Atomic Ledger
Volume 102, Issue 1 | April 2026
PEER REVIEWED

地質深處處置場 (DGR) 設計:抵禦萬年地殼變動的核廢料屏障

摘要: 本文探討了高放射性廢料 (HLW) 的長期處置策略。透過多重屏障系統 (Multi-barrier System),結合玻璃化技術與深層穩定地質構造,我們旨在設計一個能安全隔離放射性物質超過 10,000 年的處置場。

1. 引言

核燃料循環的最後一環是放射性廢料的最終處置。隨著全球核能發電量的增加,如何處理乏燃料與高放廢料成為了環境保護與能源永續的核心課題。

2. 多重屏障系統設計

原子鏈結採用的 DGR 設計基於「深度防禦」原則。第一層屏障是廢料本身的化學形態(玻璃化基質);第二層是高強度耐腐蝕容器(通常為銅或不鏽鋼);第三層是膨潤土 (Bentonite) 緩衝層,用於吸收水分並阻止核素遷移;最後一層則是數百公尺深的穩定岩層。

3. 萬年穩定性模擬

利用蒙地卡羅模擬與地質力學分析,我們評估了處置場在地震、冰河期變遷及地下水侵蝕下的完整性。數據顯示,在最極端情況下,放射性核素到達生物圈的時間遠超其衰變至背景水平所需的時間。


小型模組化反應爐 (SMR) 燃料趨勢:長週期與低更換頻率的挑戰

SMR 的興起對核燃料工程提出了新要求。為了實現 10-20 年的長週期運行而不需更換燃料,我們正在研發高豐度低濃縮鈾 (HALEU) 燃料組件,並優化中子毒物分佈以維持長期的臨界穩定性。

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