香山科学会议：高水平放射性废物地质处置

与会专家围绕高放废物地质处置的主题，特别是如何进一步加大加快我国高放废物地质处置的研究工作发表了许多见解，形成重要共识：
1、高放废物处置是一个事关核事业可持续发展的重大高科技系统工程，关系到国家长期的环境和生态安全，需要法律法规保障，需要政府主导和国家层面上的宏观规划，需要有实施项目计划的执行单位，需要高强度的经费支撑，更需要有坚实的科学、技术和工程基础。
李焯芬院士在题为“高放废物地质处置中的关键工程科学问题”的主题总评述报告中深入讨论了建造高放废物地质处置库需考虑的各种工程因素。他将处置库工程分为可行性研究、选址、工程设计、施工、运行监测与核实及安全与环境评价等阶段，认为可行性研究、选址与安全及环境评价应同步进行，并提出了选址阶段、施工阶段及运行阶段需要解决的关键工程技术问题及解决方案。
多场耦合问题。鲜学福认为，高放废物地质处置的研究应区分为近场和远场来分析，多场耦合主要表现在近场。钱七虎认为，高放废物地质处置中的多场耦合应考虑空间条件来适度简化，工程扰动、温度的影响在一定范围内存在，远场可能主要是原状地质条件下的问题。李国敏认为THMC要进行简化，要结合工程实际进行模拟。蔡美峰教授认为处置库的“多场”中，应力场是个动态应力场，其中构造应力场很重要；在处置深度上应存在一个优化的问题。
4、针对目前我国高放废物地质处置的研究现状，为集中目标，突出重点，高效使用有限经费，亟待结合中国高放废物的类型、中国场址的地质特征，尽快完成高放废物处置的顶层设计和我国高放废物处置的概念设计，以便使各学科的研究和各单位的研究有一个“公共平台”，有一个讨论问题的共同基础。目前，可初步提出这一“公共平台”的要素为：以多重屏障为基本设计、以高放废物玻璃固化体为源项、以碳钢为废物罐材料、以内蒙古高庙子钠基膨润土为参考缓冲材料、以甘肃北山为参考场址、以花岗岩为主岩、处置库深度为500-1000米，位于饱和带中。
香山科学会议于2005年9月6－8日在北京召开了以“高水平放射性废物地质处置”为主题的第260次学术讨论会。中国核工业集团公司科技委潘自强院士、香港大学李焯芬院士、核工业北京地质研究院王驹研究员应聘担任本次会议执行主席。来自全国各地的40余位专家参加了本次会议。
潘自强院士在主题总评述报告中讨论了当前国际上高放废物处置的现状和趋势，强调指出“高放废物处置是核能可持续发展的一个关键问题”，地质处置是高放废物处置的现实途径。由于具有复杂性、长期性和探索性的特点，地质处置是一项重大高科技系统工程，是一项万年大计的工程。潘自强阐述了地质处置的总体战略、围岩的选择、地下实验室、保护后代的要求等重大科学研究课题，并提出了全面总结我国近20年来的地质处置成果、开展顶层设计、制定高放废物管理的法律法规和标准、制定国家层面的计划、注意综合性全面基本问题的研究、开展广泛国际合作等6项建议。
此外，罗上庚认为，若中国发展快堆技术，其高放废物辐射强，玻璃固化体可能无法满足要求。闵茂中认为应考虑辐照对材料和地下水的影响。
会议执行主席潘自强院士对会议作了总结性发言。潘自强认为，我国高放废物地质处置研究正处于全面启动的前夕，需要在国家层面上加大支持力度，各学科协调发展，并提出我国应当在2015年确定地下实验室场址并完成其设计，应当在2020年建成我国高放废物地质处置地下实验室。
重视核试验场的核素迁移实测资料。钱七虎认为核试验场的核素迁移实测资料对不同量级裂隙网络模型和核素迁移模拟结果的检验具有重要意义。罗上庚、涂国荣研究员提出，可利用核爆腔的实验研究以及核爆区水文地质观测井的观测成果开展核素迁移的深入研究。
关于类比研究。闵茂中提出应当重视天然类比和人工类似物研究。鲜学福提出可通过铀矿床进行类比研究，我国21基地的核爆腔也可作为类比体。刘晓东提出花岗岩型铀矿可的类比。
5、关于场址筛选，当前仍宜以甘肃北山为重点地区，以花岗岩为主要候选围岩，但要继续查明有无颠覆性事件存在，同时，也适度开展其他地区（如中国核试验场址、华南或华东场址）和其它围岩中的工作。
6、高放废物地质处置的研究可借鉴国外的研究成果，但也必须结合我国的实际情况创造有自主创新的成果。
7、由于问题的复杂性、投资的高强度性和时间的紧迫性，建议国家尽快成立专门机构和建立专门稳定的经费筹措机制，同时在国家重大项目研究中立项支持开展相关研究。
另有若干专题报告就我国北山地区花岗岩若干基础地质、高放废物地质处置中的水文地质、高放废物处置库预选场址地球化学、岩石力学中THM耦合模型、处置库多场耦合、地质处置库围岩破坏特性、核素迁移、辐射防护和安全评价、地质处置库缓冲回填材料特性、膨润土的特性研究、地质处置库废物罐辐射条件下的腐蚀等问题进行了广泛深入的学术交流。
岩石力学的多维多尺度研究。谢和平认为，北山处置预选场的研究应涉及岩石的基本力学性质、高温长时间下的岩石力学性质、裂隙岩石力学行为及扰动与温度的影响与演化、长时间尺度等四个最基本的科学问题。钱七虎强调工程的耐久性问题也是一个重要的基础科学问题。杨春和建议开展专门的岩石力学钻孔工作。刘泉声认为时温等效研究可能是一条途径；处置库参数测定中，REV的确定是一个值得重视的问题。唐春安认为处置库是一个多尺度问题，不同情况下，主次因素不同，构筑全局性模型是必要的。
重视综合研究。王思敬认为高放废物地质处置分项深入研究是必须的，但对一个特定地区，更需要以地圈（Geosphere）为对象开展综合研究，应考虑：大地形变、地震、表生作用产生的深裂缝、地下水深循环、地球物理场等关键问题；还应考虑时间多尺度和空间多尺度问题、场址的不确定性问题。张洪博士提出要关注高放废物处置涉及的社会问题。
化学和辐射防护极为重要。潘自强强调，高放废物地质处置辐射防护极为重要，但我国目前的工作仅为文献调研。张洪认为，对安全问题的研究应当强化，对未来剂量预测、非人类物种保护问题、选定参照动物问题、可预见性问题，要重点研究。
关于关键核素研究。郭择德研究员认为，确定关键核素应当考虑不同的源项、核素半衰期、地质条件对核素的阻滞能力、剂量转换因子、核素的化学毒性和化学形态等。贾明雁指出，应当考虑核素导致的剂量，特定场址中核素的迁移长度、迁移形态和目标人群。程理认为，应当开展适当的实验研究确定关键核素。潘自强认为，对14C的研究非常重要。刘晓东教授认为，核素迁移研究中要考虑1-100nm的“介观”体系。鲁安怀教授认为，要从微观角度考虑核素的迁移问题。
高放废物的可回取性。潘自强提出应对可回取性的含义和时间及对原有处置概念可能带来的影响进行思考。钱七虎提出，高放废液分离-嬗变工作与地质处置的关系、处置库的设计温度、回取性、处置库的深度等一些重要的相关问题应慎重考虑。实行可回取方案处置时需考虑工程的耐久性问题。
高放废物处置概念设计。罗嗣海教授认为应尽快提出包括工程屏障和自然屏障的我国高放废物处置的概念设计，要梳理涉及的关键技术问题，要正确看待定量评价和充分估计其中的不确定性。
与会专家在热烈的讨论中反映了对下述问题的关注和思考：
工程牵引科研的思路。钱七虎院士提出，本着工程牵引科研的思路来理清科研重点，把握科研的重点方向；从技术路线上应是寻找问题的满意解而难以做到最优解。王驹认为高放废物处置要以系统论的观点来研究，要贯彻工程需求牵引科学研究的思想。鲜学福院士强调，高放废物地质处置根本上是一个特殊地下工程，所有研究都要围绕这个问题展开。
2、高放废物地质处置是一项极其复杂的多学科问题，涉及大量的科学、工程与技术问题，应本着工程需求牵引科学研究的思路、以系统论的观点来开展重点研究。
3、废物处置中涉及的主要关键科学问题包括：处置库场址地质演化的精确预测、深部地质环境特征、多场耦合条件下（中高温、应力作用、水力作用、化学作用、生物作用和辐射作用等）深部岩体、地下水和工程材料的行为、低浓度超铀放射性核素的地球化学行为与随地下水迁移行为以及处置系统的安全评价、以及高放废物地质处置涉及的人文、社会、经济和管理科学问题。
国家总体规划、相关立法和顶层设计。王思敬院士认为高放废物地质处置问题需要在国家层面上的总体规划，科学与工程问题要区分，技术研究要加强。王驹认为，要有共同的参考研究对象如参考废物源项、参考场址、参考岩性、参考回填材料和参考概念设计等。研究员建议尽快刘华、刘泉声、徐国庆、罗上庚、郭择德、程理等研究员也都强调应重视完成高放废物的顶层设计，加大国家立法和规划的力度。
场址和围岩的筛选。钱七虎认为，是寻找合适的场址，而不可能找到最好的场址。目前研究可以甘肃北山场址为主，但要进一步查明有无颠覆性的问题存在？鲜学福强调，在得到有关政府部门认可的前提下，可以集中在甘肃北山开展研究工作。刘华认为，场址初选的范围不一定仅局限在甘肃北山一个地点。李国敏认为，高放处置选址应考虑经济、历史和人文因素，国家层面要考虑战略问题和国家管理问题；处置库场址和岩性的选择要考虑中国国情。徐国庆认为处置库选址要考虑核工业布局，尤其是乏燃料后处理厂的位置；在中国围岩的可选性较大，目前选择花岗岩开展前期研究是合适的。贾明雁研究员提出可以考虑中国核试验场址作为高放废物处置库候选场址之一。庞忠和研究员认为，选址时应当考虑区域地下水的排泄基准面。
材料的环境相容性。徐国庆、温志坚认为考虑到处置库长期稳定性以及材料与自然环境的相容性。鲁安怀也认为工程材料应重点强调与自然环境的协调性，应尽可能考虑矿物材料作为工程材料。王驹认为要考虑工程材料之间应具有互补性、相容性。
金属防腐难点。柯伟院士和韩恩厚认为环境条件是金属防腐研究的重点和难点。郭择德认为中国对定下来的材料应做深入研究，废物罐腐蚀不只考虑环境因素，还应考虑玻璃固化体对罐的腐蚀。
260：高水平放射性废物地质处置
香山科学会议第260次学术讨论会综述
我国发展战略核威慑力量以及加快核电站建设是重要战略决策。但每年会随之产生相当数量的高水平放射性废物（简称高放废物），必须得到安全处置。高放废物的安全处置，是一个与核安全同等重要的问题，是关系到我国核能工业可持续发展和环境保护的重大问题。
王驹研究员在主题总评述报告中全面介绍了国内外高放废物处置的研究进展，重点讨论了处置库场址地质演化的精确预测、深部地质环境特征、多场耦合条件下深部岩体、地下水和工程材料的行为、低浓度超铀放射性核素的地球化学行为及其随地下水迁移行为以及处置系统的安全评价等“高放废物地质处置中的若干关键科学问题”。