海底能作为核反应废料的墓地吗

高浓度放射性废料已经累积了半个多世纪了，但仍没有找到永久性的处置方法。美国到20世纪末有3万多吨用过的燃料棒储存在核电站，而且这一数量还以每年大约2千吨的速度增加。

从退役的核武器上卸下的钚和铀的处置是一个更棘手的问题。美国和俄罗斯已各自积累了100多吨武器级的钚，而且每个国家至少还应该拥有50吨额外的钚，以及从拆除的核武器上卸下的数百吨高浓缩铀。而1吨钚就能用来制造几百枚弹头。试想，如果恐怖组织得到这种材料，后果将会怎样？好莱坞电影中的镜头就会出现在现实生活中。

我们如何解决这一日趋紧迫的问题呢？

方案一：把这些武器级钚和放射性废料混合起来，浇铸成一种特殊类型的玻璃柱（即被称为玻璃化的一种工艺）。这样，放射性原子被固定而不会渗漏到周围环境中，也使得蓄谋提取钚的活动难以奏效。但是，这样的基质材料并不能屏蔽辐射，因此，玻璃化废料在处置前仍然有巨大的危害性。而且，生产一根不大的玻璃柱（含20公斤的钚）的成本达140万美元。如此昂贵却不能彻底解决问题，还要面临如何把这种放射性产品进行处置的难题。

方案二：变废为宝，把回收的废料与氧化铀结合起来，生产商业性反应堆的“混合物”燃料。美国的大多数电站在能够采用这种混合材料发电之前还需要经过重大的技术改造。另外，特别要防止那些能制造核炸弹的材料被偷走。并且，混合氧化物反应堆还会生产出其他类型的放射性废料。

方案三：有一些雄心勃勃的人设想有朝一日把放射性核废料发射到太空中，甚至投掷到太阳上。但是，从安全性和经济性考虑，这一方案目前没有实用价值。

有没有更可行的方案呢？

科学家不得不考虑把核反应的放射性废料埋葬在地球的某一处。大陆显然不合适，那么海洋呢？让我们来看看占地球表面积约2/3的海洋洋底。在深海底部较大构造板块的中间，铺着巨大的泥滩。乍一看，这种泥滩似乎是地球这颗行星上最不值钱的地产了。在这些“泥滩平原”之下的岩石地壳，被厚度达数百米的沉积层所覆盖，这种沉积层由巧克力那样深色的黏土构成，其黏稠程度相当于花生浆。由于没有植物生命存在，又只有很稀少的动物群，从生物学的立场来看，这些区域相对来说是不毛之地，也缺乏矿藏财富。

那么，它们真的一文不值吗？天生我材必有用，它们虽贫瘠，却对核时代开始以来一直纠缠着人类的两大难题提供了一条出路：这儿有可能成为高浓度放射性废料的一个永久存放地，也可以成为核弹中卸下的放射性废料的墓园。

把核废料埋在海底安全吗？

也许人们会提出，海底的地质状况难以预测，板块始终在不停地运动，如果在两大构造板块之间的深海沟中埋葬核废料储罐，最终这些核废料将会停留在哪里是无法预测的。

但是，我们并不是要在海沟中处理核废料，相反，海底处置方案将利用地球上一些最稳定、最可预测的地带，可以把放射性废料或弹头上卸下来的核材料以“外科手术的方式”埋入大洋构造板块中间。我们选择远离板块边界的位置，最大限度地减少火山爆发、地震、地壳迁移和其他地质活动所造成的破坏。海洋科学家所作的许多研究表明，在大西洋和太平洋中存在着广阔的地带，它们在地质上已保持了几万年的惰性状态。此外，这些地带的黏土层本质上具有一些有利特性：水的渗透性较低；对危险元素的吸收能力较强；具有自然的塑性，淤泥可以封闭可能在核废料容器周围产生的任何裂缝或空隙。淤泥黏土能牢固地黏附钚、铀和其他放射性元素，防止这些物质渗漏到上面的水体中。实验和计算表明：即使到10万年后，黏土中的钚（和其他超铀元素）也不会从一只破损的储罐中迁移超过几米。因此，废料是否经过玻璃化都不影响其掩埋，而地面上的地质构造则不能同时具有上述这些有利条件。

海底填埋核废料的具体做法是：一个专业的钻探队在精心选取的深海淤泥和黏土层中钻孔，孔道深达海底之下几百米（海底本身大约在海面之下5千米），孔道与孔道间距数百米。然后通过缆索把装有钚或其他放射性废料的储罐一个个放到孔中，罐与罐之间用20米或更多的淤泥隔开。

选择海底作为化学核废料的永久墓园，这是一个令人鼓舞的设想。但从理想到现实还有许多论证工作要做，还有许多实施上的技术问题要解决。如何处理化学核废料，这不是一个简单的课题，它是关系到我们未来生活的重要问题之一，需要进一步的开拓、探索。

核废料的埋藏处 读《深时之旅》A Deep Time Journey - 哔哩哔哩

《深时之旅》初印象

《深时之旅》这本书，是一次在豆瓣闲逛的时候看到的。它非常鲜艳的封面和名字让我一下子就有了兴趣。深时之旅，一个科幻感十足的名字；心里不由得冒出了一系列名词：地质、远古、演化......这个应该是我对这本书的第一印象。

真正开始接触到这本书，还是在学校的图书馆（再次感谢学校的图书馆！）当真的读这本书以后才发现，它其实并不是一本关于地质学的科普，更像是游记性质的书，中间加入了所在地的历史、科普、还有作者的思考，感悟等等。读这本书，给我的感觉就像跟着朋友在探索那些地下的鲜为人知之地，这位朋友热情、敏锐、渊博而善思，充满对自然的温柔与尊重。与他同行，你会感知到周围的环境（因为目的地更多的是在地下，也许用感知比看更合适），会了解该地发生的一些故事，会听到他的一些哲思（也许是一些非常宏大与深远的话题），这一切都在路途中不经意地发生。这本书不似百科全书般的具有条理而客观，更多是像写信或者聊天一样的分享：随性、丰富而不失准确（书中多达100页的注释、引用、名词索引能够证明这点）。

作者简介

简单地介绍一下作者，《深时之旅》的作者是罗伯特·麦克法伦，他出生于英国的诺丁汉，是剑桥大学的博士。他的研究和写作侧重自然与文学的关系。麦克法伦以行走滋养书写，被《格兰塔》前主编被誉为“当代最好的行走文学作家”。在写作《深时之旅》之前，已经写有《心向群山》、《荒野之境》、《古道》等多部著作。

总体介绍

回到这本书，在书的开篇，作者就给我们介绍了“深时”（Deep Time）这个概念。“深时”出自约翰·麦克菲1981年出版的《盆地与山脉》（Basin and Range）一书。深时是地下世界的纪年。作者写道:“深时就是地球那令人眩晕的漫长历史——时间从当下向前向后无尽延展。深时的计量方式让人类显得微不足道，它的载体是岩石、冰川、钟乳石、海床沉积物和漂移的地壳板块，它通向过去也通往未来。作者认为：“用深时的视角来看，我们原本认为恒久不变的东西便有了生命，新的使命在召唤他们。万物的欢乐跃入我们的眼睛和头脑，世界再一次变得丰富离奇、充满生机。冰川有了呼吸，岩层有了潮汐，山脉经历着蜷缩与伸展，石头有了跳动的脉搏。我们栖居的地球，生生不息。”

为了真切地感受这份“深时”的变化，作者前往地下世界进行探索：位于英国的门迪普山洞、位于海底之下的伯毕矿场、伦敦的艾坪森林、巴黎的地下之城、喀斯特石灰岩下的无星之河还有格陵兰岛的冰川、芬兰的地下核废料掩埋仓库......

对于地下之地，作者总结出了其始终承担的三个主题：埋藏（回忆、珍贵的物品、信息、脆弱的生命）、获取（信息、财富、启示、矿石、洞见）、处置（废弃物、创伤、毒物、秘密）。从书中可以看到，作者前往的地下之地往往也这三个主题相关。

前面提到，作者前往了多个地下之地进行探索，在这之中，最让我印象深刻的是艾坪森林的木维网和位于地下深处的核废料掩埋仓库。

片段一：是的，原来森林也有互联网(木维网) ！

众所周知，20世纪构建的互联网极大方便了人们的沟通和交流。但也许，森林对网络的理解和运用比人类更加高明。在二十世纪九十年代，一位生态学家发现了一个奇怪的现象：在一片花旗松林里，人们为了重新种植花旗松，将“竞争者”纸皮桦树苗去掉。然而，去掉纸皮桦以后，新种植的花旗松树苗也会逐渐枯萎、死亡。

为了解决这个谜题，生态学家运用显微镜和基因技术，深入地下窥探树木之间相互联系的结构基础。结果，他们发现土壤中散布这菌丝，这些细小的菌丝彼此交错联结，组成了一个巨大的网络。

同时，这些菌丝还渗入土壤，在细胞层面与树木的根系进行联结。这样，森林里的树木通过这样一个菌丝系统相互联系，形成一个微妙的互利共生系统。森林里的植物通过菌丝网络交换营养物质，菌丝则提取并代谢掉一部分随菌丝移动的营养物质作为收益，实现了整个系统的互利共赢。这种树木-真菌的地下共生网络后来出现了一个广为流传的名字——木维网（wood wide web）。

读到这段关于木维网的描述时，我立刻想到了《星际迷航·发现者号》中出现的孢子引擎！剧中设定宇宙中存在一种菌丝体网络，它的根部遍布全宇宙，而一种奇特的水熊虫能够与菌丝体共生，并利用菌丝体在宇宙中自由穿梭。发现者号上的科学家对其进行研究，并制作出了同样能够利用菌丝体进行跃迁的孢子引擎。

不曾想科幻剧中的菌丝网络在现实中真的存在，而且就出现在森林的地下，这隐隐有种幻想成真的感觉！也许，地下的森林里又真的有一种生物能够利用菌丝在森林里穿梭呢，正如书中提到的一句话：“下次你穿过森林时，低头看看。你的脚下是一整座城市。”

在艾坪森林对菌丝的探寻，了解过程中，作者还由此介绍了森林原住民的万物有灵论，甚至是一些对语言、对历史的思考。对森林原住民而言，他们深信丛林或者森林是有意识的，不断产生着丰富的联结和对话。在大自然里活动，无论走到多么偏远且荒凉的地方，都不是独自一人。周围的环境有意识，有知觉，通人性。它们有感受。”在这种充满生机的环境里，孤独被禁止了。“对于他们而言，指代世界的词语是森林。”

关于语言，作者这样说道：“语言真正的地下世界，不是单个词的词根，而是作为土壤的语法，语言习惯乃至思维习惯扎根其中，长期相互作用。语法深刻影响着语言及其使用者，塑造着我们和他人以及世界的关系。字词是世界创造者，语言是人类世最强大的地质力量之一。”

关于历史：“毫无疑问，解释真菌对世界的塑造作用时，正统的“西方”自然观显得力有不逮。不仅关于发展的历史 叙事受到了质疑，历史这个概念本身也被重塑了。历史不再像是向前飞驰的箭矢或只在自己轨道里环绕的螺旋，更该被视为向四面八方蔓延的网络。“

片段二：《三体》里的“安全声明”，原来现实也有？

书中介绍的第二个令我印象深刻的地方是关于地下核废料掩埋仓库的描述，作者将这一章节命名为隐藏之地，也许就表达出永远不希望这些地点被发现的愿望。作者前往位于芬兰的“翁卡洛（）”，即坟墓的意思。该处将被建造用于埋藏高放射性的核废料。铀-238的半衰期为四十四亿六千万年，在这样的时间尺度下，以岩石空间的深时也无法描述，这样的时间尺度剥夺了人类的中心地位，让人类的第一人称叙事变得微不足道。

位于美国新墨西哥州盐矿床中也存在一个核废料处置库，它预计将接收八十万个五十五加仑的军事超铀废料软钢桶，其中包括美国制造核弹头产生的放射性废料这个处置库的储存室将恰好形成一个新的地层，成为岩石记录中一个高度组织化的部分留存至后世——这将是未来人类世化石的另一种类。

面对近乎永久存在的核废料，除了对其进行深埋以外，还需要解决另外一个难题：如何警告子孙后代地下深处潜藏着巨大且持久的危险？如何在跨越数万年甚至更多时间后与未来的人类，又或许是未来的智慧生命进行交流，警告他们绝对不能进入这些仓库，不能破坏对核废料的隔离？在我看来，这是现实版的“安全声明”。

在小说《三体》中，为了免受宇宙中高等文明对地球文明的打击，提出了“安全声明”的概念，即给出一种声明，使得在宇宙尺度上明确，该星球是安全的。《三体》中的“安全声明”是针对宇宙广度的，而现实中处理核废料而衍生的“安全声明”或者说“危险声名”是面向时间深度的。如何设计一种超越时间的声明标识，是人们面临的一个巨大的挑战。

有专家提议建立一个“主动沟通系统”，通过故事、民间传说和神话传达这一地点的性质。内容通过被选出的“原子牧师”永久传递下去，这种方式比较灵活，世世代代可进行复述和改编。如此一来，起初一组简单警告可能演变为长诗或民间史诗等，在每个社会需要警告时便搭配一种新的叙事。而那些被任命的牧师有责任“铺设一系列关于埋藏地点的神话，保证人们远离那里”。那么，今天我们读到的远古时期流传下来的神话和史诗，有没有可能是远古生物给我们留下的一份“危险声明”呢？

一个终极之问

在整本书中，作者其实反复地提出这样的一个问题：“我们能成为好的祖先吗？”这与我们能成为一个好的长辈不同，这个问题以为着我们需要以深时的视角思考问题，衡量我们会给后世留下什么？未来的历史将记录些什么？在未来成为化石的我们会是什么样？在书的结尾，我想作者借《自然之后》的一段话给出了答案：

“当人们在自然界中发现这两样东西时，他们才最有可能改变自己的生活方式：恐惧之物，一种他们必须躲避的威胁；另一种是爱之物，一种他们尽最大努力去尊崇的品质。这两种冲动都可以让人停手，不过 前者只会让人在将要受伤时才收手，后者却可以让人伸出手去，表达问候或传递和平。这样的姿态是合作 的开始，且这一合作不仅限于人和人之间，还包括超出我们之外的东西，而这一切都是为了建设我们的下一个家园。”