2024-02-26
多重障壁是指在放射性廢棄物最終處置方案中，藉由永久掩埋及相關的工程措施，使其隔絕在人類的生活場域之外。
無論是高放射性的核廢料，或低放射性的一般放射性廢棄物，皆需要在做最終處置時，採用「多重障壁」的概念，除了廢棄物本身的容器，再加上緩衝材料，然後將其置於 300 至 1,000 公尺的岩層中。藉由人工與天然的兩種障壁，使其衰減至可忽略的範圍。這樣所形成的環境即是最終處置場，而其環境又可分為近場環境（人工障壁）、遠場環境（天然障壁）及生物圈。
天然障壁
天然障蔽最主要為極深的岩層，也稱處置母岩，便是深層地質處置，將高放射廢棄物埋在深約300至1000公尺穩定的地質環境，藉由處置母岩及地質圈的障蔽，延緩廢棄物的輻射強度，而要達成最終處置場的遠場環境，則需要針對母岩進行數千種調查，確定母岩本身強度大避免施工的工程問題，同時需具備低導水性、低核種溶解度、高導熱性、化學穩定性等，避免核廢料於使岩層產生變化，或因地下水的流入使核廢料溶解於水直接污染到生物圈。上述種種都是確保在高放射性核廢料在置入母岩後，不會改變原本母岩的性質，而破壞多重障蔽使其失效。在目前的實驗下，處置母岩的類型會直接影響天然障蔽是否產生效用，而台灣可運用的環境中，以花崗岩跟玄武岩最為符合處置母岩的條件。
除了上述母岩本身岩種的條件外，同時亦需符合下列的安全條件：
- 長期的地質穩定性，如地質的抬升與侵蝕率低，水文環境與地質、氣候變化等。
- 合適的物理、化學及構造特性 ，如厚實的母岩、緩慢的水流及岩石力學特性。
- 不利或擾動的條件越少越好，如天然地質事件、氣體或化學反應及未來的侵入行為。
- 調查技術的可行性 ，透過技術驗證提供證據以利決定。
- 可預測性 。如以百萬年來看，地質環境的變化可被並納入功能安全的情境分析評估。
從上述條件也可以理解，最終處置場所中至為重要極為仰賴天然環境條件的天然障蔽，要達成所有安全條件的嚴苛性，並非可以簡單達成。
人工障壁
相對於天然障壁，屬於近場環境的人工障壁則包含了許多層面，從使用過的放射性廢棄物放到廢棄物罐、放置到岩層中的工程、廢棄物罐與岩層中間的緩衝材料、回填材料等，都屬於人工障壁的一環。
以台灣目前的狀況，用銅及鑄鐵所組成的外殼，以膨潤土作為緩衝材，配上膨潤土和岩屑混合成的回填材料，成為工程上的障壁。
這種廢棄物罐的設計以完整度及對環境的化學抵抗力為優先考量，使其在使用前便具有完整性且能長時間完整。而對環境的抵抗力則是不會對其他障壁材料產生影響，在外部不影響核廢料與工程障壁及天然障壁間的回填材料，並限制內部廢棄物的熱能與輻射能。
台灣的處置方式
以核一廠的乾式貯存為例，燃料棒使用後，經過濕式貯存冷卻，會被放進密封鋼筒，接著再以傳送護箱並在護箱外層以混凝土包裹，透過層層的限制形成生物圈中可實行的工程障壁。確定最終處置地點後，將一顆顆護箱透過處置孔運入場所，並在岩層與護箱間加入緩衝回填的材料，使核廢料呈現穩定狀態。
目前世界各國已經開始運作的最終處置場址，處置母岩可分為結晶岩（如花崗岩）及沉積岩（如泥岩），台灣目前則是以花崗岩做為潛在處置母岩的建議方向進行後續調查。
台灣從 2004 年開始進行最終處置場所的調查工作，便是針對天然障蔽的地點僅行選擇，包含的岩層調查、安全評估技術等。依原能會（現國原院）所估計的時程，預計 2025 年完成處置場的概念設計，2033 年完成選定場址的地質調查，在 2054 年完成最終處置場的興建。
參考資料
用過核子燃料最終處置計畫書2018年修訂版。參考資料
紀立民、洪錦雄、莊文壽、張瑟稀，用過核燃料深層地質處置概念之研究與發展。參考資料
全國法規資料庫，高放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則。參考資料
全國法規資料庫，低放射性廢棄物最終處置及其設施安全管理規則。參考資料
台灣電力公司，我國用過核子燃料最終處置初步技術可行性評估報告。參考資料
