深層地質處置庫中的乏核燃料核查

隨著世界各國尋求替代化石燃料的解決方案來應對氣候變化，一些國家在制定核能計劃，以提供可持續的低碳能源。運行核反應堆的國家有責任提供高放廢物地質處置能力。國際上公認的高放廢物地質處置方法是挖掘深層地質處置庫。加拿大、芬蘭、法國、瑞典和瑞士都制定了最先進的深層地質處置庫計劃。

正在開發的新設施例如包括芬蘭的乏燃料封裝廠和深層地質處置庫——前者是將乏燃料安全密封在處置罐中，后者則是永久安全地儲存處置罐。兩個設施都必須遵守芬蘭的國際法律義務，允許原子能機構核查核材料和平利用情況。

原子能機構通過實施稱為“保障”的一系列技術措施來監督核設施、核材料和核活動，從而履行核核查任務。這些措施使原子能機構能夠獨立核查各國是否履行了僅為和平目的使用核材料的法律責任。各國通過與原子能機構簽訂保障協定來接受這些措施。因此，通過執行保障，原子能機構可以向世界提供關于各國正在履行其核不擴散承諾的可信保證。

芬蘭輻射和核安全局核材料保障部門負責人Marko H?m?l?inen說：“芬蘭與國際原子能機構的合作體現了我們通過有效的保障履行國際不擴散義務的堅定承諾。”封裝廠和深層地質處置庫設施給實施保障帶來了挑戰和機遇。目前正在制定創新解決方案，以便原子能機構保障視察員能夠核查所貯存的核材料。深層地質處置庫位于地下500米深處，計劃在未來100年內運行，進入該處置庫是這些挑戰之一。

封裝廠和深層地質處置庫投入運行后，將成為世界上首個與國際原子能機構簽訂全面保障協定的此類設施。因此，原子能機構視察員需要制定新的可持續保障方案，以便目前和在遙遠的未來核查這些難以接觸的核材料。

“作為保障視察員，我們首先需要能夠在乏核燃料轉移到封裝廠和深層地質處置庫設施之前對其進行核查，然后執行保障措施，以確認乏燃料未被轉用或替代，以及這些設施未被用于未申報的目的，”原子能機構核保障視察員Courtney Ames說，“對于原子能機構保障視察員來說，封裝廠和深層地質處置庫設施在乏燃料轉移期間和轉移之后保持知識的連續性是一項挑戰，特別是在實際接觸地質處置庫有限的情況下。通過利用新技術，采取團隊合作和仔細分析，我們可以實現保障目標。”

原子能機構、歐盟委員會以及芬蘭輻射和核安全局之間需要合作制定保障措施和方法，包括在處置乏燃料之前開發和測試乏核燃料核查技術。

2012年，原子能機構啟動了封裝廠和地質處置庫項目，以專門應對新型設施帶來的保障執行挑戰。在與對應方的密切合作下，就該項目實施了一項綜合方案，其中納入了“保障始于設計”原則，可最大限度地減少對深層地質處置庫的運行影響。“保障始于設計”需要在設施規劃和設計的早期階段就納入保障考慮因素，并將這些考慮因素持續貫穿于整個建設、運行和退役過程。就芬蘭而言，“保障始于設計”應使原子能機構和歐洲原子能共同體的保障視察員以及國家當局（芬蘭輻射和核安全局）能夠有效地履行職責，同時不干擾封裝廠和深層地質處置庫設施的運行。

“我們在封裝廠和地質處置庫項目中實施了‘保障始于設計’原則”。這種前瞻性方案減少了改造需要，并為營運者、芬蘭輻射和核安全局、國際原子能機構和歐盟委員會節省了寶貴的資源。”H?m?l?inen說。

其他最新制定的概念和措施，包括遠程監控系統，也正在實施中。通過使用遠程監控系統觀察核材料所在地，原子能機構可以減少現場視察，進而降低因往返設施而產生的碳排放。地震監測和激光封隔系統等技術也可以在減少視察方面發揮作用，地震監測可以發現任何未申報的穿透深層地質處置庫周圍巖石情況，而激光封隔系統可以分析容器頂蓋的焊接輪廓，從而生成獨特的自然“特征徑跡”，如果這種“特征徑跡”發生變化，則表明容器罐已被打開。

到2025年，芬蘭的封裝廠和深層地質處置庫設施將全面投入運行，用于乏核燃料的安置。通過合作與創新，原子能機構、歐盟委員會以及芬蘭輻射和核安全局正在共同實施有效和高效的保障，以實現原子能機構的核查目標，同時確保對設施運行的影響最小。通過納入“保障始于設計”原則，封裝廠和深層地質處置庫設施將提供處理和處置乏核燃料的解決方案，支持低碳核能轉型，以及促進原子能機構對核材料和核技術的核查。

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