但是現實是，如果國內沒有發展相同技術，還是得要將高階放射性廢棄物運出國進行再處理，並且還要再運回國內，繼續乾式貯存。因此短時間內，高階放射性廢棄物的貯存問題，仍不會改變。而且，如果使用的是高能量質子束，需要 10~100 MW（百萬瓦）的驅動功率，會額外消耗能源。

等等，既然核轉換到過程也會誘發核分裂，過程中也會釋放大量能量，為何我們不蒐集這些能源呢？

沒錯，這就是另一種核反應爐「加速器驅動次臨界反應爐（ADS）」的構想。雖然發電效益較低，但至少我們能在不用外加能量的前提下，成功降低高階放射性廢棄物的半衰期。除此之外，所謂的「次臨界」，指的就是燃料內可反應的中子濃度低，處於無法持續發生連鎖反應的狀態，必須不斷透過外加的高能粒子射擊，才可以維持反應進行。也因此，次臨界反應爐的安全係數也相對較高。雖然目前 ADS 反應爐還在研究中，就像核融合與其他第四代核反應爐一樣，核工科學還有許多需要投資時間與金錢才能實踐的技術，我們就拭目以待吧。

核廢料可以送往人類生活圈以外嗎？

但除了核轉換和我們先前提過，將高階放射性廢棄物永遠埋進地底的「深層地質處置法」外，許多留言的朋友也分享了一些，曾經被評估過的處置方法，像是把核廢料送進太空的太空處置法、埋進海底的海床處置法、和丟進板塊交界處的隱沒帶處置法等等，這些真的有可能嗎？

不論是哪種方法，這些處置的核心，就是要將高階放射性廢棄物，長時間甚至永久地送離人類的生活圈。但這些方法，真的可行嗎？

不用空想，因為這些方法都曾被認真評估過可行性。但要記得，高階放射性廢棄物的處置，時間是以數千到數十萬年的時間尺度做計算。也就是說，就算短時間讓這些用過燃料棒眼不見為淨，但若不能妥善監測管理，到了要收拾善後時會更加麻煩。

因此，不論是埋進地底的深層地質處置法、丟進海溝深處的海床處置法、還是埋進極地冰層下方的冰層處置法，最大的問題，都在於能不能長時間控管。

深層地質處置法

而在這幾個方法中，深層地質處置法既滿足遠離人類生活圈，但又可以隨時緊急處置的條件，仍然是目前最主流的做法。例如目前進度最快，位在芬蘭的 Onkalo 深層地質處置場，從 2004 年動工至今，預計將於 2024 年正式啟用。至於跟我們一樣多地震的鄰居日本，他們位於北海道的的幌延深地層研究中心，也開始了全新的國際計畫，台灣也有參與。希望能從日本身上，實在了解地震帶上建置深層地質處置場的風險評估，取得寶貴的經驗。

位在芬蘭的 Onkalo 深層地質處置場一隅。圖／Posiva

隱沒帶處置法

隱沒帶處置法，指的是將高階放射性廢棄物放在板塊交界處，讓板塊將它們全帶向地底深處。在我們的腳底下，有著一塊塊的板塊，它們互相推擠，雖然速度緩慢，但力量十分巨大，足以導致地震發生，也是在地表刻畫出高山與各種地表變化的主要推手，想進一步了解我們的大地之母，可以參考我們的這一集。

這種方法的推廣者認為，雖然岩石圈會循環，隱沒的板塊總有一天會熔融成上部地函，最後隨岩漿重新流至地表。但因為板塊移動每年約 1~10 公分，速度非常緩慢，高階放射性廢棄物再次冒到地表時已經是千萬年或是數億年之後，放射性已遠遠在標準之下。

這方法雖然看似可行，但關鍵的問題還是一樣，沒有人能確保和追蹤，這些被大地吞噬的高階放射性廢棄物最後去了哪裡，會不會上演像被關進獄門疆丟進隱沒帶的五條悟一樣在短時間中回到地表？真的難保意外發生。

太空處置法

至於要不要把核廢料送上太空，真的丟到我們完全不用再監測，可以兩手一攤就不管的地方呢⋯⋯？這邊歷史上也有個參考對象，只是結局不是那麼好。我說的當然不是有人真的把核廢料往外太空丟。

1977年，蘇聯發射了偵察衛星宇宙 954 號，上頭搭載了使用鈾-235 燃料的核反應爐。沒想到三個月後，衛星的路線逐漸脫離蘇聯的掌控，最終重新進入地球大氣層，化為碎片。雖然蘇聯聲稱碎片在墜入大氣層的過程中全部燒毀，但事實是，碎片灑落在加拿大的西北地區。加拿大協同美國花九個月，清掃了 12.4 萬平方公里的面積，才清除完了所有碎片，這雙方都出動百人逐步清掃的行動稱為「晨光行動（Operation Morning Light）」。

人員手持輻射偵測器逐步尋找衛星的殘骸。圖／wikipedia

核廢料不能「廢物利用」嗎？

除此之外，我們也多次提過，雖然目前的核反應爐無法使用這些用過核燃料棒，但他們很有潛力成為未來第四代核反應爐的發電原料，透過「核燃料循環」，減少新原料的開採需求，可以同時滿足零碳排發電，和不會增加高階放射性廢棄物的兩大優點，成為新的能源選擇。因此將這些用過燃料棒放在相對容易取得的地方，從再利用角度也是值得盤算盤算的。

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